Причины возникновения парафиновых пробок

Применение

 

Для обеспечения нормальной эксплуатации скважин пе сок, накапливающийся на забое скважины, необходимо удалять. В противном случае увеличение его объема выше уровня перфорационных отверстий приводит к снижению дебита скважин, а иногда и прекращению их эксплуатации.

 

Причины возникновения песчаных пробок

Процесс образования песчаных пробок происходит практически во всех нефтяных и газовых скважинах. Его интенсивность обусловлена свойствами продуктивного пласта и технологией эксплуатации.

Появление песка на забое скважины может быть обусловлено несколькими факторами:

• оседанием частиц пласта, выносимых через перфорационные отверстия в эксплуатационной колонне во внутреннюю полость скважины;
• оседанием частиц после проведения операций с использованием гидропескоструйных перфораторов;
• оседанием частиц после проведения операций по гидроразрыву пласта;
• наличием песка, намытого в полость скважины при создании искусственного забоя и т.д.

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка (гибкая труба должна иметь на конце обратный клапан и промывочную насадку);
• насосный агрегат;
• емкости для технологической жидкости;
• технологическая жидкость, в качестве которой используют ньютоновские жидкости, неньютоновские жидкости, двухфазные смеси, инертные газы.

К ньютоновским жидкостям относятся (вода, соляные растворы на воде, углеводородные жидкости (дизельное топливо, очищенная нефть и т.п.), к неньютоновским - буровые растворы и гели. Двухфазные смеси представляют собой аэрированную жидкость или пену. В качестве инертных газов используют азот, выхлопные газы ДВС.

 

Описание технологии

Спуск трубы выполняют, поддерживая непрерывную циркуляцию технологической жидкости с глубины 100-150 м. Скорость спуска выбирается исходя из информации о расположении песчаной пробки и достигает 0,5 м/с. Не доходя порядка 100 м до предполагаемой пробки, скорость уменьшают до 0,1-0,2 м/с и тщательно контролируют давление, развиваемое насосной установкой. После входа промывочной насадки в пробку скорость перемещения трубы уменьшают до 0,01-0,03 м/с, а подачу промывочного насоса доводят до максимума.

Основные положения, описывающие процесс промывки, соответствуют традиционной технологии удаления песчаных пробок, но особенности колтюбинговой технологии позволяют выполнять его в большем диапазоне давлений в полости скважины. Основной задачей выполнения процесса является обеспечение выноса песка по кольцевому пространству. Часто фактическое сечение кольцевого пространства не позволяет обеспечить необходимую скорость восходящего потока технологической жидкости. В этом случае необходимо использовать двухфазные жидкости.

В процессе спуска трубы необходимо поддерживать непрерывную циркуляцию технологической жидкости. Для исключения поглощения жидкости продуктивным пластом и кальматации его пор необходимо тщательно подбирать плотность жидкости, исключающую превышение гидростатического давления по сравнению с пластовым. В случае возникновения поглощения технологической жидкости гибкая труба должна быть поднята выше верхнего уровня пробки при обеспечении циркуляции с максимально возможным расходом технологической жидкости. максимально возможным расходом технологической жидкости.

При разрушении плотных пробок следует использовать гидромониторные насадки, обеспечивающие разрушение пробки в сочетании с подогревом технологической жидкости. Скорость перемещения гибкой трубы в этом случае уменьшают до минимума. Все это позволяет исключить соприкосновение насадки с поверхностью пробки. Об этом свидетельствуют показания индикатора веса трубы и манометра, регистрирующего давление, развиваемое насосом - показания первого прибора уменьшатся, а второго увеличатся.

Промывку проводят до момента выхода на заданную глубину. Для обеспечения удаления всех твердых частиц объем циркуляции должен составлять не менее одного объема скважины. Скорость восходящего потока при работе с гибкой трубой, как и при любой промывке, должна превосходить скорость оседания в ней твердых частиц. Это условие справедливо для вертикальных скважин и наклонных участков в последних с отклонением от вертикали до 45°. Для более пологих и, тем более, горизонтальных участков скважины необходимо обеспечивать достаточную турбулентность потока восходящей жидкости.

