научная статья по теме КОМПЛЕКСЫ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ВЫРЕЗАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН Геофизика

Текст научной статьи на тему «КОМПЛЕКСЫ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ВЫРЕЗАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН»

КОМПЛЕКСЫ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ВЫРЕЗАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Г. ИШБАЕВ, А. САЛОМАТИН, ооо нпп «Буринтех»

Структура запасов и состояние разработки нефтяных месторождений требует применения более эффективных технологий и технических средств воздействия на пласты.

Одним из решений данного вопроса является зарезка и бурение боковых или горизонтальных стволов. Эффективность горизонтальной технологии основана на том, что вскрытие продуктивного пласта горизонтальным стволом приводит к увеличению контактной площади взаимодействия пласта со стволом скважины, снижению фильтрационных сопротивлений в призабойной зоне пласта и в итоге — к значительному росту дебита скважины и коэффициента нефтеотдачи.

Экономическая эффективность бурения боковых стволов обусловлена еще и тем, что отпадает необходимость строительства коммуникационных линий, сокращаются затраты на оборудование и материалы, снижается воздействие на окружающую среду. При прочих равных условиях стоимость восстановления скважин в 4—5 раз ниже, чем бурение новых.

В зависимости от геологических условий и конструкции скважины бурение бокового ствола ведется через окно, вырезанное райберами или фрезерами, опирающимися на клин-отклонитель (способ вырезания окна), или из интервала искусственно открытого ствола, созданного фрезерованием всего поперечного сечения обсадной колонны (способ секционного фрезерования). Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки.

Способ вырезания окна при помощи клина-отклонителя имеет следующие достоинства:

■ меньший объем шлама, выносимого с забоя;

■ эффективен в скважинах с большим углом наклона;

■ эффективен в концентрических колоннах;

■ минимальные затраты по времени;

■ эффективен в плохо или незаце-ментированных колоннах.

К недостаткам можно отнести следующие факторы:

■ возможность образования перегиба ствола в месте зарезки и, как следствие, затяжек утолщенных элементов бурильной колонны при проведении спуско-подъемных операций;

■ опасность поворота клина-отклони-теля вокруг оси скважины или отхода верхнего козырька клинаотклонителя от стенки обсадной трубы в процессе эксплуатации скважины;

■ не эффективен при зарезке из нижней стенки эксплуатационной колонны;

■ всегда необходимы гироскоп или навигационная система для правильного ориентирования;

■ необходима запись локатора муфт для избежания зарезки окна в месте расположения муфты.

Продолжая развивать возможности технологии зарезки боковых стволов из ранее обсаженных скважин, НПП «Буринтех» разработало и освоило выпуск инструмента для зарезки бокового ствола с клинового отклонителя.

В настоящее время созданы комплекты средств типа ФКО-146, а также КФ-146 и КФ-168. ФКО-146 позволяет установить якорь, затем прорезать, удлинить и расширить окно до полного размера за один рейс. Наличие ответных выступов на клине-отклонителе и оконном фрезере исключает контакт вооружения оконного фрезера с поверхностью клина-отклонителя в момент врезания в колонну. На рис. 1 представлена схема работы ФКО-146.

Применение комплектов типа КФ-146 и КФ-168 подразумевает вырезание окна

за два рейса. При этом КФ имеют меньшую общую длину, что актуально для скважин с высокой интенсивностью изменения параметров кривизны. На рис. 2 представлена схема работы КФ-146.

Опыт применения данного инструмента в УЗБС и КРС ОАО «Сургутнефтегаз», позволил сделать следующие выводы:

• средняя механическая скорость вырезания составляет 0,5—1 м/ч;

• средний межремонтный период для фрезерного инструмента (до восстановления) составляет 1 рейс;

• гарантированный срок эксплуатации фрезерного инструмента (до списания) — 4 рейса.

По сравнению с отечественными аналогами инструмент производства НПП «Буринтех» имеет ряд преимуществ:

• конструкция клина-отклонителя и якоря позволяет при необходимости извлекать клин-отклонитель из скважины;

• наличие фиксирующего стопорного кольца в конструкции якоря дает возможность надежно зафиксировать клин-отклонитель в скважине;

• в процессе вырезания окна на инструмент действуют значительные изгиба-

Рис. 1. Схема работы фрезера ФКО-146

Рис. 2. Схема работы фрезера КФ-146

ющие и скручивающие нагрузки, следовательно, наиболее слабым звеном подобного инструмента являются резьбовые соединения («раздутие» муфты, слом ниппеля). В целях повышения устойчивости и долговечности резьбовых соединений в НПП «Буринтех» разработаны специальные резьбы;

• фрезерный инструмент производства НПП «Буринтех» имеет высокое качество наплавки композиционного материала.

В настоящее время разработана и внедряется конструкция универсального якоря Я-140/146, позволяющего устанавливать клин-отклонитель в эксплуатационных колоннах диаметрами 146 и 140 мм. Первые испытания якоря Я-140/146 были проведены в УЗБС и КРС ОАО «Сургутнефтегаз» в начале этого года. В скважину была спущена следующая компоновка:

■ опорная пята;

■ якорь Я-140/146;

■ клин-отклонитель;

■ комплект фрезеров ФКО-146.

