Новейшие технические решения для крепления скважин

The latest technical solutions for fastening wells

А. GULOV, «OKSET» LLC S. NOVIKOV, V. ZHURAVCHAK, «Investgeoservice» JSC М. AKHMETOV, AO «Messoyakhaneftegaz» » JSC

В последнее время происходит увеличение объемов горизонтального бурения для добычи нефти и газа на суше и на шельфе России, при этом наблюдается повышение сложности горно-геологических и технико-технологических условий строительства и эксплуатации скважин. Это проявляется в повышенной сложности профилей (траекторий) стволов скважин, увеличении пространственной интенсивности искривления, также в увеличении отходов от устья (отклонение от вертикали), а зачастую в необходимости строительства скважин в условиях геологической несовместимости, в том числе из-за выработки ряда месторождений. Все эти факторы отрицательно влияют, в том числе и на качество условий разобщения и крепления пластов, а соответственно, требуют постоянного поиска новых и совершенствования известных технических и технологических решений в области крепления скважин. В статье представлены технические особенности и преимущества инновационных разработок TESCO – CDS™, TesTork™, SSES™ и CPLS™, а также приводятся примеры успешного применения системы спуска колонн и цементирования с вращением при креплении скважин в России.

Recently, there has been an increase in the volume of horizontal drilling for oil and gas production on land and on the Russian shelf, while the complexity of mining, geological and technical and technological conditions for the construction and operation of wells is increasing. This is manifested in the increased complexity of the wellbore profiles (trajectories), increasing the spatial intensity of curvature, as well as increasing waste from the mouth (deviation from the vertical), and often in the need to build wells in the conditions of geological incompatibility, including the development of a number of deposits. All these factors negatively affect, including the quality of the conditions for the separation and fixing of the seams, and, accordingly, require a constant search for new and improved known technical and technological solutions in the field of fastening wells. The article presents the technical features and advantages of the innovative developments of TESCO-CDS™, TesTork™, SSES™ and CPLS™, as well as examples of the successful application of the column descent and cementing system with rotation in the fastening of wells in Russia.

Для успешного спуска эксплуатационных обсадных колонн на плановые глубины, а также для качественного цементирования скважин требуется привлечение самых современных разработок в этой области. Представляем новейшие технические решения для спуска обсадных колонн и для повышения качества цементирования методом вращения обсадных колонн при промывках перед цементированием и непосредственно во время цементирования, а также достижения TESCO Corporation в этом сегменте нефтесервисных услуг.
TESCO Corporation является мировым лидером на рынке предоставления в аренду систем верхнего привода, а также оказания сервисных работ по спуску обсадной колонны с применением собственной инновационной разработки. Компания на глобальном рынке уже почти 25 лет, из них в России почти десятилетие (с 2008 г.).
На момент написания статьи компания в стадии интеграции в Группу Компаний NABORS.

TESCO Corporation оказывает сервисные услуги по спуску обсадной колонны с применением собственной инновационной разработки – системы Casing Drive System™ (CDS™). Данная технология была изобретена TESCO для бурения на обсадной колонне, но функционал настолько широк, что может использоваться для реализации разных задач. Путем снижения затрат на выполнение буровых работ и  сокращения непроизводительных потерь времени (НПВ) мы повышаем реальную экономическую эффективность для Заказчиков.
Система CDS™ позволяет расширить возможности верхнего привода буровой установки и использовать его для свинчивания резьбовых соединений обсадной колонны. Система CDS™ полностью заменяет стандартный набор оборудования для спуска обсадных колонн. Наличие гидравлического вертлюга у системы CDS™ позволяет вращать обсадную колонну при спуске, циркуляции и расхаживании (к примеру, при больших коэффициентах трения вращение позволяет их кратно снизить), а также осуществлять циркуляцию и долив во время спуска обсадных колонн. Дополнительно система CDS™ позволяет приступить к проработке ствола скважины в месте получения посадки. Наличие дополнительного независимого моментомера TesTork™ (с беспроводной передачей данных WTTS) позволяет регистрировать и контролировать в режиме реального времени и с записью в память на электронный носитель показатели момента свинчивания через адаптированную компьютерную систему.
Система оснащена регулируемыми по длине штропами, которые позволяют на большинстве буровых установок брать трубу сразу с мостков. Грузоподъемность гидравлического элеватора для одиночных труб составляет 5 т, что более чем достаточно для одной трубы. Грузоподъемность самого же CDS™ составляет от 350 до 750 т. Также имеются новейшие компактные системы длиной всего 2 метра. Так как CDS™ автоматизирована и управляется удаленно, то при работе с ней не требуется привлечения верховых рабочих, по сравнению с Fill Up Tool и спайдер-элеваторами. Соответственно, также исключаются риски из-за работы с ключами, т.к. это не требуется при CDS™.

