75 ЛЕТ БАШКИРСКОЙ НЕФТИ
УДК 622.243.23
© В.Х. Самигуллин, Р.Р. Гилязов, 2007
Результаты эксплуатации комплекса инструмента «КГБ» для забуривания боковых стволов за один рейс
В.Х. Самигуллин (ООО «ИНТЕХ»), Р.М. Гилязов (ООО «Башгеопроект»)
Комплекс инструмента «КГБ» (патент РФ № 2263196) создавался как высокоэффективный, надежный и экономичный инструмент для зарезки боковых стволов (БС) из обсаженных скважин за один рейс. Разработка опытного образца была закончена лабораторией горизонтального бурения Башнипи-нефти в 2003 г. Комплекс инструмента «КГБ» имеет следующие преимущества по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами.
1. Зарезка бокового ствола выполняется за один рейс бурового инструмента - в обсадной колонне фрезеруется окно и бурится короткий ствол под КНБК.
2. Для установки клинового отклонителя не требуется искусственный мост или цементирование.
3. Расцепление клинового отклонителя и фрезера осуществляется натяжением бурового инструмента, что позволяет проводить зарезку на малых глубинах и в горизонтальных стволах фрезером с полноразмерной первой секцией.
4. Инструмент прост по конструкции и может поставляться на буровую в собранном виде либо собираться полностью на мостках буровой из комплектующих узлов. Доставленный на буровую собранный комплекс спускается в скважину через 30 мин после разгрузки на мостки буровой.
Поставляемый на отечественный рынок компаниями Baker Hughes и ООО НПП «Буринтех» [1], ООО «Биттехника» [2] инструмент для зарезки боковых стволов с помощью клиновых откло-нителей, рекламируемый как инструмент для зарезки за один рейс, по сути не является таковым, поскольку для установки клинового отклонителя необходимо предварительно первым рейсом установить мостовую пробку или цементный мост. Прототипом разработанного нами инструмента является выпущенная в 90-х годах ХХ века корпорацией Smith International Inc. система Trackmaster [3], в которой в качестве якоря используется пакер высокого давления. Однако этот инструмент в России практически не применяется из-за сложной конструкции пакера и необходимости создания давления 20-25 МПа для заякоривания клина.
Разработанный нами комплекс инструмента «КГБ» в зависимости от условий зарезки комплектуется различными узлами (рис. 1). Компоновка по варианту 1 применяется при вскрытии обсадной колонны с промывкой технической водой и в чистом буровом инструменте, по варианту 2 - при вскрытии обсадной колонны с использованием глинистых буровых растворов и
Results of operation of KGB tool complex for rat holes predrilling for one run
V.Kh. Samigullin (INTEKh OOO), R.M. Gilyazov (Bashgeoproekt OOO)
The effective tool for rat hole predrilling for one run, allowing to lower cost of works and predrilling time more than in 2 times in comparison with world analogues, is developed.
загрязненном (окалина, нефтешлам и др.) бурового инструмента. Порядок операций при зарезке бокового ствола следующий.
Собранная на устье компоновка комплекса инструмента спускается в заранее прошаблонированную скважину на заданную глубину на пониженной скорости. При необходимости ориентированной установки клина внутрь бурового инструмента до перепускного ориентирующего клапана спускается гироскопический ориентатор при зенитном угле на участке установки клинового отклонителя менее 3° или обычный ориентатор при зенитном угле более 3°. После ориентирования и извлечения ориентатора из бурильной колонны создается перепад давления в буровом инструменте для раскрытия якоря, изготовленного из гофрированной трубы. Якорь фиксирует клин в обсадной колонне на заданных глубине и направлении. Натяжением бурового инструмента срезается транспортный винт, и после начала вращения бурового инструмента на фрезере открываются дополнительные промывочные каналы. Фрезерование обсадной колонны начинается с навеса при частоте вращения ротора 60-70 мин-1. По мере приработки фрезера осевая нагрузка и частота вращения плавно повышаются до оптимальных.
При прохождении фрезером середины клиновой части откло-нителя центр наконечника начинает работать по торцу обсадной колонны. Как правило, на этом участке механическая скорость фрезерования снижается. Для ускорения прохождения фрезером так называемой «мертвой точки» желательно увеличить частоту вращения, а при зависании инструмента - также повысить осевую нагрузку до максимально допустимых значе-
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
04'2007
AL
Рис. 2. Изменение механической скорости при зарезке БС в скв. 1109 Арланского месторождения
Таблица 1
Показатели
Длина клина, мм
Диаметр, мм: якоря
клина
фрезеруемой обсадной колонны
2720
120
116
121-127
146
3140
135
135
141-150
168
3140
138
135
151-158
178
5790
210
202
216-222
245
Рис. 1. Компоновка комплекса инструмента «КГБ» для зарезки бокового ствола за один рейс по первому (а) и второму (б) вариантам:
а: 1 - якорь; 2 - клин; 3 - фрезер двойной; 4 - фильтр; 5 -гибкая труба; 6 - УБТ; 7 - перепускной ориентирующий клапан; 8 - бурильные трубы; б: 1,2, 3, 5, 6 - то же, что на рис. 1, а; 4 -ловушка; 7 - пробка разделительная; 8 - перепускной ориентирующий клапан; 9 - бурильные трубы
ний. Фрезерование и расширение окна заканчиваются после выхода расширяющей части фрезера за обсадную колонну. Минимальная расчетная проходка от верхней части клина до забоя составляет 3,1-5,2 м в зависимости от диаметра фрезеруемой обсадной колонны. По требованию заказчика проводится дальнейшее бурение фрезером короткого ствола до 6-8 м по породе при приемлемой механической скорости бурения.