Для уменьшения гидростатического давления на пласт при удалении песчаных пробок существуют способы, основанные на применении струйного насоса, спускаемого на двух коаксиально расположенных гибких трубах. При этом проблемы с выносом песка не возникает, т.к. скорости и нисходящего, и восходящего потоков промывочной жидкости достаточно велики, а гидростатическое давление жидкости, находящейся в скважине и воздействующей на пласт, может быть сведено к минимуму. Использование данного способа промывки может быть реализовано только при достаточном внутреннем диаметре наружной трубы, в которой размещена коаксиальная внутренняя гибкая труба с достаточным кольцевым зазором для обеспечения необходимой циркуляции

 

УДАЛЕНИЕ ПАРАФИНОВЫХ ПРОБОК

 

Применение

Для обеспечения нормальной эксплуатации скважин парафиновые отложения на их внутренних стенках необходимо удалять, т.к. следствием их скоплений является образование парафиновых и парафинопесчаных пробок. Протяженность этих пробок может составлять сотни метров, в результате чего гидравлическое сопротивление колонны лифтовых труб увеличивается и дебит скважин снижается, а иногда и прекращается эксплуатация скважин.

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка (гибкая труба должна иметь на конце обратный клапан и промывочную насадку);
• насосный агрегат;
• емкости для технологической жидкости;
• установка для нагрева технологической жидкости;
• технологическая жидкость (нефть, вода или химреагенты).

Выбор технологической жидкости обусловлен временем года и наличием маловязкой очищенной нефти. Принципиальной разницы в технологии в зависимости от типа технологической жидкости нет.

 

Описание технологии

Технология промывки скважин горячей технологической жидкостью при использовании колтюбинговой установки аналогична традициионной технологии. Основные преимущества обусловлены герметичностью полости скважины и возможностью непрерывного ведения процесса без остановки для наращивания промывочной колонны.

Для нагрева технологической жидкости могут использоваться применяемые на промыслах установки для промывки скважин горячей нефтью, либо импортные агрегаты для ее нагрева. Эти установки включают в себя печь, плунжерный насос, емкость для технологической жидкости, привод и систему управления. В ряде случаев могут использоваться мобильные парогенераторные установки, выход которых соединяют со змеевиком, расположенном в приемной емкости насосной установки. Нагревательная установка направляет жидкость температурой 90-120°С в гибкую трубу.

Существует две схемы включения оборудования - с замкнутой и не замкнутой циркуляцией. В первом случае технологическая жидкость, поднимающаяся из скважины, направляется в приемную емкость нагревательной установки, во втором случае - в трубопровод системы сбора продукции скважины.

Первая схема более экономична, она требует меньшего количества технологической жидкости и используется для удаления пробок большой протяженности. Вторая схема проще - она не требует использования газовых сепараторов, факельной линии, однако предопределяет больший объем технологической жидкости.

Процесс удаления парафиновой пробки в определенном смысле аналогичен промывке песчаной пробки - до верхней кромки спуск колонны ведут с повышенной скоростью, затем резко снижают. В процессе удаления парафиновой пробки контролируется температура технологической жидкости, закачиваемой в скважину и поднимающейся из скважины.

УДАЛЕНИЕ ГИДРАТНЫХ ПРОБОК И РАСТЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН

 

Применение

В процессе подъема пластовой жидкости по колонне лифтовых труб гидростатическое давление уменьшается по мере ее перемещения вверх. Если величина этого давления становится ниже давления насыщения, из пластовой жидкости выделяется попутный газ. Часть его растворяется в пластовой воде, неизбежном компоненте пластовой жидкости. При температуре и давлении, соответствующих равновесному состоянию смеси, образуются кристаллогидраты углеводородов и появляется кристаллическое вещество.

Метан, этан, пропан и бутан образуют кристаллогидраты при отрицательной температуре, а при повышенном давлении и положительной температуре их возникновению способствует наличие легких углеводородов и обводненность скважины. Кристаллогидраты осаждаются на стенках колонны лифтовых труб и в затрубном пространстве. Прекращение эксплуатации скважины способствует интенсивному образованию кристаллогидратов. Этому процессу способствует и понижение температуры пластовой жидкости в полости скважины. Наиболее интенсивно гидраты осаждаются на стенках труб в интервале 100-900 м при фонтанном и механизированном способах эксплуатации скважин (ЭЦН и ШГН).

