Осложнения при спуске обсадных колонн. Технология бурения горизонтальных стволов
 Скачать 334.17 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ университет» Аттестационная работа №2 По предмету «Технология бурения горизонтальных стволов» Выполнил: студент группы БГСмоз 19-1 Чирков А.И. Проверил: профессор, д.т.н. Бастриков С.Н. Тюмень 2021 Содержание Введение………………………………………………………….………...……….... 3 1.Осложнения при спуске обсадных колонн ………………..………………....... 4-5 1.1. Неустойчивость ствола скважины ……………………………………...……5-6 1.2. Поглощения бурового раствора ……………………………………….……… 7 2.Аварии при спуске обсадных колонн …………………………..……………… 7-8 2.1. Прихваты обсадных колонн …………………………………………...……… 7 2.2. Падение обсадных труб ……………………………………………………….. 8 2.3. Смятие обсадных труб ………………………………………………..……….. 9 3.Предупреждение аварий при спуске обсадных колонн ……………………... 10-11 Заключение ……………………………………………………………………….… 12 Список используемой литературы ……………………………………………....... 13 Введение Обсадные колонны, наряду с цементным камнем, определяют прочность, устойчивость и герметичность скважины. По этой причине к обсадным колоннам предъявляются особые требования и уделяется особое внимание на всех технологических этапах, включающих изготовление обсадных труб, их транспортировку, соединение, спуск, эксплуатацию и ремонт. Во время спуска обсадных колонн традиционным способом, как и во время других технологических процессов, возникают проблемы, которые чреваты непроизводительными затратами времени и материальными потерями, заключающимися в поломке оборудования, нарушении коллекторских свойств пласта и так далее. С каждым годом передовые нефтегазовые компании предъявляют всё более строгие требования к результату проделанных работ. Следовательно, требуется модернизация технологии спуска обсадных колонн, которая позволит минимизировать риски возникновения осложнений и аварий и позволит повысить эффективность. 1. Осложнения при спуске обсадных колонн Осложнение – нарушение процесса строительства скважины, возникшее при соблюдении требований технического проекта, требующее принятия незамедлительных и эффективных мер по его устранению для продолжения процесса строительства. При спуске обсадных колонн могут возникать осложнения, основными из которых являются: • неустойчивость ствола скважины; • поглощения бурового раствора; • газонефтеводопроявления (ГНВП); • прихваты обсадной колонны в необсаженном стволе скважины. На заводе-изготовителе тщательно проверяется внешний вид и соответствие труб номинальным геометрическим параметрам, производится их шаблонировка и опрессовка. При успешном прохождении испытаний на резьбы необходимо нанести смазку и навернуть защитные колпаки для предотвращения их повреждения во время хранения и транспортировки труб. При транспортировке и приёме трубы запрещается бросать во избежание деформации. В случае отсутствия документа о прохождении трубами испытаний или при необходимости процедуры, проведённые ранее, могут быть повторены на буровой площадке в специально оборудованном месте. Перед спуском обсадной колонны необходимо определить интервалы осложнения – интервалы, в которых при движении бурильной колонны и геофизических зондов, данным кавернометрии и инклинометрии обнаружены сужения ствола или уступы, которые могут привести к посадке обсадной колонны во время её спуска. Перед непосредственным соединением труб во избежание снижения трения и повышения герметичности на резьбы наносятся герметизирующие материалы: • смазки УС-1, Р-402, Р-416, Р-113; • лента ФУМ. Для предупреждения поглощений на протяжении спуска обсадной колонны в скважину необходимо внимательно следить за гидростатическим давлением столба промывочной жидкости в скважине и при необходимости регулировать её реологические свойства. При наличии потенциальных зон поглощения может производиться кольматация и закупорка приствольной зоны пласта, а также ввод наполнителей Скорость спуска обсадной колонны является важным технологическим параметром. Слишком высокая скорость может привести к посадкам и прихватам обсадной колонны, а также к повреждению технологической оснастки. 