Типичный график изменения механической скорости при зарезке бокового ствола в обсадной колонне диаметром 146 мм приведен на рис. 2. На начальном этапе выполняются приработка фрезера и прорезание колонны при низкой механической скорости, равной 0,1-0,2 м/ч. Через 0,6-0,8 м фрезерования фрезер прорезает колонну и механическая скорость фрезерования возрастает до 0,6 м/ч. Резкий спад механической скорости может наблюдаться при прохождении середины клина, когда центр торца фрезера начинает фрезеровать колонну. После выхода торца фрезера за колонну механическая скорость увеличивается
Примечание. Для всех комплексов инструмента «КГБ» угол наклона желоба клина составляет 2,5°, длина якоря - 4280 м.
до 0,7-0,8 м/ч. Выход всего фрезера за колонну и бурение им горной породы может сопровождаться резкими изменениями механической скорости в любую сторону в зависимости от степени износа фрезера и механических свойств породы.
По мере накопления опыта работ конструкция фрезеров постоянно совершенствуется [4]. В настоящее время корпусы фрезеров армированы металлокерамическим сплавом типа МКС (патент РФ № 2161659), приготовленным в вакуумных или водородных печах и закрепленным на корпусе фрезера электросваркой. Торцевая часть фрезера имеет твердосплавные пластины, закрепленные вакуумной пайкой. Такое вооружение позволяет получать высокую скорость фрезерования обсадной колонны и пробурить короткий ствол под КНБК для последующего бурения бокового ствола. В зависимости от степени износа фрезер можно реставрировать и использовать многократно. Для фрезерования колонны подбирается фрезер с максимально допустимым диаметром расширяющей части в зависимости от толщины стенки обсадной колонны. Это позволяет за один рейс вскрыть окно, через которое свободно проходит КНБК для бурения бокового ствола. Техническая характеристика выпускаемых комплексов инструмента «КГБ» представлена в табл. 1.
К концу 2006 г. выполнено более 150 зарезок боковых стволов в различных регионах: Башкортостане, Татарстане, Оренбургской области, Республике Коми, Восточной и Западной Сибири.
26
04'2007
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Таблица 2
Регион Площадь Номер Интервал зарезки БС, Размер обсадной Время фрезерования Механическая скорость Общее время
м градус колонны, мм окна,ч фрезерования, м/ч
Башкортостан Николо-Березовская 7369 1210-1213,5 4 146х(8-9) 5,8 0,6 18
Югомашевская 522^5223 1112-1115 85 146x7,7 12,2 0,25 36
Туймазинская 310 907-911,4 10 168х(8-9) 10,5 0/12 29
Восточная Сибирь Ванкорская 9ВН 2450,5-2455 1 178x9,2 4,8 0,6 44
Куюмбинская 211 2103-2106,6 0 178x9,2 21 0,17
Западная Сибирь Кирско-Когтынская 104 2195-2199,7 14 146x7,7 4 1,0 22
Петелинская 653 2480-2483,5 10 146x7,7 4,5 0,78 37
Курраганская 202 2481-2487 7 146x7,7 9 0,65 39
Восгочно-Колик- Еганская 547 2312-2320 15 168x8,9 10 0,37 36
Кошильская 827 2166-2174 13 146x8,5 4 0,8 38
Оренбургская область Калгановская 170 3499-3508,3 2 146x8,5 6,5 0,65 102
Татарстан Первомайское 1446 1393-1397,1 2 146x7 9 0/15 25
Результаты наиболее характерных зарезок приведены в табл. 2. Продолжительность фрезерования окна в обсадной колонне составляет 4-24 ч в зависимости от марки стали, толщины стенки трубы, зенитного угла ствола скважины, наличия цемента за колонной. Общее время зарезки, начиная со сборки клинового отклонителя на буровой и заканчивая подъемом фрезера, равно 18-45 ч. Общее время зарезки зависит от глубины скважины, типа применяемого бурового оборудования, состояния обсадной колонны, организации работ на буровой.
Эксплуатация комплекса инструмента «КГБ» в течение 3 лет показала, что в 7 % случаев наблюдались осложнения при зарезке БС в основном из-за нарушения технологической дисциплины. Это в первую очередь преждевременное раскрытие якоря из-за перепада давления внутри бурового инструмента и затрубном пространстве при потере контроля за уровнями жидкости; забивание фильтра или гидросистемы при спуске в скважину загрязненного бурового инструмента, что не позволяет создать давление в якоре; нераскрытие гофрированной трубы якоря из-за невозможности создать требуемое давление вследствие негерметичности бурового инструмента; преждевременный срез транс-
портного винта во время спуска отклонителя в скважину из-за удара инструмента о превентор. В некоторых скважинах приходится повторно спускать фрезер для расширения и удлинения окна из-за отсутствия цемента за обсадной колонной на участке зарезки. Однако, несмотря на возникающие осложнения, разработанный комплекс инстру
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.