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка (гибкая труба должна иметь на конце обратный клапан и промывочную насадку);

· насосный агрегат;

· емкости для технологической жидкости;

· установка для нагрева технологической жидкости;

· технологическая жидкость.

Описание технологии

Для удаления гидратных пробок существует ряд методов, наиболее эффективным из которых является промывка скважины горячим соляным раствором (при t 70-80 °C).

При использовании колтюбинговых установок гидраты удаляют путем подачи промывочной жидкости во внутреннюю полость НКТ, если эксплуатацию скважины проводят фонтанным способом, или с помощью ЭЦН. Если скважина оборудована ШСНУ, то технология удаления гидратной пробки усложняется. В этом случае гибкую трубу спускают в кольцевое пространство между колонной НКТ и эксплуатационной колонной.

Наибольшие затраты времени и энергетических ресурсов требуются при проведении работ по растеплению скважины, т.к. имеет место образование массива гидратов и льда, как в колонне лифтовых труб, так и в кольцевом пространстве эксплуатационной колонны. В процессе удаления следует контролировать температуру промывочной жидкости на входе и выходе гибкой трубы, а также у устья скважины. Слишком низкая температура восходящего потока свидетельствует о наличии гидратов в кольцевом пространстве, что чревато повторным образованием пробки в колонне лифтовых труб, потерей циркуляции и последующим прихватом гибкой трубы.

При эксплуатации скважины ШСНУ спуск гибкой трубы становится невозможным, поскольку там располагается колонна насосных штанг. В этом случае ее спускают в кольцевое пространство между колонной лифтовых труб и эксплуатационной колонной. Для этого используют эксцентричную планшайбу, аналогичную планшайбам для спуска приборов в кольцевое пространство, которой должна быть оборудована такая скважина (например, при проведении подземного ремонта для смены внутрискважинного оборудования). На отверстие, предназначенное для ввода гибкой трубы, устанавливают уплотнитель облегченной конструкции.

Гибкая труба спускается в скважину на пониженной скорости, поскольку размер кольцевого пространства мал и существует опасность ее застревания. Горячая технологическая жидкость подается по гибкой трубе и, поднимаясь по кольцевому пространству, нагревает образовавшийся гидрат. При разложении гидрата имеет место бурное выделение газа. В этот период гибкую трубу целесообразно остановить и контролировать герметичность уплотнителя. После растепления основной массы гидратов при восстановлении циркуляции в работу может быть пущен станок-качалка. Технологическая жидкость будет поступать на прием ШСН, поднимаясь по колонне НКТ. Процесс подачи горячей технологической жидкости продолжают до тех пор, пока не установится стационарный тепловой режим работы скважины.

 

УДАЛЕНИЕ ПЛОТНЫХ ПРОБОК В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО НИЗКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ (АНПД)

 

Применение

В полости скважины возможно образование так называемых плотных пробок, которые образуются в результате осаждения на забое глинистого раствора, цемента, окалины с поверхности НКТ и обсадных труб, песка и т.п. Разрушение подобных пробок посредством размыва струей технологической жидкости малопроизводительно, а в ряде случаев и невозможно. Дополнительные сложности возникают при удалении подобных пробок в скважинах с аномально низкими пластовыми давлениями, при проведении работ в которых происходит кольматация пор продуктивного пласта и резкое снижение дебита при последующей эксплуатации. Решение всех проблем может быть обеспечено посредством колтюбинговой технологии.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· насосный агрегат;

· сепаратор;

· источник инертного газа;

· бустерная установка (или насосный агрегат, компрессор и смеситель, заменяющие бустерную установку);

· емкость для ПОЖ;

· технологическая жидкость.

 

Описание технологии

В качестве технологической жидкости используется двухфазная смесь газа и воды. Источником газа может быть газ из ближайшей скважины, из азотного агрегата или генератора инертного газа с использованием выхлопа ДВС. Технологическая жидкость с заданным соотношением компонентов закачивается бустерной установкой, на прием которой поступает газ и жидкость.

Применение двухфазной технологической жидкости позволяет уменьшить гидростатическое давление на продуктивный пласт и исключить проникновение в него частиц удаляемой пробки.

Для разрушения плотной пробки в скважину на гибкой трубе спускается гидроударное устройство или забойный двигатель.