Использование CDS™ существенно сокращает количество оборудования и персонала, требуемого для спуска обсадной колонны; обеспечивает высокий уровень механизации работ и устраняет необходимость работы персонала в особо опасных условиях.

Преимущества применения CDS™ очевидны: исключаются использование громоздких спайдер-элеваторов, привлечение верхового рабочего, использование циркуляционного оборудования (Fill-Up Tools) и силовых ключей.
Таким образом, использование CDS™ существенно сокращает количество оборудования и персонала, требуемого для спуска обсадной колонны; обеспечивает высокий уровень механизации работ и устраняет необходимость работы персонала в особо опасных условиях.
В отличие от «традиционного» спуска колонн и свинчивания труб при помощи обыкновенных силовых ключей наши разработки, помимо непосредственно свинчивания труб, позволяют осуществлять следующие действия: спуск колонны с доливом колонны во время спуска, с циркуляцией во время спуска и одновременными расхаживанием, вращением при спуске, с проработкой при спуске колонны с созданием (передачей) нагрузки (части веса СВП). Данная технология позволяет минимизировать риски получения дифференциального прихвата, посадок, прилипания колонны. Возможность вращения с нагрузкой в зоне осложнений (обвалов/осыпей горных пород, сужение, «выпучивание» и т.д.) способствует достижению плановых глубин спуска колонн. Также спуск с циркуляцией и вращением позволяет достичь снижения коэффициента трения, что особенно актуально для скважин со сложными горно-геологическими условиями и сложными профилями (траекториями) ствола скважин, горизонтальных скважин вообще, и ERD (БОВ) скважин в частности.
Отдельного внимания заслуживают наши разработки оборудования и технологий для повышения качества цементирования колонн. Ведь факторы, влияющие на качество цементирования обсадных колонн, следующие:
а) состояние ствола скважины и качество бурового раствора;
б) центровка (центрирование) обсадной колонны относительно оси ствола скважины;
в) расхаживание (либо вирамайна, либо вращение);
г) сокращение времени на рабочие операции;
д) скорость прокачки цемента.
На поиск решения в инженерном центре TESCO Corporation повлияло то, что на некоторые из перечисленных факторов, может оказать непосредственное влияние оснащение буровых установок специализированным оборудованием.
TESCO Corporation с 2015 г. в Российской Федерации успешно применяет свою инновационную разработку – вращение колонны при цементировании. Система CDS™ может оснащаться системой Cementing Plug Launching System (CPLS™), представляющей собой специальный цементировочный вертлюг Swivel/Side Entry Sub™ (SSES™) с возможностью вращения обсадных колонн при цементировании. Данная система уникальна, не имеет аналогов в мире. Только CPLS™, в отличие от конкурентов, позволяет в оперативном режиме (10 – 20 минут) осуществлять переход после промывки на забое к цементированию обсадной колонны с вращением обсадной колонны.
Очевидно, что чем меньше по времени ствол скважины остается открытым, тем лучше качество крепления. Поэтому отдельного внимания заслуживают не только технологические, но и технические преимущества. Меньшие габариты и меньший вес CDS™ и CPLS™ по сравнению с конкурентами – как следствие – ускорение времени на ПЗР, монтаж и демонтаж.
При вращении колонны перед и во время цементирования увеличивается коэффициент замещения бурового раствора цементным раствором и соответственно, улучшается распределение. Также данная технология способствует минимизации заколонных перетоков и межколонных давлений.
