щ
технологии
Инновационные технологии при креплении скважин
Т.Ю. РАЩЕНКО,
к.п.н., декан технологического факультета, аспирант кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин»
Самарский государственный технический университет
bngssamgtu@mail.ru
В.В. ЖИВАЕВА,
к.т.н., заведующая кафедрой «Бурение нефтяных и газовых скважин», декан факультета повышения квалификации
Самарский государственный технический университет
При креплении скважины предлагается использовать многослойный рукав из полимерной ткани. Кевлар придаст необходимые прочностные характеристики внутренней стенке обсадной колонны. Он обладает наиболее подходящими характеристиками ввиду его эластичности и прочности, превосходящей сталь.
INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN THE WELL CASING
T. RASHCHENKO, V. ZHIVAYEVA, Samara state technical university
When fastening a well it is offered to use a multilayered sleeve from polymeric fabric. Kevlar will give necessary strength characteristics to an internal wall of an upsetting column. It possesses the most suitable characteristics in a type of its elasticity and durability surpassing steel.
Keywords: fastening of a well, upsetting column, Kevlar, polymeric sleeve
В современной нефтегазовой отрасли все острее встает вопрос об экономической рентабельности проектов. Снижение добычи на разрабатываемых площадях, сокращение количества молодых месторождений, уменьшение площадей для разведки возможного залегания углеводородов - все это накладывает жесткие экономические требования к применяемым технологиям и инженерным решениям.
В свете последних событий, происходящих в мире, - оказание жесткого давления на хозяйственную деятельность страны, попытки ее экономической изоляции - необходимо быстро и радикально менять существующие стандарты, методы и способы бурения в целом. Если прежде мы не имели технической возможности для разработки сложных месторождений с глубоким залеганием углеводородов, то при нынешней динамике научно-технического прогресса и технологической базе страны возможна разработка даже таких сложных месторождений, где требуется бурение сверхглубоких скважин или есть необходимость производить добычу высоковязкой нефти.
Однако экономическая рентабельность таких проектов по-прежнему остается довольно низкой, а это диктует необходимость повышения нефтеоотдачи старых месторождений, а также снижения времени на ремонтные работы для ускорения ввода в эксплуатацию законсервированных скважин.
Как известно, одним из наиболее ответственных этапов работ является крепление скважины. Здесь высока вероятность аварийных ситуаций, что влечет за собой принципиальное повышение материальных затрат. Велики и затраты времени.
Процент неустранимых аварий при креплении довольно высок. Это обуславливается видом и строением спускаемой колонны, которые определяются утвержденной конструкцией для каждого отдельного месторождения (рис.).
При нахождении обсадной колонны в скважине затруднены операции по ликвидации аварий, так как ограничены растягивающие и сминающие нагрузки в совокупности с невозможностью вращения колонны. Это приводит к необходимости «отстрела» колонны и, как следствие, потери ствола скважины, бурение второго ствола и увеличение сроков бурения.
Временной фактор тоже оказывает существенное влияние на операции крепления скважины. Например, чем больше период между окончанием бурения и завершением крепления, тем выше вероятность осложнений при спуске обсадной колонны. Правда, допустимое время крепления можно незначительно увеличить, применяя, например, буровые растворы на основе УВ, но, как показывает практика, стоимость, энергозатраты, экологичность и пожароо-пасность сводят к минимуму все положительные свойства данной технологии.
Как известно, в России применяются следующие виды обсадных колонн: колонны стальные, асбестовые и полимерные. Применение каждого вида материалов имеет свои плюсы и минусы, а также зависит от климатических условий. Наиболее распространены колонны стальные. Они обеспечивают наиболее надежное крепление, но имеют ряд серьезных недостатков, оказывающих существенное влияние на технико-экономические показатели. И одним из основных «неудобств» стальных обсадных труб является сам материал, из которого изготовлена колонна. Как известно, производство стали
Полимеры и их сочетания представляются именно тем материалом, который в значительной степени позволяет решить многие проблемы
БУРЕНИЕ И НЕФТЬ 02/20 1 5
технологии Jjj
Для решения технологических сложностей при креплении скважины предлагается использовать полимерный рукав, состоящий из слоев полимерной ткани
является ресурснозатратным, проблемным в плане экологии и энергопотребления. Изготовление труб и муфт к ним является сложным и длительным процессом, сопряженным с большим количеством брака.
Следующий фактор - логистический. Доставлять готовую продукцию приходится на отдаленные и труднодоступные объекты, а именно новые месторождения, снабжение которых возможно лишь зимой, с активным использованием малой авиации по причине неразвитости дорожной инфраструктуры. Сложен и монтаж такой колонны.
Полимеры и их сочетания представляются именно тем материалом, который в значительной степени позволяет решить многие проблемы. Современные полимеры позволяют добиться требуемых прочностных характеристик и снизить степень воздействия на экологический, энергетический и технологический аспекты при изготовлении обсадной колонны. Но у полимерных труб есть и минусы, такие, как меньшая прочность, поэтому было бы разумным использовать химическое и технологическое сочетание полимерных материалов.
Для решения технологических сложностей при креплении скважины предлагается использовать полимерный рукав, состоящий из слоев полимерной ткани. Внутренний, то есть рабочий, слой может быть выполнен из такого материала, как кевлар, что придаст необходимые прочностные характеристики стенке обсадной колонны. Кевлар обладает наиболее подходящими характеристиками - он эластичен, а по прочности превосходит сталь. Технологические слои можно представить этаким полимерным полотном на основе мононитей полиэфиров и незначительного количества токопрово-
80
70
Хвостовик Обсадная колонна Компановка для бурения
Аварии ликвидируемые
Аварии неликвидируемые
Количество суток, необходимое на ликвидацию аварии Максимальное ■ Минимальное Среднее
время
время
время
Рис. Процентное соотношение ликвидированных аварий и аварий с потерей ствола скважины
дящих элементов в виде металлической проволоки малого сечения. Пространство между слоями заполнится химически инертным материалом, таким, как жидкое стекло, или же специальными тампонажными смесями. Например: спуск такой колонны на глубину Н=3000 м будет занимать порядка 2 часов при скорости спуска Успо=0,8 м/с. После спуска производится активация технологического башмака с поинтервальным и последовательным заполнением межслойного пространства химически инертным твердеющим материалом. Все дальнейшие операции цементажа не отличаются от стандартных и не требуют модернизаци цементировочного оборудования и бурового станка. После завершения цементной заливки и закачки технологического наполнителя ожидание затвердевания происходит под давлением Розц=Рпласт+30атм. для закрепления цилиндрической формы обсадной колонны.
Литература
1. Логдачева Е.В., Швембергер С.В. Проблемы и методики трехмерной реконструкции [Электронный ресурс] // URL: http://www.nereditsa.ru/3D/article.htm (дата обращения: 21.02.2010).
Literature
1. Logdacheva E.V., Shvemberger S. V. Problems and techniques of three-dimensional reconstruction [Electronic resource] // URL: http://www.nereditsa.ru/3D/article.htm (date of the address: 21.02.2010) ■
Ключевые слова: крепление скважины, обсадная колонна, кевлар, полимерный рукав
0
0
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.