Ликвидация осложнений при строительстве глубоких нефтяных и газовых скважин

Complications’ elimination during construction of deep oil & gas wells

G. Abdrakhmanov, «TatNIPIneft», М. Zalyatov, «UK SystemService» Co, Ltd.,
L. GOLDENBERG, М. Fomin, «NewTechServices» Co, Ltd.
N. Timkin, I. Arslangaliev, «Perekryvatel’ (packer)» Co, Ltd.

Расширяемые в диаметре обсадные трубы, производимые в Татарстане, помогают ликвидировать осложнения при строительстве глубоких нефтяных и газовых скважин

Produced in Tartarstan casing pipes enlarged in diameter help to eliminate complications during construction of deep oil & gas wells

С увеличением глубин скважин резко возрастают их материалоемкость и энергоемкость, снижаются скорости бурения, повышается стоимость буровых работ. В большой мере это связано с необходимостью разобщения пластов, несовместимых по условиям бурения (разнонапорные пласты, зоны обвалов и другие), промежуточными обсадными колоннами. Анализ типовых конструкций скважин показывает, что от 30 до 80% обсадных труб и тампонажного цемента затрачивается для разобщения зон поглощения бурового раствора и обвалов пород. Несмотря на то что такие пласты часто имеют относительно небольшую мощность – 20 – 100 м, для их перекрытия используются обсадные колонны длиной от 500 до 4000 м. Поэтому принятая во всем мире технология разобщения пластов с телескопическим расположением обсадных колонн проектируется с точки зрения перекрытия всех разнонапорных пластов и зон обвалов, предполагая бурение скважины до проектной глубины с минимальным возможным количеством промежуточных обсадных колонн. Но такая технология при бурении в сложных геологических условиях, а особенно при бурении поисковых и разведочных скважин, зачастую исчерпывает свои возможности уже при глубинах 4 – 5 тыс. метров, т. к. приходится добуривать скважину долотами малого диаметра, что затрудняет бурение и крепление и серьезно ограничивает возможности испытания и дальнейшей эксплуатации скважин.

Традиционно применяемые технологические приемы, направленные на решение этих проблем, связаны со стремлением увеличить протяженность открытого необсаженного ствола путем постоянного регулирования плотности бурового раствора и его реологических свойств. Такой подход приводит к частым водонефтегазопроявлениям, поглощениям бурового раствора, обвалам пород и прихвату бурового инструмента, а иногда и к потерям ствола скважины. Снижается и качество крепления таких интервалов, что вызывает заколонные перетоки, которые приводят к негативным последствиям уже в процессе эксплуатации скважин.

Кроме того, из-за невозможности изоляции существующими методами зон осложнений, возникающих неожиданно (т. е. на их изоляцию промежуточные колонны не предусмотрены), некоторые скважины приходится ликвидировать или перебуривать заново. В связи с этим созданный в Татарстане нетрадиционный метод локального крепления скважин расширяемыми в поперечном сечении профильными обсадными трубами без уменьшения диаметра скважины и без цементирования имеет особую значимость при строительстве сложных и глубоких скважин.

Разработаны научные основы конструирования всего оборудования и сопутствующих технических средств для локального крепления стенок скважин. С целью организации серийного производства расширяемых обсадных колонн (профильных перекрывателей) в г. Азнакаево Республики Татарстан построен завод ООО «Перекрыватель», входящий в группу компаний «Система-Сервис» (г. Альметьевск). Для этого был осуществлен весь комплекс работ по проектированию и изготовлению волочильно-профилирующего стана усилием 100 тонн, по разработке большой номенклатуры нестандартного оборудования, совершенствованию всего технологического процесса изготовления профильных труб, разработке высокоэффективной технологии индукционного нагрева труб при отжиге, модернизации профилирующих устройств. Результатом этих работ является полное решение проблемы изоляции зон поглощений бурового раствора, независимо от интенсивности поглощения и кавернозности пород. Применено более 1400 перекрывателей вместо промежуточных колонн и колонн «летучек».

Ряд скважин глубиной 3000 – 4000 м (в Литве, Братской, Ленской экспедициях, «Ямалнефтегазгеологии», «Оренбургнефти») были обречены на ликвидацию и перебуриванию заново из-за невозможности изоляции зон осложнений существующими методами. Все они были восстановлены с помощью техники и технологии локального крепления и добурены до проектной глубины.

О высокой надежности технологии и оборудования для локального крепления зон осложнений свидетельствует то, что почти все скважины, в которых применялся этот метод, добурены до проектной глубины независимо от количества спуско-подъемных операций и объема бурения. Например, на скважине №2602 «Оренбургнефть» после крепления зоны поглощения профильным перекрывателем в интервале 3294 – 3321 м было пробурено роторным способом 1167 м и за 1008 часов произведено 79 спуско-подъемных операций. Никаких проблем в зоне крепления перекрывателем не было [1].