1.1. Неустойчивость ствола скважины Основными видами осложнений, характеризующими неустойчивость ствола скважины, являются: Механическое воздействие •Разрушение под действием растягивающих нагрузок растрескивание и потеря циркуляции •Разрушение под действием сжимающих нагрузок — обваливание и обрушение или пластическая деформация •Абразивное разрушение и разрушение под действием ударной нагрузки  Химическое взаимодействие с буровым раствором •Гидратация глин, набухание и диспергирование. •Растворение хемогенных отложений Физическое взаимодействие c раствором •Эрозия •Смачивание вдоль уже существующих трещин (ломкие глины). •Проникновение флюида перенос давления вглубь пласта. Перечисленные факторы вызывают осложнения в виде непрохождения и прихватов инструмента, обсадной колонны длительных проработок ствола скважины, посадок или замятий обсадной колонны при спуске и неудачного цементирования скважины являются следствиями нарушения устойчивости стенок скважины, выражающимися в нарушении поперечного сечения скважины, образовании каверн и сужении ствола в скважины вследствие вязкопластического течения горных пород. Возможные пути решения представлены на рисунке ниже  1.2. Поглощения бурового раствора П  оглощение бурового раствора – осложнение в скважине, проявляющееся в частичной или полной потере циркуляции бурового раствора. Возникает при наличии сообщающихся каналов в пласте, а также при нарушении равновесия:• суммы гидростатического давления жидкости в скважине и гидродинамического давления, необходимого для преодоления гидравлических сопротивлений в скважине; •  суммы пластового давления и потерь давления на гидравлические сопротивления. Факторы, влияющие на возникновение поглощения бурового раствора, делятся на 2 группы: • геологические; • технологические. К геологическим факторам поглощения бурового раствора относятся: • мощность и глубина залегания поглощающего пласта; • недостаточность сопротивления пород гидравлическому разрыву; • давление пласта и характеристика пластового флюида; • обвалы, ГНВП, перетоки пластовых вод и так далее. К технологическим факторам поглощения бурового раствора относятся: • объем и параметры промывочной жидкости; • скорость спуско - подъёмных операций; • техническое оснащение. 2.Аварии при спуске обсадных колонн Авариями в процессе строительства скважины называют поломки и оставление скважине частей бурильных и обсадных колонн, породоразрушающих инструментов, забойных двигателей, потерю подвижности колонны труб, а также падение в скважину посторонних предметов [7]. Основными причинами аварий являются: • несоблюдение утверждённого режима бурения; • неисправность бурового оборудования; • человеческий фактор; • промышленные дефекты оборудования и труб; Аварии со спускаемыми обсадными колоннами делятся на 3 основных вида: • прихваты обсадных колонн; • падение обсадных труб; • смятие обсадных труб. 2.1. Прихваты обсадных колонн Прихваты обсадных колонн – потеря подвижности обсадной колонны вследствие различных причин. Является одной из наиболее частых аварий (осложнений) в процессе строительства скважины. Основные причины возникновения прихватов: • непосредственный контакт части обсадной колонны со стенкой скважины при перепаде давлений в проницаемых пластах; • резкое изменение гидравлического давления, вызванное выбросом, флюидо-проявлением или поглощением; • сужение ствола, вызванное обвалом или вытеканием пород; • заклинивание обсадной колонны в желобах; • прекращение циркуляции бурового раствора, вызывающее оседание частиц выбуренной породы; • искривление ствола скважины; • оставление обсадной колонны без движения, например, во время отключения электропитания или выхода из строя двигателей. Наиболее распостранённые виды прихватов: • прилипание обсадной колонны к отложившейся на стенках скважины глинистой корке вследствие разницы гидростатического и пластового давления; • посадки из-за образования сальников, образованных от оторвавшейся корки со стенок скважины; • заклинивание обсадной колонны по причине сужения или перегиба ствола; • прихват неустойчивыми горными породами. В процессе спуска обсадной колонны непрерывно регистрируется её вес: уменьшение её веса сигнализирует о посадке, являющейся одним из признаков прихвата, который необходимо устранить в срочном порядке. 