Научно-технический центр (НЦТ) Набережночелнинского трубного завода (ООО «НЧТЗ») разработал свою модификацию прорабатывающего башмака (ПУР), который устанавливается в компоновку заканчивания при спуске оборудования в скважину.
Данные устройства применяются в случае необходимости проработки осложненных и нестабильных участков ствола скважины, мест сужения, обвалов стенок скважины, образования уступов и шламовых подушек. ПУР предназначен для спуска обсадных колонн без необходимости вращения обсадной колонны, путем проработки ствола скважины до необходимой глубины.
Прорабатывающий башмак ПУР состоит из вращающегося башмака, вооруженного твердосплавными зубками и корпуса с многоступенчатой гидравлической турбиной. Внутренние элементы и режуще-калибрирующая часть ПУР состоят из легкоразбуриваемого материала (рис.1). Также отличительной особенностью данного прорабатывающего башмака является возможность фиксации вращающихся частей при разбуривании.
Заводские стендовые испытания
Изучив техническое задание, требования различных заказчиков и после разработки рабочей конструкторской документации, изготовили первый опытный образец ПУР для обсадной колонны 178 мм. После установки опытного образца в стенд, согласно программе испытаний, выполнены последовательные замеры крутящего момента при расходах 15 л/с, 20 л/с, 25 л/с.
Полученные следующие режимы:
Холостой ход: при 3 л/с.
При 15 л/с крутящий момент составил 0,4 кН*м (рис. 2).
При 20 л/с крутящий момент составил 0,8 кН*м.
При 25 л/с крутящий момент составил 1,26-1,2 кН*м.
Проведены испытания на сжатие/растяжение, далее была выполнена проверка сохранения силовых характеристик ПУР 178 после испытаний. В заключение испытаний – цементирование изделия для последующего разбуривания.
По заключениям испытаний можно сделать вывод:
1. Прорабатывающее устройство, разбуриваемое ПУР 178, полностью соответствует требованиям технического задания в части силовых и прочностных характеристик.
2. Общее время разбуривания ПУР 178 составило 70 минут, что соответствует техническому заданию Заказчика.
Проведение опытно-промысловых исследований
Перед началом работ технологической группой
ООО «НЧТЗ» совместно с геологической службой заказчика, проведя тщательную оценку рисков, сбор данных геологического характера и сопоставив полученную информацию с аналогичных скважин, пробуренных ранее, произвели отбор скважин кандидатов для проведения опытно-промышленных испытаний (ОПИ) на месторождении.
В процессе бурения на одной из скважин кандидатов зафиксировано геологическое осложнение, выразившееся в обвале и осыпании неустойчивых пород стенок скважины. Для нормализации состояния ствола скважины в течение семи дней технологической службой заказчика проведен комплекс мероприятий (многократные спускоподъемные операции с проработкой мест посадок и затяжек, с параллельным увеличением плотности бурового раствора, прокачиванием укрепляющих пачек бурового раствора и т.д.), однако добиться положительного результата не удалось. Представителями Заказчика принято решение произвести спуск обсадной колонны с использованием прорабатывающего башмака, в случае отрицательного результата произвести ликвидацию части ствола скважины с последующим перебуриванием.
Перед спуском в скважину произвели предварительный запуск ПУР 178 в течение 15 минут, вращение осуществлялось без подклинки и посторонних шумов. Убедившись в работоспособности прорабатывающего башмака на устье, приступили к его спуску на забой скважины.
Во время спуска, в интервале геологического осложнения, зафиксировали посадку обсадной колонны, в связи с чем приступили к проработке ствола скважины. В процессе проработки (режим проработки:
Q=15 л/с, P=85 атм) удалось добиться свободного хождения обсадной колонны с последующим спуском до плановой глубины. Дальнейшее цементирование скважины прошло согласно плану работ, без осложнений.
После выдержки времени затвердения цементного раствора произвели сборку «боевой» КНБК с включением долота PDS и РУС для нормализации элементов оснастки и дальнейшего бурения горизонтального участка скважины.
Разбуривание элементов оснастки ПУР 178 проводилось при следующих режимах:
Разбуривание ПУР 178 производилось без отклонений (без скачков давления и крутящего момента). Общее время разбуривания составило 65 минут.
Результаты опытно-промысловых испытаний и данные, полученные на скважине после ОЗЦ, свидетельствуют о технологической обоснованности применения ПУР 178 для спуска обсадных колонн на скважинах со сложными геолого-технологическими условиями. Экономическая эффективность применения ПУР 178 достигается за счет сокращения времени на переподготовку и возможного перебуривания ствола скважины, а также экономии ресурсов на проведение мероприятий для стабилизации состояния стенок скважины.
Преимуществами прорабатывающего башмака, разработанного ООО «НЧТЗ», являются:
1. Возможность спуска обсадных колонн до проектной глубины путем проработки ствола скважины без необходимого вращения обсадной колонны.
2. Возможность быстрого разбуривания прорабатывающего башмака за счет выполнения режуще-калибрирующей части из легкоразбуриваемого материала, а также возможность фиксации вращающихся частей оборудования при разбуривании.
3. Возможность использования во всех типах конструкции скважин, как при спуске с оборудованием заканчивания, так и без него.
4. В случае, если фиксируются осложнения в пластах с низкими пластовыми давлениями, возможно применение малолитражных ПУР 178.
