книги / Техника и технология капитального ремонта скважин

зону тампонажного раствора. Конец заливочных труб устанав­ ливают несколько выше водоносного пропластка и цементируют под давлением с последующим разбуриванием или вымывом излишка раствора. По окончании работ испытывают колонну.

При работах по изоляции от проникновения вод в скважину (при совместной эксплуатации нескольких горизонтов одной скважиной) успешно применяют нефтецементные и пеноцемент­ ные растворы.

Исправление негерметичности цементного кольца

Исправление негерметичности цементного кольца для лик­

схему и тампонажные материалы для РИР выбирают в зави­ симости от принадлежности изолируемого флюида и геолого­ технических условий в осложненном интервале скважины.

бами:

а) заливкой водоцементным раствором через дефект в ко­ лонне с последующим разбуриванием цементного стакана;

б) заливкой нефтецементным раствором с последующим вы­ мывом излишка раствора;

в) спуском дополнительной предохранительной колонны или летучки с последующим ее цементированием;

г) спуском пакеров.

Работы по изоляции верхней воды, поступающей по заколонному пространству через отверстия фильтра, осуществляют:

а) заливкой цементным раствором через отверстия фильтра с последующим разбуриванием цементного стакана или про­

мывкой излишка раствора; б) заливкой нефтецементным раствором через отверстия

фильтра с последующим вымывом излишка раствора. ^ Для РИР используют цементные растворы на водной основе

с добавками понизителей водоотдачи, стабилизаторов и пласти­ фикаторов или же нефтецементные растворы.

Место притока и пути движения чуждой верхней воды, по­ ступающей в скважину через дефект в колонне, определяют при помощи резистивиметра, дифманометра, электротермометра, а также фотоэлектрическим и гидроакустическим методами.

Во избежание попадания цементного раствора в эксплуата­ ционный пласт фильтр скважины засыпают песком и в случае необходимости создают цементный стакан (мост) над насыпной

пробкой ниже дефекта в колонне.

Для перекрытия путей поступления через дефект воды за­ качивают под давлением цементный раствор, в который дооав-

ляют радиоактивные^изотопы, для определения путей движения раствора за колонной.

По истечении срока твердения цементного раствора опрес­ совкой испытывают колонну на герметичность. Затем цемент­ ный мост в колонне разбуривают и промывают скважину ниже дефекта до насыпной пробки, после чего место дефекта испы­ тывают на герметичность опрессовкой или снижением уровня,

язатем промывают скважину от пробки до забоя. При наличии

вколонне нескольких дефектов на различных глубинах вначале устраняют дефект в верхней ее части, а затем последовательно (сверху вниз) дефекты, расположенные ниже.

Для изоляции чуждой верхней воды, поступающей по зако­ лонному пространству к забою скважины по трещинам и дру­ гим нарушениям в пласте, колонну цементируют через отвер­ стие фильтра.

При использовании водоцементного раствора весьма вероят­ на цементация эксплуатационного объекта с низким пластовым давлением. В таких случаях для цементирования применяют нефтецементные растворы. При этом борьба с обводнением сво­ дится в основном к селективной изоляции водонасыщенной зоны.

Если нет опасности зацементировать эксплуатационный объ­ ект (в случаях, когда обводнение верхними водами произошло вскоре после ввода скважины в эксплуатацию из бурения), при­ меняют водоцементный и пеноцементный растворы.

Для надежного перекрытия путей проникновения верхних вод рекомендуется производить цементирование под повышен­ ным давлением с последующим разбуриванием оставленного цементного стакана.

плуатационный объект через цементный стакан на забое сква­ жины вследствие недоброкачественности цементирования при переходе скважины на вышезалегающий горизонт либо вслед­ ствие разрушения цементного стакана в процессе эксплуатации скважины. В этих целях цементный стакан следует промыть или разбурить скважину до прежнего забоя.

Во избежание проникновения цементного раствора в экс­ плуатационный объект цементирование следует производить без давления.

Если нижние воды проникают в скважину через дефект в кармане (зумпфе) скважины, то пути их проникновения пере­ крывают созданием цементного стакана, нижняя граница кото­ рого должна находиться на 3—5 м ниже дефекта, а верхняя — не менее чем на 2—3 м выше него.

