В процессе бурения скважин буровики нередко сталкиваются с осложнением в виде поглощения промывочных жидкостей и бурового раствора. Причинами данного осложнения являются аномально низкие пластовые давления в трещинах и кавернах горных пород. Обычно процесс бурения скважины происходит с остановкой на набор воды в приемные амбары, при этом осуществляют завоз воды автоцистернами от ближайшего водозабора, с которых производят набор воды в приемные амбары [1, 2]. Недостатками данного способа бурения являются:
– большие простои буровой бригады при остановках в ожидании завоза воды автотранспортом и периодичностью движения автотранспорта до ближайшего водоема;
– высокая стоимость в связи с большими эксплуатационными затратами на автотранспорт для периодической доставки воды в приемные амбары в процессе циклического бурения, особенно при большой удаленности водоема от бурящейся скважины, а при отсутствии водоема необходимо прокладывать водовод, что чревато еще более высокими материальными и финансовыми затратами. В среднем, для Волго-Уральского региона при объеме воды за рейс в 6 м3 количество рейсов составляет 5295. Ориентировочные затраты на завоз воды с помощью спецтехники – 25903140 руб. без НДС;
– невозможность откачки пластовой воды из интервала зоны катастрофического поглощения скважины в приемные амбары в процессе вскрытия данного интервала скважины.
При спуске насоса в интервал зоны катастрофического поглощения скважины для набора воды в приемные амбары процесс является длительным и затратным, т.к. необходимо извлекать из скважины бурильный инструмент с долотом в циклах остановки.
При наборе воды с помощью наблюдательного колодца на территории куста простой буровой бригады в наборе воды может составлять до 4000 часов.
С 2016 г. на объектах добывающих компаний ООО УК «Шешмаойл» и других малых нефтяных компаний применяется технология набора воды эжекторным насосом (НЭМП) на бурящихся скважинах, встретивших зоны полного ухода промывочной жидкости [3].
Эжектор содержит камеру смешения 1 с твердосплавным соплом 2, закрепленным в ней с помощью фиксатора 3, диффузор 4, переводник 5 с боковыми отверстиями и размещенный в нем клапанный узел 6, которые размещены в трубе 7 с муфтой 8 на одном конце и ниппелем 9, имеющим боковые отверстия, на другом конце, c ограничением осевого перемещения гайкой 10 (рис. 2).
Насос НЭМП работает следующим образом (рис. 3). Бурение скважины при катастрофическом поглощении, с помощью бурильного инструмента – для его осуществления включают циклический процесс бурения с остановками на набор воды в приемный амбар из скважины. В цикле остановки бурения скважины 1 на набор воды в приемный амбар 2 в скважину 1 на колонне бурильных труб 3, используемой в составе бурильного инструмента 4 при бурении скважины 1, спускают насос эжекторный 5 с манжетным пакером 6 с патрубком 7, имеющим боковые отверстия 8 и соединенную с ним нижнюю часть бурильного инструмента 9 с долотом 10 на расчетную глубину.
Расчетная глубина спуска в скважину долота и насоса определяется для каждой конкретной скважины с учетом зоны возможного обвала стенок скважины для предотвращения прихвата долота, а также с учетом статического уровня жидкости в скважине для погружения насоса под уровень жидкости. Из приемного амбара 2 буровым насосом 11, используемым в составе бурильного инструмента 4, по колонне бурильных труб 3 на вход насоса эжекторного 5 подают рабочую жидкость на водной основе, при истечении которой из сопла 12 создается разряжение в приемной камере 13, сообщающейся с подпакерной затрубной полостью 14 скважины 1 через боковое отверстие 8 в патрубке 7, вследствие чего, эжектируемая из подпакерной затрубной полости 14 скважины 1 пластовая вода в камере смешения 15 смешивается с рабочей водой и через боковой выход 16 насоса 5 подается в надпакерное затрубное пространство 17 скважины 1, по которому поднимается на устье в приемный амбар 2. Объем рабочей воды, оставляемый в приемных амбарах при бурении скважины, определяется расчетным или опытным путем, с целью исключения завоза дополнительного объема воды.