При использовании гидроударного устройства поток технологической жидкости обеспечивает возвратно-поступательное движение коронки, механически воздействующей на материал, слагающий пробку. В сочетании с гидромониторным воздействием струи технологической жидкости, выходящей из гидроударного устройства, интенсифицируется механическое разрушение и обеспечивается эффективное удаление отделенного материала пробки. Высокая производительность устройства обусловлена и тем, что подача струи технологической жидкости происходит в импульсном режиме.

При использовании забойного двигателя предпочтение отдается одновинтовым винтовым гидромашинам. Они хорошо работают на жидкостях содержащих свободный газ, имеют малые радиальные габариты. При их использовании разрушение пробки обеспечивается посредством специального лопастного долота, а вынос материала пробки - потоком отработанной технологической жидкости, выходящей из гидродвигателя.

 

УДАЛЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

 

Применение

Накопление жидкости (вода, конденсат) на забое газовых скважин имеет место при снижении пластового давления во время эксплуатации скважины. В результате снижается дебит скважины и, соответственно, скорость подъема потока газа. При этом жидкость, поступающая из продуктивного пласта вместе с газом, не удаляется его потоком, а накапливается на забое. В результате заполнения скважины жидкостью возрастает противодавление на пласт и при равенстве гидростатического давления жидкости и пластового давления работа скважины останавливается.

Общепринятым приемом борьбы с этим является замена колонны лифтовых труб на колонну меньшего диаметра, поперечное сечение которой при заданном дебите обеспечивает скорость течения газа, обеспечивающую вынос жидкости. Однако, замена колонн требует глушения скважины, что в условиях пониженного пластового давления может привести к существенному снижению ее дебита после выполнения этих работ.

 

Для того, чтобы избежать этого нежелательного явления, следует использовать колтюбинговые технологии, обеспечивающие удаление жидкости без остановки скважины.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации жидкость из скважины можно удалять периодически или постоянно.

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• насосный агрегат;
• емкости для технологической жидкости;
• источник инертного газа;
• компрессор для закачки инертного газа.

Описание технологии

Для периодического удаления жидкости из скважины используют колтюбинговые установки в сочетании с источником инертного газа.

Для постоянного удаления в скважину спускается колонна сифонных труб, в качестве которых используют гибкую трубу, поперечное сечение которой обеспечивает необходимую скорость подъема потока газа из продуктивного пласта. При этом колтюбинговая установка применяется только для спуска колонны и в дальнейшем не используется. Спущенная колонна подвешивается на фонтанной арматуре с помощью специального узла подвески.

Выбор способа осуществляют с учетом затрат на выполнение периодических ремонтов скважины или оснащения ее гибкой трубой и необходимой головкой для крепления на устье.

Периодическое удаление накопившейся жидкости с помощью установок ПРС следует проводить при функционировании скважины, без ее остановки. В противном случае придется выполнять операции по вызову притока. Манифольд барабана с гибкой трубой соединяют с линией сбора продукции скважины.

В процессе спуска или подъема гибкой трубы эксплуатация скважины не прекращается и ведется по колонне лифтовых труб. После достижения гибкой трубой уровня жидкости, находящейся на забое скважины, открывают задвижку на выходе гибкой трубы и закрывают задвижку на боковом отводе фонтанной арматуры. Затем на малой скорости продолжают спуск гибкой трубы до тех пор, пока весь объем жидкости не будет вынесен на поверхность.

После выполнения работ эксплуатацию скважины продолжают вести по колонне лифтовых труб, а гибкую трубу извлекают.

Для обеспечения постоянного удаления жидкости посредством сифонной колонны следует использовать гибкую трубу возможно большего диаметра, поскольку при этом уменьшаются потери на трение при течении газа и снижается опасность образования пробок. При правильно выбранном диаметре трубы уровень жидкости должен установиться у ее башмака, а колебания давления в кольцевом пространстве должны отсутствовать.

В процессе эксплуатации скважины с помощью сифонной колонны необходимо контролировать давление в кольцевом пространстве между ней и колонной лифтовых труб. Для пуска колонны в эксплуатацию азотом продавливают пробку, расположенную на нижнем конце трубы. Если в скважине присутствует жидкость, препятствующая эксплуатации, ее также удаляют продувкой азотом.

При извлечении из скважины гибкой трубы скважину необходимо, предварительно промыть кольцевое пространство между колонной гибких труб и лифтовой колонной для удаления образовавшихся там отложений парафина или гидратов, которые могут препятствовать ее извлечению.

 

УСТАНОВКА ЦЕМЕНТНОГО МОСТА

 

Применение

Установку цементного моста обычно используют в случаях, когда необходимо изолировать перфорированные участки эксплуатационной колонны, которые дают приток воды или снижают дебит. Это достигается за счет закачки необходимого объема цемента в полость эксплуатационной колонны на заданной глубине.

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• цементировочный агрегат;
• емкость для цементного раствора;
• цементный раствор.

 

Описание технологии

 

Предварительно определяется внутренний объем гибкой трубы расчетным путем с использованием геометрических параметров трубы или экспериментально.

При последнем способе подкрашенная вода из тарированного бака закачивается по гибкой трубе, и как только она появляется с другого конца, производится измерение объема.

Рассчитывают длину трубы, которую заполнит цемент. Опустив гибкую трубу на заданную глубину, запускают цементировочный агрегат. После закачки объема цемента, соответствующего объему гибкой трубы, начинают ее подъём со скоростью, соответствующей производительности насоса. Таким образом, обеспечивается минимальное погружение трубы под уровень цемента находящегося в эксплуатационной колонне и исключается опасность цементирования гибкой трубы по периметру. Затем оставшийся объем цемента закачивают по гибкой трубе с последующей продавкой его технологической жидкостью. Этим обеспечивается установка цементного моста на месте. К тому времени, когда весь цемент будет прокачан по гибкой трубе, ее конец должен располагаться в верхней части цементного моста.

Во время закачки цемента задвижка, соединяющая полость лифтовых труб должна быть открыта. В результате, при закачке цемента из полости скважины вытесняется жидкость заполняющая ее полость. После закачки цемента гибкая труба промывается с максимально возможным расходом технологической жидкостью для удаления остатков цемента с внутренней поверхности трубы.

 

ИЗОЛЯЦИЯ ПЕРФОРАЦИОННЫХ ОТВЕРСТИЙ

 

Применение

При переходе эксплуатации с одного пласта на другой, а также при выполнении изоляционных работ, связанных с герметизацией отверстий в эксплуатационной колонне, выполняют задавливание цементного раствора или иного изолирующего материала в перфорационные отверстия и призабойную зону.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· цементировочный агрегат;

· емкость для цементного раствора;

· цементный раствор.

Описание технологии

Колонна гибких труб опускается до интервала перфорации, подлежащего изоляции. Если этот интервал находится высоко над забоем, предварительно устанавливается цементный мост, который после выполнения работ разбуривается.

Перед выполнением работ скважина заполняется технической водой. Через гибкую трубу выполняют закачивание расчетного объема цемента таким образом, чтобы интервал перфорационных отверстий, подлежащих глушению, был полностью заполнен им. При этом задвижка, соединяющая полость лифтовых труб, должна быть открыта.

После прокачки цементного раствора и вытеснения его из полости гибкой трубы последняя поднимается над уровнем цемента. Задвижка, соединяющая полость лифтовых труб с линией сбора продукции скважины, закрывается, и в скважину закачивается технологическая жидкость (обычно техническая вода). Давление в полости скважины поднимают до расчетного уровня, обеспечивающего продавливание цементного раствора в перфорационные отверстия. После выдержки в течении 15-30 минут гибкую трубу опускают до забоя и начинают промывку цементного раствора, находящегося в полости скважины.

После промывки полости скважины от остатков цемента гибкая труба извлекается из скважины, и в скважине создается избыточное давление, исключающее выдавливание цементного раствора из изолируемых полостей. После окончания процесса твердения цемента скважина опрессовывается для проверки качества цементирования.

 

УСТАНОВКА ГРАВИЙНЫХ ФИЛЬТРОВ

 

Применение

Установка гравийных фильтров производится для предотвращения выноса частиц породы, из которых сложен продуктивный пласт, с помощью либо механических фильтров, либо крепления призабойной зоны специальными составами, обеспечивающими связывание частиц пласта и увеличивающими таким образом его прочность.