Наш опыт, оборудование и технологии позволяют с честью выдерживать серьезные горно-геологические и скважинные условия. Оборудование CDS & CPLS рассчитано на крутящий момент 50 кФнт*фт (что соответствует 67.8 кН*м). В России и СНГ мы за последние два года выполнили более 100 работ. При этом, в последнее время, увеличивается доля работ именно с вращением при цементировании. Все работы успешные. Качество сцепления цемента при вращении – повышается кратно.
Для примера – у нас выполняются работы по спуску колонн и цементированию с вращением:
•ОК 178 мм глубиной 3222 м, TVD~2700 м (частота 25 мин-1, крут. момент при цементировании 19 кН*м);
•ОК 245 мм глубиной 2656 м, TVD~1000 м (частота 12 мин-1, крут .момент при цементировании 39.4 кН*м).
Также мы спускали колонны в различных вертикальных скважинах:
•ОК 340 мм на глубину 2854 м;
•ОК 273 мм на глубину 3552 м;
•ОК 245 мм на глубину 3855 м;
•ОК 194 мм на глубину 4132 м.
Также мы спускали колонны в скважинах с большим отходом от вертикали (БОВ, ERD wells), при этом показатели достижений говорят сами за себя:
•ОК 340 мм на глубину 1605 м (зенитный угол 72°);
•ОК 245 мм на глубину 5630 м (зенитный угол 75°, отход от вертикали 4346 м);
•ОК 178 мм на глубину 6997 м (зенитный угол 75°, отход от вертикали 5675 м, TVD 2820 м).
Благодаря техническим и технологическим преимуществам оборудования производства TESCO буровые установки, оснащенные системами CDS™ выполняют операции по спуску обсадной колонны более безопасно и эффективно, сводятся к минимуму ручные операции с обсадными трубами на буровой площадке и снижаются повышенные риски при применении стандартных приводных (гидравлических) ключей.
Нашими Заказчиками и Операторами в России являются – ПАО «НОВАТЭК», ОАО «Ямал СПГ», АО «Роспан Интернешнл», АО «Мессояханефтегаз», АО «Инвестгеосервис», «Эриелл НГС», ОАО «ССК», ГК «Интегра» и другие. Производится ряд работ в Республике Казахстан.
Качество цементирования с вращением выше, чем без вращения:
•По проекту «Мессояха» – сплошное сцепление по всему интервалу цементирования выше на 89 %, по интервалу облегченного цемента улучшение на 67 %, а по интервалу тяжелого цемента улучшение средних показателей более чем в 2,4 раза;
•По проекту «Ямал СПГ» – повышение коэффициента цементирования выше на 20 %, отсутствие заколонных перетоков и отсутствие межколонного давления на скважинах за счет совмещения технологий цементирования и вращения ОК.
Экономическая эффективность (табл.):
•В сравнении с обычным методом спуска колонн применение CDS™ позволило снизить временные затраты на 20 %;
•В сравнении с конкурентами CDS™ монтаж системы спуска быстрее в четыре раза, скорость спуска выше на 27 – 35 % (в зависимости от типоразмера колонн), монтаж цементировочной системы быстрее в восемь раз, демонтаж систем быстрее в 2 – 3 раза.
С использованием CDS™ во всем мире уже произведено спуски более 40 миллионов метров обсадных труб.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Гулов А.Р.

    Гулов А.Р.

    Заместитель генерального директора

    ООО «ОКСЕТ»

    Новиков С.А.

    Новиков С.А.

    Главный технолог по креплению скважин

    АО «Инвестгеосервис»

    Журавчак В.Г.

    Журавчак В.Г.

    Главный инженер проекта «Ямал СПГ»

    АО «Инвестгеосервис»

    Ахметов М.А.

    Ахметов М.А.

    руководитель направления по инжинирингу

    АО «Мессояханефтегаз»»

    Просмотров статьи: 660

    Rambler's Top100

    admin@burneft.ru