в скважину по заколонному пространству через отверстия фильт­ ра определяют таким же способом, как и проникновение чуж­ дых верхних вод. Для изоляции скважины от нижних вод при­

меняют цементирование под давлением через отверстия фильтра водоцементным и пеноцементным раствором в тех случаях, ког­ да нет опасности зацементировать продуктивный горизонт. Во всех остальных случаях для изоляции используют нефтецемент­ ный раствор.

Технологический процесс цементирования и связанные с ним работы выполняют в той же последовательности, что и при изо­ ляции скважины от верхних чуждых вод — цементированием под давлением через отверстия фильтра.

При невозможности изолировать притоки сильных напорных вод в скважину описанным методом применяют способ создания цементных поясов вокруг эксплуатационной колонны, между источником обводнения и эксплуатационным объектом. В этих целях колонну перфорируют в интервале между источником обводнения и вышележащим эксплуатационным объектом и в образовавшиеся отверстия под давлением закачивают цемент­ ный раствор. Для закачки раствора герметизируют фильтр экс­ плуатационной колонны, для чего заливают его под давлением нефтецементным раствором, разобщают с применением пакеров или обратного сальника, скважину испытывают на поглощение, а затем цементируют под давлением водоцементным раствором. После этого над новым искусственным забоем простреливают отверстия и вновь скважину цементируют под давлением. Остав­ ляемый цементный стакан должен быть на несколько метров выше специально простреленных отверстий. В зависимости от наличия свободного интервала ниже эксплуатационного объек­ та, характера и напора нижней воды создают несколько цемент­ ных поясов.

Технология изоляции скважины от проникновения п о д о ш ­ в е н н ых в о д не отличается от таковой при изоляции от про­ никновения чуждых нижних вод. Для цементирования приме­ няют нефтецементные и пеноцементные растворы. При этом сле­ дует учитывать, что подошвенная вода в большинстве случаев поступает в скважины не через трещины или каналы в пласте, а через поры породы. Поэтому в большинстве случаев не уда­ ется создать за колонной водонепроницаемый слой, пересекаю­ щий конус обводнения, так как цементный раствор в поры поро­

ды не проникает.

Иногда целесообразно заливку производить через специаль­ но прострелянные отверстия в эксплуатационной колонне в ин­ тервале водонефтяного контакта и нагнетать в эти отверстия под давлением цементный раствор.

В ряде случаев для обеспечения успешной изоляции скважин от подошвенных вод до цементирования под давлением приме­

няют гидравлический разрыв пласта.

На длительно разрабатываемых площадях наблюдаются слу­ чаи проникновения ч у ж д о й в о д ы из о д но й с к в а ж и н ы в д руг ую. Обычно это характерно для скважин, расположен­ ных близко друг от друга, находящихся длительное время в экс­

плуатации со значительными отборами жидкости. Вода в этих случаях движется по пластам,, трещинам, тектоническим нару­ шениям и, проникая в одну скважину, устремляется затем в дру­ гую. Таким образом, одна из скважин является обводнительницей другой. Для перекрытия доступа воды в другие скважины, скважину-обводнительницу цементируют под давлением через отверстия фильтра цементным раствором.

В процессе цементирования и на время схватывания и твер­ дения раствора рекомендуется в соседней скважине создать про­ тиводавление. При этом необходимо извлечь из нее все подзем­ ное оборудование (во избежание его цементирования вследствие проникновения цементного раствора в ствол скважины по пу­ тям, по которым продвигалась вода).

При изоляции скважин от проникновения чуждых вод в по­ добных случаях необходимо после цементирования разбурить цементный стакан для вскрытия фильтра эксплуатационного объекта. После изоляционных работ необходимо испытать обе скважины опрессовкой или максимально возможным снижением уровня жидкости, чтобы убедиться в надежном закрытии путей притока посторонних вод.

Наращивание цементного кольца за колонной

Цементное кольцо за незацементированной обсадной колон­ ной наращивают для

защиты обсадных колонн от коррозии агрессивными пласто­ выми флюидами;

ликвидации или предупреждения перетока пластовых флюи­ дов по незацементированному заколонному пространству;

заполнения заколонного пространства тампонажным мате­ риалом в зоне дефекта обсадной колонны или подлежащих экс­ плуатации продуктивных горизонтов.