В феврале 2012 г. проведены уникальные работы по изоляции нескольких зон осложнений установкой профильного перекрывателя на скважине №2 Муравлинской площади в Саратовской области. Бурение скважины осуществляла компания ООО «НьюТек Сервисез». Конструкция скважины приведена на рис. 1. Основные осложнения возникли при бурении из-под колонны диаметром 245 мм в интервале 4000 – 4113 м. В интервале 4003 – 4006 м механическая скорость увеличилась до 17 м/час, возникли газоводопроявления с γ – 1,14 г/см3. В интервалах 4022 – 4037 м, 4070 – 4078 м, 4087 – 4113 м при бурении было не только увеличение механической скорости бурения, но и провалы инструмента с поглощением бурового раствора, до полной потери циркуляции.
Рис. 1. Конструкция скважины №2 Муравлинской площади
Всего на ликвидацию геологического осложнения было затрачено 2,5 тысячи часов, приготовлено бурового раствора и кольматационных пачек в общем объеме 2537 м3, в том числе 466 м3 – кольматирующие пачки. Потери промывочной жидкости в скважине за время ликвидации поглощения составили 2126 м3.

После проведения большого количества изоляционных работ и отсутствия положительного результата специалистами ООО «НьюТекСервисез» и ООО «Перекрыватель» было принято решение о необходимости перекрытия зон осложнений профильным перекрывателем ОЛКС-216 С (оборудование локального крепления скважин диаметром 216 мм со сварным соединением профильных труб).

По данным геофизических исследований (рис. 2), был откорректирован интервал установки перекрывателя и успешно проведены изоляционные работы. На технологические операции локального крепления интервала 3991,5 – 4116 м (124,5 м) без уменьшения диаметра скважины и без цементирования затрачено 124 часа, что составляет 5% от общего времени изоляционных работ, проведенных в этом интервале с применением различных видов тампонажных материалов.
Рис. 2. Результаты геофизических исследований и интервал установки расширяемой «летучки»
Очевидно, что технология и оборудование для локального крепления скважин являются весьма надежными и эффективными. Это достижение компании «Татнефть» в области строительства скважин, при своевременном применении значительно снижающее потребление энергии, материалов и сокращающее сроки строительства скважин [2]. На технологии и технику локального крепления скважин профильными трубами получено более 45 патентов на изобретения Российской Федерации и 59 – зарубежных стран. Разработки в этом направлении удостоились золотых медалей на четвертом Международном салоне промышленной собственности «Архимед-2001» в Москве и на крупнейшей американской выставке изобретений ИМПЕКС-17 в мае того же года в Питсбурге, штат Пенсильвания, а в 2012 г. – серебряной медали «Архимед-2012» за усовершенствованное более надежное устройство для установки профильного перекрывателя в скважине.

Наши пожелания буровым и нефтегазодобывающим компаниям: не надо доводить осложнения, возникающие при бурении, до серьезных проблем, эффективнее в проектах на строительство скважин предусматривать технологию локального крепления расширяемыми в поперечном сечении профильными «летучками».

Литература

  1. Абдрахманов Г.С. Крепление скважин экспандируемыми трубами. Учеб. пособие для высших учебных заведений. Самара: Издательский дом «РОСИНГ», 2003. 228 с.
  2. Тахаутдинов Ш.Ф., Ибрагимов Н.Г., Абдрахманов Г.С. и др. Мировое признание // Нефтегазовая вертикаль (аналитический журнал). №12. 2003.С. 57 – 59.

References

  1. G.S. Abdrakhmanov. Strengthening of wells with expanded pipes.A manual for higher school.Samara: “RosIng” publishing house, 2003. 228 pages.
  2. Sh.F. Takhautdinov, N.G. Ibragimov, G.S. Abdrakhmanov et al.The global acquaintance // “Oil-gas vertical “(analytical journal). №12. 2003. Pp. 57-59.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Абдрахманов Г.С.

    главный научный сотрудник

    «ТатНИПИнефть»

    Залятов М.М.

    директор

    ООО «УК Система-Сервис»

    Гольденберг Л.Р.

    Гольденберг Л.Р.

    исполнительный вице-президент

    ООО «НьюТекСервисез»

    Фомин М.В.

    Фомин М.В.

    руководитель проекта

    ООО «НьюТекСервисез»

    Тимкин Н.Я.

    Тимкин Н.Я.

    главный инженер

    ООО «Перекрыватель»

    Арслангалиев И.Г.

    начальник Департамента расширяемых систем

    ООО «Перекрыватель»

    Просмотров статьи: 5927

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru