Бойко B.C. Розробка та експлуатація нафтових родовищ

Подождите немного. Документ загружается.

Гідравлічний яс для удару вверх спрацьовує автоматично, коли його

плунжер сягає ділянки циліндра діаметром, який перевищує діаметр

плунжера, що спричиняє різке збільшення його швидкості. Механіч-

ний яс призначений для створення ударів вверх і вниз. Він спрацьовує

за рахунок струшування (швидкого піднімання або опускання).

Для встановлення та знімання і^азліфтного клапана до стандартного

набору приєднують знизу відхилювач і опускний або піднімальний

інструмент.

У корпусі опускного інструменту клапан фіксується двома зрізними

штифтами. Під час піднімання цанговий затискач піднімального

інструменту захоплює клапан.

Існують важельні та консольні відхилювачі, які призначені для

зміщення газліфтного клапана в напрямі кишені ексцентричної

свердловинної камери та його встановлення. Для спрацювання

важельного відхилювача інструмент опускають у свердловинну

камеру і струшують. При цьому важелі звільнюються і розкриваються

під дією пружини, відхилювач розвертається в площині великої осі

еліпсоподібного перерізу камери і скеровує клапан і інструмент для

посадки або виймання клапана з кишені. Консольний відхилювач

використовують у дуже викривлених свердловинах разом із камерами,

які мають напрямні втулки. Для спрацювання консольного

відхилювача його разом з інструментом пропускають через

свердловинну камеру, а потім піднімають і знову опускають.

Під час піднімання засув відхилювача входить у паз напрямної втулки,

інструмент орієнтується, відхилюються важелі і під час опускання

клапан потрапляє в кишеню свердловинної камери.

З допомогою штовхана відкривають і закривають циркуляційні

клапани (типу ковзаючої втулки), виконують розблокування

телескопічного з'єднання та верхньої цанги роз'єднювача колони.

611

Описані компонування обладнання можна використовувати для

перфорації, тампонажу, кислотних оброблень тощо.

Для опускання на вибій різних пристроїв (желонок-контейнерів із

реагентами, вибухових пакерів, стріляючих тампонажних

снарядів та ін.) використовують також канат, кабель-трос.

Розроблено методи ремонту з використанням, шлангоканата,

шлангокабеля. Усі ці роботи можна виконувати, не піднімаючи НКТ,

але в зупиненій свердловині.

10.8

Підземний

ремонт

свердловин

із

застосуванням гнучких труб

Традиційним підходом до буріння, експлуатації і ремонту

свердловин є застосування муфтових трубних колон, які

збираються із окремих труб, що почергово опускаються у

свердловину чи піднімаються із неї. Принципово новим

підходом є використання однієї суцільної неперервної колони

гнучких труб (КГТ), власне, довгої гнучкої труби, причому

також і з реалізацією схем роботопридатного обладнання в

підземних умовах. Ремонтне устаткування з застосуванням

колони гнучких труб (колтюбінгове устатковання чи в перекладі

колоннотрубне устатковання - КТУ) змонтовано на одному

високопрохідному автомобілі і оснащено гнучкою, намотаною

на барабан колоною труб (рис. 10.2). Так появилася нова

технологія виконання всього комплексу ремонтних робіт.

Загальна характеристика

Колтюбінг почали застосовувати для здійснення найбільш простих

операцій ПРС - очищення колони труб і вибоїв від піщаних пробок.

У ході впровадження даної технології використовували КГТ із

зовнішнім діаметром 19 мм, а в даний час створено бурові

устатковання, що працюють з колонами діаметром 114,3 мм,

612

які володіють достатньо високою циклічною міцністю.

Із проміжними значинами діаметрів КГТ у діапазоні 19-114,3 мм

можна здійснювати практично весь набір операцій підземного

ремонту свердловин і буріння. Як правило, для ремонту

свердловин в якості гнучкої колони використовують насосно-

компресорні труби з зовнішнім діаметром 25,4 мм і товщиною

стінки 1,65 мм, опресовані на тиск 35 МТТа.

Рисунок 10.2 — Агрегат для опускання та підіймання неперервної колони

гнучких труб: 1 - автомобіль; 2 - барабан з намотаною

• трубою; 3 - скеровувальний пристрій; 4 - механізм

подавання (переміщення труб);

- свердловина

Нижній напрямний кінець КГТ має зкошену гостру форму,

тому може зупинятися, наприклад, у виступах різьових з'єднин

НКТ, що ускладнює нормальне опускання колони. У зв'язку з

цим на нижній частині неперервної колони монтується пристрій,

який має поворотний механізм (напрямний штифт і паз).

Застосовуючи такий пристрій, у випадку зустрічі перешкоди

колону припіднімають і опускають, в результаті чого нижній

скошений кінець обертається і скеровується у вільну порожнину

каналу НКТ.

613

Сучасне обладнання для переміщення труб дає змогу

здійснювати опускання - піднімання колони зі швидкістю до

76 м/хв. Звичайно, швидкість спуско-піднімальних операцій

змінюється від ЗО до 55 м/хв. Обладнання для переміщення труб

має різні розміри і конструкцію, але, в основному, всюди

використовуються фрикційні колодки, які затискають трубу або

переміщають її. На устаткованнях, оснащених гнучкими

колонами труб, застосовують різні превентори: від простих

пристроїв з гумовим вкладишем до пристроїв з п'ятьма або

шістьма комплектами плашок.

Області застосування колтюбінга чи колони гнучких труб охоп-

люють проведення підземного ремонту, експлуатацію свердловин і

вирішення питань, пов'язаних із транспортуванням вуглеводневої про-

дукції. Для підземного ремонту свердловин колтюбінг застосовують з

метою освоєння свердловин, підземного (поточного і капітального)

ремонту, діяння на пласт і привибійну зону, забурювання додаткових

стовбурів і т.д. Для експлуатації свердловин колону гнучких труб зас-

тосовують в якості ліфтових колон з метою піднімання рідини в про-

цесі видобування нафти і сифонних труб у процесі видобування газу, в

устаткованнях відцентрових насосів, струминних насосів і серійних

штангових насосів (з використанням гідроприводу через КГТ), в

нагнітальних свердловинах. З допомогою КГТ можна проводити

роботи з нагрівання замерзлих промислових трубопроводів,

що транспортують рідину чи воду, очищення великих нафтових

ємностей від осаду. Крім того, КГТ використовують як обсадні

колони (переважно в горизонтальних свердловинах), хвосто-

вики, робочі колони для намивання гравійних фільтрів,

внутрішньопромислові трубопроводи.

614

За час застосування колони гнучких труб (понад 35 років) вия-

вилися і багаторазово підтверджувалися на практиці переваги Вико-

ристання даної технології проведення робіт порівняно з традиційною,

а саме:

- забезпечення герметичності гирла свердловини на всіх етапах

виконання внутрішньосвердловинних операцій, починаючи з підго-

товки комплексу ремонтного устаткування,

і аж

до його згортання;

- можливість здійснення робіт у нафтових і газових свердловинах

без їхнього попереднього глушіння;

- відсутність необхідності освоєння і виклику припливу з

свердловин, у яких виконувалися роботи з використанням

колони гнучких труб;

- скорочення часу опускання та піднімання внутрішньо-

свердловинного устаткування на проектну глибину;

- скорочення тривалості здійснення підготовчих і завершаль-

них робіт до 2 год;

- зручність застосування на морських платформах та

естакадах з обмеженими розмірами робочих майданчиків, так як

в комплексі КГТ не входять вежі і щогли;

- забезпечення можливості буріння, опускання вибійних

інструментів і приладів, а також виконання операцій з підзем-

ного ремонту в горизонтальних, похило-спрямованих і дуже

викривлених свердловинах;

- безпека проведення спуско-піднімальних операцій, так як у

даному випадку не потрібно здійснювати згвинчування - роз-

гвинчування різьових з'єднин і переміщати насосно-

компресорні труби (НКТ) на поміст;

615

- значне поліпшення умов праці робітників бригад

підземного ремонту в ході виконання всього комплексу

операцій;

- дотримання високих вимог щодо екології в ході проведення

всіх операцій з ремонту і буріння свердловин, зокрема, за

рахунок менших розмірів комплексів устаткування для цих

цілей порівняно з традиційними (менше порушення

поверхневого шару ділянки землі);

- відсутність нафтогазопроявів і відкритих фонтанів (повне

виключення забруднення присвердловинних майданчиків

нафтою та різними реагентами);

- відсутність операцій розгвинчування і згвинчування труб й

пов'язаних з ними розливань рідини (закрита система

циркуляції рідини);

- істотний економічний ефект у результаті застосування

колони гнучких труб як під час ремонту, так і в ході проведення

бурових робіт (колтюбінгові технології дають змогу в 2-5 раз

скоротити час і витрати на будівництво і ремонт свердловин);

- підвищення ефективності ремонтних робіт на родовищах із

складними географічними і кліматичними умовами (райони

акваторій, арктики і т.д.), із аномальними властивостями

флюїдів.

Разом з тим до недоліків колтюбінга слід віднести:

а) обмежений термін служби неперервної труби, особливо

великих діаметрів;

б) обмеження за тяговим зусиллям, навантаженням на долото і

великі

гідравлічні

втрати тиску по довжині труби;

в) габаритні розміри і маса барабана з гнучкою трубою накладають

певні обмеження на можливість транспортування устатковання.

616

У даний час у світі щорічно виконують порядка тисячі операцій у

свердловинах з використанням колон гнучких труб. В Україні

застосування колтюбінга поки що незначне.

Колтюбінгові устатковання мають такий комплект: барабан з гнуч-

кими трубами, інжектор з герметизатором, установлювач обладнання,

блок превенторів і кабіна оператора, які змонтовані на шасі з фор-

мулою коліс 6x6. Мобільне колтюбінгове устатковання М10 є базовим

у типорозмірному ряду колтюбінгових устатковань з тяговим зусиллям

інжектора до 120

кН.

Це устатковання може працювати з трубами

діаметром від 19,5 мм довжиною до 3000

і до 38,1 мм з довжиною

від 1600 до 2400

м;

конструктивно можливо використання гнучкої

труби діаметром 44,45 мм і довжиною до 1800 м. Оптимальним для

цього устатковання є застосування гнучкої

труби

діаметром до

38,1

мм

і довжиною до 2400

м.

Мобільне устатковання модифікації МІ002 є

"найлегшим" в усьому типорозмірному ряді і призначено для роботи з

трубою діаметром до 38,1 мм за глибин до 1500

м.

У колтюбінговому

устаткованні МІ003, розрахованому на роботу з гнучкою трубою

діаметром до 44,45 мм, підвісне обладнання змонтовано на напів-

причепі, а устатковання МІ001 конструктивно оптимізовано в сторону

зменшення габаритних розмірів

вагових характеристик.

Мобільне колтюбінгове устатковання серії М20 змонтовано на

повнопривідному шасі з формулою коліс 8x8, призначено для роботи

в регіонах з погано розвинутою дорожною інфраструктурою і

має тягове зусилля інжектора 240

кН.

Найбільш оптимальним є

застосування гнучкої труби діаметром 38,1 мм і довжиною до 4000 м,

хоч технічні характеристики дають змогу застосовувати труби

діаметром до 44,45 мм і довжиною до 3100м. В устаткованнях

модифікацій М2001 і М2002 підвісне обладнання розміщено на

нерозривній зв'язці "тягач+напівпричіп".

617

Устатковання серії М40 розраховано на роботу з гнучкою

трубою діаметром до 73 мм і може використовуватися для

буріння нових свердловин та повторного розкриття пласта. Але

найбільшу технічну і економічну ефективність устатковання

забезпечує для буріння додаткових похилих і горизонтальних

стовбурів в існуючих свердловинах.

Викликання припливу і

освоєння

свердловини газліфтним методом

Одним із способів зменшення протитиску на пласт для

виклику припливу є видалення рідини, що заповнює свердло-

вину, за допомогою газліфта. Для цього в НКТ опускають

колону гнучких труб, по якій у свердловину подають газ чи

аеровану рідину. Піднімання свердловинної рідини здійснюєть-

ся по колоні ліфтових труб, якими обладнана свердловина.

