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.