Тампонажный состав в заколонное пространство закачивают через специальные отверстия в колонне (прямое тампонирова­ ние) или непосредственно в'заколонное пространство с устья скважины (обратное тампонирование).

Выбор способа тампонирования осуществляют после изуче­ ния материалов по строительству и эксплуатации скважины, проведения дополнительных гидродинамических и геофизиче­ ских исследований.

Устранение негерметичности обсадных колонн

Работы по устранению негерметичности обсадных колонн заключаются в изоляции сквозных дефектов обсадных труб и повторной герметизации их соединительных узлов (резьбовых соединений, стыковочных устройств, муфт ступенчатого цемен­ тирования).

П о в т о р н а я г е р м е т и з а ц и я с о е д и н и т е л ь н ы х у з -

л о в о б с а д н ы х к о л о н н состоит в том, что ликвидируют каналы негерметичности в соединительных узлах обсадных ко­ лонн тампонированием под давлением. Кроме того, при негер­ метичности резьбовых соединений обсадных колонн применяют метод довинчивания обсадных труб с устья скважины.

Т а м п о н и р о в а н и е н е г е р м е т и ч н ы х р е з ь б о в ы х с о е д и н е н и й о б с а д н ы х к о л о н н производят для ликви­ дации утечки жидких или газообразных флюидов из колонны через резьбовые соединения, являющиеся причиной негерметич­ ности колонн при опрессовке и источниками межколонных про­ явлений во время эксплуатации скважин.

В качестве тампонирующих материалов используют фильт­ рующиеся полимерные составы, превращающиеся в предельном состоянии в газонепроницаемый камень (отверждающиеся со­ ставы) или гель (гелеобразующие составы). Применение це­ ментного раствора в данном случае запрещается. Допускается использование тампонирующих составов на основе минеральных вяжущих, фильтрат которых отверждается или образует гель.

Д о к р е п л е н и е н е г е р м е т и ч н ы х р е з ь б о в ы х с о е ­ д и н е н и й эксплуатационной колонны методом довинчивания обсадных труб с устья скважины применяют в вертикальных и наклонных скважинах для ликвидации негерметичности резьбо­ вых соединений эксплуатационных колонн, расположенных в свободной, т. е. незацементированной и неприхваченной части

ковочных устройствах и муфтах ступенчатого цементирования. Если негерметичность стыковочного устройства или муфты сту­ пенчатого цементирования характеризуется лишь падением дав­ ления в процессе опрессовки и непрерывная прокачка жидкости при допустимых давлениях для колонны невозможна, то каналы утечки изолируют одним из способов тампонирования под дав­ лением.

Если пропускная способность каналов негерметичности поз­ воляет вести непрерывную закачку жидкости при допустимых для колонны давлениях, РИР проводят методами, используе­ мыми для изоляции сквозных дефектов обсадных колонн.

дят при следующих условиях:

дефектные и находящиеся выше них обсадные трубы распо­ ложены в незацементированной и неприхваченной части обсад­ ной колонны, не заклиненной посторонними предметами;

на извлекаемых трубах не установлены элементы техноло­ гической оснастки обсадных колонн (центраторы, заколонные пакеры и др.);

извлекаемые обсадные трубы расположены в обсаженной или не склонной к обвалам части ствола скважины;

давление гидроразрыва окружающих горных пород в зоне дефекта колонны составляет менее 50% от давления опрессов­ ки обсадной колонны, что обусловливает неэффективность при­ менения цементирования под давлением;

по условиям эксплуатации не допускается перекрытие де­ фекта колонны трубами меньшего диаметра, уменьшающими проходное сечение колонны;

грузоподъемность наземных сооружений и механизмов обес­

части колонны или перекрытие ее трубами меньшего диаметра не возможны по указанным причинам.

При наличии нескольких дефектов в колонне последователь­ но тампонируют каждый дефект сверху цниз. Местоположение его можно уточнять путем поинтервальной опрессовки колонны с помощью пакера.

П е р е к р ы т и е д е ф е к т а к о л о н н ы т р у б а м и м е н ь ­

другими методами невозможно или экономически нецелесо­ образно;

по условиям эксплуатации скважины допустимо перекрытие дефекта трубами меньшего диаметра, уменьшающими проход­ ное сечение колонны.