Произведена посадка клина-откло-

нителя на цементный мост и успешно прорезано окно в обсадной колонне.

Готовится к испытанию комплекс для вырезания окна с гидравлическим якорем, в этом случае для установки клина-отклонителя не требуется создание искусственного забоя (цементного моста).

В НПП «Буринтех» разработан инструмент для проработки и калибрования боковых стволов типа РК2 и КРп-2СТ (рис. 3). Данная компоновка успешно применяется в УЗБС и КРС ОАО «Сургунефтегаз». Райбер конусный РК2 оснащен высококачественным композиционным материалом. Его конструкция позволяет прорабатывать ствол скважины на горизонтальных

рование всего поперечного сечения обсадной колонны, разрушение цементного камня и горных пород и формирование забоя и стенок скважины в процессе фрезерования. На рис. 4 представлена схема работы раздвижных фрезеров.

По механизму воздействия на забой (обсадную трубу, цементное кольцо)

участках и участках с высокой интенсивностью изменения параметров кривизны без опасения зарезки нового ствола. Конструкция калибраторов-расширителей КРп-2СТ позволяет производить калибрование ствола скважины до номинального диаметра как при движении вниз, так и вверх, что существенно снижает время на проработку скважины. Калибраторы КРп-2СТ оснащены высококачественными твердосплавными вставками, причем конусные части имеют режущую кромку.

Необходимо отметить, что вместо райбера конусного в данной компоновке может применяться также долото типа ДП (долото пикообразное) с комбинированным типом вооружения (твердосплавные резцы + резцы РОС).

Раздвижные фрезеры типа ФКР применяются для фрезерования участков обсадных колонн в следующих случаях:

• вырезание участка обсадной колонны для последующего бурения бокового или горизонтального ствола;

• вырезание участков обсадной колонны в интервалах ее негерметичности для проведения ремонтно-изоляцион-ных работ;

• фрезерование эксплуатационной колонны в зоне перфорации с целью расширения ствола скважины, формирования гравийного фильтра или продолжения эксплуатации открытым забоем;

• отрезание обсадных труб в скважине с целью их извлечения при ликвидации скважины;

• фрезерование обсадной колонны с целью изоляции одного из горизонтов в продуктивной зоне.

Раздвижной фрезер представляет собой инструмент, обеспечивающий врезание в обсадную колонну и фрезе-

КРП-2СТ

КРП-2СТ

РК-2

Рис. 3. Компоновка для калибровки и проработки стволов

фрезеры раздвижные (ФКР) относятся к инструменту режущего типа. По форме выполнения рабочих органов ФКР относятся к лопастному инструменту с раздвигающимися рабочими органами. Лопасти армированы высококачественным твердым сплавом. По принципу действия фрезеры раздвижные (ФКР) являются гидромеханическими.

Применительно к бурению боковых стволов способ секционного фрезерования имеет следующие достоинства:

■ меньше магнитных помех в месте зарезки;

■ малая вероятность возникновения резкого изгиба ствола в месте зарезки;

■ возможность ориентирования на 360° с цементного моста;

■ гироскоп или навигационная система обычно не требуются до начала направленного бурения;

■ могут применяться более жесткие компоновки при дальнейшем бурении или расширении ствола.

К недостаткам можно отнести следующие факторы:

■ возможны осложнения при зарез-ке с цементного моста в твердых породах;

■ может быть малоэффективен в скважинах с большим углом наклона;

■ большой объем металлической стружки;

■ занимает в общем больше времени;

■ повышенные требования к прочности цементного кольца в интервале зарезки и цементного моста для забури-вания бокового ствола.

Бурильная колонна

Цементный камень

Обсадная колонна

Горная порода

Рис. 4. Схема работы фрезера ФКР

В настоящее время в НПП «Буринтех» выпускаются раздвижные фрезеры типа ФКР, обеспечивающие вырезание всех типоразмеров обсадных колонн, используемых при строительстве скважин диаметрами от 114 до 245 мм.

Они успешно применяются в ОАО «Подзембургаз», в районе деятельности Приволжского УБР, ЗАО «Удмурт-нефтьбурение», ОАО «Удмуртгеология», ООО «Техинформсервис».

В зависимости от физико-механических свойств материала обсадной колонны (группа прочности стали, толщина стенки) раздвижные фрезеры имеют следующие эксплуатационные характеристики:

• средняя механическая скорость вырезания составляет 0,2—1 м/ч;

• средняя проходка на один комплект лопастей составляет 4—10 м.

В районе деятельности Приволжского УБР на Елшано-Курдюмской площади 10 декабря 2003 г. при вырезании окна в 245 м колонне раздвижным фрезером ФКР-245 получены следующие результаты (вырезание производилось в интервале 454—466 м):

■ вырезано окно длиной 12 м и диаметром 312 мм;

■ средняя механическая скорость вырезания составила 1 м/ч;

■ износ вооружения (лопастей) составил 40—50%.

Рассматривая вопрос фрезерования эксплуатационной колонны в зоне перфорации с целью расширения ствола скважины, формирования гравийного фильтра и т. д., необходимо отметить, что для решения данных задач применяются раздвижные расширители. Это особенно актуально при бурении под хвостовик с интервалами отбора керна, т. е. при необходимости расширения уже пробуренного ст

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»