Для виконання таких операцій, окрім агрегату для роботи з КІТ, до

гирла свердловини під'єднують додаткове устаткування - ємність для

азоту, компресор для його запомповування і зливну ємність, якщо не

можна використати трубопровід системи збирання продукції

свердловини.

Перед початком роботи над гирлом свердловини монтують комп-

лект устаткування - превентор, гирловий ущільнювач, транспортер.

Діаметр використовуваної колони гнучких труб повинен відповідати

діаметру ліфтової колони, щоб гідравлічний опір кільцевого каналу,

по якому піднімається суміш, був досить низьким. Інакше тиск,

необхідний для подолання гідродинамічного опору, може

перевищити пластовий і газ буде запомповуватися в пласт.

В останньому випадку утвориться так звана "азотна подушка".

Так, колоні ліфтових труб з умовним діаметром 73 мм

відповідають гнучкі труби із зовнішнім діаметром 25-33 мм.

618

Запомповування азоту починають відразу або після занурення

КГТ не більше ніж на 100-200 м і не припиняють протягом

усього процесу опускання КГТ і викликання припливу. Подають

азот з поступовим збільшенням об'єму до 14-20 м /хв. При

цьому тиск запомповування газу постійно контролюють і в ході

занурення труби в рідину його збільшують.

Для поліпшення вспінювання рідини і підвищення ефектив-

ності процесу можуть додаватися поверхнево-активні речовини.

Після опускання гнучкої труби до рівня нижніх перфора-

ційних отворів протягом повного проміжку часу забезпечують

роботу газліфта. Цей процес слід підтримувати доти, поки по

колоні ліфтових труб не стане підніматися пластова рідина.

Далі, продовжуючи подавання газу, починають піднімання

колони. При цьому необхідно контролювати склад рідини, що

надходить із свердловини, і дебіт останньої.

Після піднімання гнучких труб до глибини 100-200 м пода-

вання газу може бути припинене, якщо процес фонтанування

продовжується.

Експлуатація свердловин

Колони гнучких труб (КГТ) можуть бути використані в якості

обсадних і експлуатаційних колон, хвостовиків, вибійних щілинних

фільтрів, робочих колон для намивання гравійного фільтра,

а також викидних ліній і трубопроводів. Так, неперервну

експлуатацію газових свердловин по стаціонарно встановленій

колоні гнучких труб здійснюють для забезпечення високої

швидкості висхідного потоку і винесення рідини зі свердловини.

619

Аналогічна задача може бути вирішена і при експлуатації нафтових

свердловин з досить великим газовим фактором. При роботі з ліфто-

вими колонами відносно великих діаметрів (60,3 і 73 мм) ефект від

наявності газових пухирців, що піднімаються вгору, незначний. При

зменшенні діаметра колони до 33 і 38 мм ефективність природного газ-

ліфта різко зростає і свердловина може перейти на режим фонта-

нування. Досвід на родовищі Прадхо-Бей показав, що після опускання

в них КІТ діаметром 50,8 мм на глибину від 1520 до 2290 мм, пуску в

експлуатацію з використанням газліфта і досягнення стаціонарних

показників стала можливою робота на фонтанному режимі.

Більшість КГТ опускають у свердловину без пакера, однак у

даний час розроблено два варіанти схем, що дають змогу працю-

вати з пакером. Перша передбачає оснащення нижнього кінця

посадковим ніпелем, що взаємодіє зі спеціальним пристроєм

пакера. Другий більш перспективний варіант передбачає опу-

скання пакера на колоні НКТ. Обов'язковою умовою при цьому

є використання роз'єднувача, що спрацьовував би без обертання

колони з поверхні. Це ж відноситься до технології і встанов-

лення, і знімання пакера.

Опускання КГТ в якості ліфтової колони ефективне і в тих

випадках, коли остання негерметична. При цьому експлуатацію можна

продовжити без проведення підземного ремонту свердловини.

Доцільним є використання КГТ для експлуатації свердловин з

допомогою струминних насосів, що опускаються на колоні

гнучких труб.

Промивання вибою свердловини від піску

Очищення експлуатаційної колони (чи вибою) від піску здійснюють

за допомогою внутрішньосвердловинного устаткування, схему якого

для виконання даної операції показано на

рис

10.3.

620