Перекрытие дефекта колонны осуществляют следующими способами:

спуском дополнительной колонны меньшего диаметра до за­ боя или интервала перфорации;

спуском летучки, т. е. перекрытием дефекта трубами мень­ шего диаметра, длина которых определяется протяженностью негерметичного интервала колонны;

перекрытием дефекта тонкостенными металлическими пла­

В отдельных случаях с целью экономии обсадных труб спуска­ ют летучку, которая перекрывает только интервал дефектов, при этом нижняя и верхняя части эксплуатационной колонны остаются прежними.

Дополнительную колонну спускают в скважину с последую­ щим цементированием или же с установкой пакера. При цемен­ тировании обеспечивается надежная изоляция притока чуждых

вод. Длину этой колонны выбирают из

щей воронкой 8, которая имеет в верх­ ней части левую резьбу. Переводник состоит из корпуса 2 и муфты 6 с ле­ вой резьбой. Внутри муфты установле­ ны шариковый клапан 4 с пружиной 3 и тарельчатый клапан 7. Каналы 5 соединяют клапан 4 с затрубным про­ странством.

После установки песчаной или гли­ нопесчаной пробки выше отверстий фильтра и шаблонирования эксплуата­ ционной колонны, на бурильных тру­ бах спускают летучку и цементируют ее. Закачав расчетный объем цемент­ ного раствора и продавочной жидко­ сти, обратной промывкой вымывают излишки цементного раствора через шариковый клапан переводника. Близ­ кое расположение каналов к воронке

обеспечивает полное удаление излишков цементного раствора из кольцевого пространства выше воронки, благодаря чему исклю­ чается прихват переводника и бурильных труб цементом.

По окончании ОЗЦ, отвинчивают колонну бурильных труб, поднимают ее из скважины, электротермометром определяют высоту подъема цемента за летучкой и проверяют ее на герме­ тичность. Затем разбуривают оставшуюся цементную пробку и промывают скважину до забоя. На этом ремонт скважины заканчивается.

Дополнительные обсадные колонны можно спускать с пакерами различных конструкций. Наиболее целесообразно приме­ нение пакеров механического и гидравлического действия, пред­ назначенных для разобщения пластов при раздельной эксплуа­ тации нескольких пластов одной скважиной.

Дополнительную колонну с пакером без опоры на забой спу­ скают следующим образом. В интервале существующего фильт­ ра насыпают песчаную или глинопесчаную пробку высотой на 5—10 м выше верхних отверстий фильтра. В скважину спуска­ ют шаблон, а затем, если последний беспрепятственно проходит по всему стволу до насыпной пробки, — дополнительную колон­

ну с пакером. Затем воду в стволе скважины заменяют буровым раствором.

При использовании пакера механического действия резино­ вые элементы уплотняются под действием массы дополнитель­ ной колонны. В случае применения пакера гидравлического дей­ ствия в результате закачки жидкости в трубы освобождаются чашеобразные резиновые манжеты от предохранительных ко­ жухов. Верхнюю часть колонны закрепляют на устье скважины. Испытывают пакер и дополнительную колонну на герметичность. В этих целях в затрубное пространство в зависимости от диа­ метра деформированной колонны нагнетают буровой раствор под давлением 4—8 МПа. Если перелива раствора из труб до­ полнительной колонны не наблюдается, то это означает, что пакер уплотнен, а дополнительная колонна герметична. Тогда в скважину спускают трубы и промывают ее до забоя.

Если дефект в эксплуатационной колонне находится на не­ большой глубине от устья, отремонтировать его способом зали­ вок под давлением трудно. Цементированием в этом случае не достигается создание прочных пробок, так как схватывание раствора происходит при низкой температуре, небольшом дав­ лении и значительном поглощении жидкости через дефект в ко­ лонне. Ремонтные работы в таких случаях можно проводить с помощью устройства Дорн или путем спуска дополнительной колонны в кольцевое пространство между эксплуатационной и технической колоннами или кондуктором.