После заполнения приемного амбара 2 пластовой водой подачу рабочей жидкости на вход эжекторного насоса 5 прекращают, из скважины 1 извлекают колонну бурильных труб 3, насос 5 с манжетным пакером 6 и патрубком 7. Соединяют и спускают в скважину 1 верхнюю и нижнюю части бурильного инструмента 4 с долотом 10 и продолжают бурение с промывкой пластовой водой из приемного амбара 2 до не полного израсходования пластовой воды в приемном амбаре, например, при бурении интервала зоны катастрофического поглощения 18.
После чего вышеописанный цикл остановки на набор пластовой воды в приемный амбар 2 бурения повторяют, начиная с извлечения из скважины 1 верхней части бурильного инструмента 4.
Сокращение длительности и снижение стоимости работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширение области применения обеспечивается за счет того, что из скважины извлекается верхняя часть бурильного инструмента, в скважину на колонне технологических труб спускается эжекторный насос 5 с боковым выходом 16, самоуплотняющийся пакер 6 под ним, который через патрубок 7 с боковым отверстием 8 соединен с нижней частью бурильного инструмента с долотом, долото 10 устанавливается в интервал выше зоны возможного его прихвата, а эжекторный насос устанавливается на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине. Из приемных амбаров рабочая вода на вход эжекторного насоса подается по технологической колонне, а пластовая вода из затрубного пространства 14 под самоуплотняющимся пакером 6 поднимается на устье скважины по затрубному пространству 17 над самоуплотняющимся пакером и подается в приемные амбары. После заполнения приемных амбаров пластовой водой подача рабочей воды на вход эжекторного насоса прекращается и извлекается из скважины колонна технологических труб с эжекторным насосом, самоуплотняющимся пакером и патрубком, собирается и спускается в скважину верхняя и нижняя части бурильного инструмента с долотом и продолжается бурение.
Использование разработанного эжекторного насоса НЭМП позволяет:
– сокращать время в цикле остановки при наборе воды с помощью эжекторного насоса по сравнению с ожиданием завоза воды автотранспортом и периодичностью движения автотранспорта до ближайшего пункта набора воды;
– добиться низкой стоимости при наборе воды с помощью эжекторного насоса по сравнению с высокими затратами на автотранспорт для периодической доставки воды в приемные амбары в процессе циклического бурения, особенно при большой удаленности водоема;
– исключить длительный и дорогостоящий процесс, связанный с проведением изоляционных работ с закачкой большого количества тампонажных материалов при многочисленных спуско-подъемных операциях;
– обеспечить сохранность подъездных путей к объекту бурения.
Технические характеристики эжекторного насоса представлены в табл.
В среднем за 12 часов работы насоса НЭМП набор воды в амбар составил 838 м3, наибольший объем набора составил по скважине 5070 Глазовского месторождения (3250 м3) за 7 дней (рис. 4). Общее количество добытой воды с начала применения технологии составило 34372 м3 по 41 скважине (рис. 5). Среднее время операций составило 24,4 часа. Для решения проблем с водообеспечением при бурении скважин услуги при наборе воды насосом НЭМП оказываются сервисной компанией ООО «Нафта-Сервис», входящая в структуру ООО УК «Шешмаойл». Услуги ООО «Нафта-Сервис» по сопровождению способа бурения скважины при катастрофическом поглощении включают в себя:
– подготовку оборудования на базе производственного обслуживания;
– доставку насоса эжекторного с манжетным пакером (НЭМП) до объекта работ;
– технологическое сопровождение сборки и спуска НЭМП в комплексе с бурильным инструментом;
– ревизию оборудования непосредственно на объекте бурения (при необходимости повторное проведение операции). При ревизии оборудования возможно привлечение буровой бригады и механических ключей (АКБ, УМК, КТ и т.д.);
– составление акта выполненных работ;
– вывоз оборудования.
ВЫВОДЫ
1. В ООО УК «Шешмаойл» разработан эжекторный насос для откачки пластовой воды из скважины в приемный амбар при вскрытии и прохождении зоны катастрофического поглощения промывочной жидкости в процессе строительства скважины бурением.
2. Внедрение насоса эжекторного с манжетным пакером НЭМП позволило на скважинах отказаться от заказа автотранспортных услуг по завозу воды на буровую.