2.2. Падение обсадных труб Падение обсадных труб в процессе спуска колонны может возникнуть по следующим причинам: • обрыв обсадных труб; • неисправность спуско-подъёмного оборудования, такого как элеваторы, клинья и так далее; • открытие элеватора вследствие наличия уступов в скважине. Основные причины обрыва труб: • некачественно нарезанная на трубе резьба; • перекос осей резьб при их свинчивании; 2.3. Смятие обсадных труб Смятие обсадных труб – деформация труб вследствие механического или гидравлического воздействия с внешней стороны. Основные причины смятия обсадных труб: • недолив рабочей жидкости в обсадную колонну при спуске; • чрезмерная разгрузка колонны на забой. 3. Предупреждение аварий при спуске обсадных колонн Спуск тяжелых обсадных колонн (более 100 т) необходимо производить на спайдер-элеваторах или с помощью верхнего спайдера ПКРО. Подачу обсадных труб на буровую следует производить осторожно при навинченных предохранительных кольцах, которые нужно снимать при полной готовности труб к свинчиванию. На воротах вышки необходимо устанавливать удерживающее приспособление, предотвращающее удар труб о ротор при подаче в буровую. Каждую подаваемую для спуска обсадную трубу необходимо шаблонировать, закрепив за указанной операцией опытного помощника бурильщика. Все резьбовые соединения башмачной части обсадной колонны (50 - 60 м) после закрепления манными ключами должны быть усилены прерывистым сварным швом с обязательным применением спецколец или электрозаклепок. Сварочные работы должны производиться квалифицированными сварщиками. Не допускается принудительное охлаждение сварного шва (водой или буровым раствором). Последнюю обсадную трубу колонны рекомендуется спускать в скважину с минимальной скоростью и промывкой. Крепление резьбовых соединений всех обсадных колонн должно проводиться с использованием моментометров.Во избежание поглощения, гидроразрыва пластов, нарушения устойчивости стенок скважины, смятия обсадной колонны в плане работ указывать допустимую скорость спуска колонны. Скорость спуска подвески из бурильных труб не должна превышать скорости спуска обсадных труб. Для предотвращения прихвата обсадной колонны в процессе ее заполнения, восстановления циркуляции и промежуточных промывок колонну необходимо держать на весу и расхаживать через каждые 5 минут. Если в процессе спуска колонны появилась необходимость ее расхаживать, то перед расхаживанием необходимо долить колонну до устья. ЗАПРЕЩАЕТСЯ: - изменять проектные решения без оформления соответствующего протокола; - применять для замера бурильных и обсадных труб рулетки имеющие поправки после их ремонта; - спускать обсадную колонну без предварительной гидравлической опрессовки труб; - применять обсадные трубы, которые имели пропуски в резьбовых соединениях при их опрессовке; - спускать обсадные трубы, в соединениях которых после наворота на скважине выявлен перекос резьб; - производить обварку резьбовых соединений для «усиления» при ненормальном свинчивании обсадных труб; - принудительно пропускать колонну через зоны посадок; - применять разъединитель, который не позволяет производить промывку по время ОЗЦ. Заключение Спуск обсадной колонны – один из важнейших технологических процессов строительства скважины, поскольку крепление стенок скважины определяет прочность, устойчивость и герметичность скважины. Поэтому данному этапу строительства скважины применяются особые требования, так-как от качественного выполнения зависит не только материальное состояние компаний, проводящих данные работы, но и экологическая ситуация в регионе проведения, а также жизнь и здоровье работников. Необходимо отметить, что с каждым годом добыча углеводородов становится все сложнее, поэтому необходимость разработки и внедрения новых технологических решений является острой проблемой для нефтегазовых компаний. Список используемой литературы 1. Якимов И.Е.: Совершенствование технологий крепления скважин / Лапердин А.Н., Кустышев А.В., Марченко А.Н., Кряквин Д.А.// Обз. информ. Сер.: Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: ИРЦ «Газпром», 2008, – 84 с. 2. Гасинов А.П. Аварийно-восстановительные работы в нефтяных и газовых скважинах, Москва: Недра, 2001 – 182 с. 3. Гасымова Т.А. Аварии на этапе крепления скважин. Пособие для студ. учреждений высш. проф. образования 2-е изд., стер. //Прогнозирование последствий-М.: Изд. центр «Академия. – 2012. 4. Булатов А.И., Пенков А.И., справочник по промывке скважин. Москва: Недра, 2004, 317 с. 5. Бакиров Д.Л., Фатахов М.М., способ вскрытия продуктивного пласта на депрессии. Патент РФ, №2540701, 2015, 10 с. 6. Руководство по буровым растворам для инженеров-технологов MI Swaco |