При наличии на устье скважины колонной головки пьедестальный патрубок эксплуатационной колонны заменяют патруб­ ком с заглушкой. Если же эксплуатационная колонна закрепле­ на на хомуте, то в ее верхнюю муфту ввинчивают заглушку, снимают колонну с хомута и осторожно разгружают. На устье устанавливают торцовый фрезер длиной 0,3—0,5 м с зубьями высотой 22—25 мм, нарезанными на торцовой части и армиро­ ванными твердым сплавом. Наружный диаметр фрезера должен быть на 10—12 мм больше диаметра муфты дополнительной колонны, а внутренний— на 8—10 мм меньше внутреннего диа^ метра этой колонны.

К верхнему концу обсадной колонны через специальный пе­ реводник присоединяют вертлюг, пропускают эту колонну в от­ верстие стола ротора и фрезером накрывают верхний конец экс­ плуатационной колонны. Вращая обсадную трубу с фрезером при одновременной промывке скважины буровым раствором, обуривают эксплуатационную колонну на длину первой обсад­ ной трубы. Затем наращивают очередную обсадную трубу и продолжают обуривание до тех пор, пока дополнительная ко­ лонна не окажется на необходимой глубине. Из верхней муфты дополнительной колонны отвинчивают специальный переводник с вертлюгом, устанавливают устьевую головку и цементируют колонну.

Рис. V.5. Последователь­ ность работ устройства типа Д^рн без опоры на колонну:

а — спуск устройства в сква­

в — положение -дорнирующей головки После окончания ра­ боты силовых цилиндров, обеспечивающих сцепление пластыря с обсадной колон­ ной; г — процесс дорнирования (расширения) протягива­ нием устройства талевой си­ стемой; д — подъем устрой­ ства на Поверхность

После окончания закачки цементного раствора снимают устьевую головку и монтируют колонную головку. В этих целях в дополнительную и эксплуатационную колонны ввинчивают патрубки с фланцами и пьедесталом. Дополнительную колонну

После монтажа колонной головки скважину оставляют в покое на срок, необходимый для затвердения цементного раствора.

Если эксплуатационная колонна была установлена на хому­ те, то после окончания процесса цементирования снимают це­ ментировочную головку и при помощи подъемного патрубка колонну устанавливают в то же положение, в каком она нахо­ дилась до снятия с хомута. После окончания срока затверде­ ния цементного раствора дополнительную колонну обвязыва­ ют с устьем, а эксплуатационную сажают на хомут и из верх­ ней трубы вывинчивают подъемный патрубок.

По окончании работ по цементированию дополнительной ко­ лонны шаблоном проверяют проходимость эксплуатационной колонны, после чего испытывают ее на герметичность.

П е р е к р ы т и е д е ф е к т а к о л о н н ы т о н к о с т е н н ы м

конфигурации дефекта колонны, очистки ее внутренней поверх­ ности от заусениц, цементной корки и продуктов коррозии, из­ мерения остаточной толщины стенок негерметичных обсадных труб.

Устройство Дорн предназначено для установки тонкостенных металлических пластырей в местах нарушений герметичности эксплуатационных колонн в нефтяных, газовых и нагнетатель­ ных скважинах диаметром 146 и 168 мм, образовавшихся в ре­ зультате трещин, коррозии, износа, перфорации, нарушений резьбовых соединений, селективной изоляции пластов в зоне перфорации и т. д.

ВНИИКрнефть разработал два типа устройств: 1) без опоры на обсадную колонну (рис. V.5), применяемое в случаях, когда дефект находится менее чем в 3 м от забоя; 2) с опорой на об­ садную колонну (рис. V.6), используемое в случаях, когда де­ фект находится на расстоянии не более 0,5 м.

Работа устройств обоих типов основана на расширении про­ дольно гофрированной трубы до плотного контакта с обсадной

Рис. V.6. Последовательность устройства Дорн с опорой на колонну:

а —- спуск устройства в скважину; б — положение пластыря и опорного устройства (яко­ ря) относительно поврежденного участка колонны; в — положение лорнирующей головки в момент сцепления пластыря с колонной в начальный период дорннрования; г — поло­ жение в момент протяжки устройства с отключенным опорным устройством (якорем); о положение лорнирующей головки в процессе дорннрования протягиванием устрой­ ства талевой системой; е — подъем устройства