Намыв гравийного фильтра целесообразно выполнять с применением гибкой трубы в тех случаях, когда буровая установка уже демонтирована, дебит скважины мал, использовать агрегаты подземного ремонта стандартного типа экономически нецелесообразно, а глушение пласта нежелательно.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· гравийные фильтры с верхней или нижней намывкой. В обоих случаях в центральной части располагают механический фильтр. К механическим относятся различного рода сетчатые, спиральные и другие фильтры, спускаемые на гибкой трубе, а также гравийные фильтры, намываемые с поверхности.

 

Описание технологии

Выбор гранулометрического состава гравийного фильтра осуществляют из тех же соображений, что и при традиционной технологии.

 

Последовательность операций при создании гравийного фильтра и использовании верхней намывки следующая (рис. 8, а). Через лифтовую колонну, находящуюся в эксплуатационной скважине, спускают механический фильтр. Он опирается на забой скважины (естественный или искусственный, получаемый в результате установки цементного моста). Если диаметр эксплуатационной колонны большой, то фильтр целесообразно снабжать центраторами, обеспечивающими его коаксиальное расположение в скважине и сохранение прямолинейности оси. Оставляемая на забое компоновка соединяется с гибкой трубой посредством разъединителя. Пробка-заглушка может быть установлена и после отделения оставляемой на забое компоновки. Далее через гибкую трубу проводится намыв необходимого количества песка.

После этого удаляют пробку-заглушку и в верхней части механического фильтра устанавливают уплотнительный узел. На этом работы заканчивают.

При использовании технологии нижней намывки сначала намывают на забой песок, а затем устанавливают на место фильтр (рис. 8, б). Для обеспечения прохода последнего через намытый слой песка в его нижней части размещают промывочный башмак.

 

РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ В МЕЖТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· специальная эксцентричная планшайба со смещенным относительно оси отверстием для подвески колонны НКТ, аналогичная эксцентричной планшайбе, применяемой для исследования добывающих скважин;

· емкости для промывочной и отработанной жидкостей;

· технологическая жидкость;

· растворители;

· кислотные составы.

 

Описание технологии

Эксцентричная планшайба монтируется на устьевой арматуре после спуска в скважину лифтового оборудования при проведении подземного ремонта. На отверстии, сообщающемся с кольцевым пространством, устанавливаются патрубок и задвижка. При проведении работ гибкая труба пропускается через уплотнитель, монтируемый выше задвижки, установленной на удлинительном патрубке. Труба снабжается насадками, необходимыми для выполнения технологических операций. Одно из требований к ним - наружный диаметр не должен превышать наружного диаметра трубы, в противном случае повышается риск заклинивания инструмента между НКТ и эксплуатационной колонной. Как правило, при работе в затрубье используется гибкая труба с условным диаметром 25 мм.

Спуск и подъем гибкой трубы выполняется на скорости меньшей, чем принято при работе во внутренней полости колонны НКТ. При этом тщательно контролируются показания индикатора веса, резкое уменьшение которых свидетельствует о том, что насадка уперлась в торец муфты НКТ.

При любых видах промывок циркуляция технологической жидкости ведется, как и при выполнении аналогичных работ. Одним из ограничений, связанных с работой в затрубье являются малые расходы технологической жидкости, обусловленные высоким гидравлическим сопротивлением гибкой трубы малого диаметра.

Выполнение работ по удалению гидратных пробок дано в разделе 1.3.

Гибкая труба пропускается через отверстие в смонтированной на устьевой арматуре эксцентричной планшайбе в межтрубное пространство через сальниковый узел. Спуск спецнасадки происходит между эксплуатационной колонной и НКТ до забоя с постоянной циркуляцией. Затем производится промывка забоя и закачка растворителей или кислотных составов в определенные планом работ интервалы перфорации с последующей промывкой продуктов реакции.

 

Преимущества

Помимо всех преимуществ обеспечиваемых использованием колтюбинга, данная технология технология позволяет:

· кратно уменьшить стоимость ремонта по сравнению с традиционным методом;

· снизить продолжительность работ в 3-4 раза по сравнению с традиционными методами.

·

ИЗОЛЯЦИЯ ЗАКОЛОННЫХ ПЕРЕТОКОВ В СКВАЖИНАХ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СТВОЛАМИ

 

Применение

Эффективность эксплуатации боковых стволов, особенно с большими горизонтальными участками, часто снижается по причине обводненности продукции. Работы по изоляции водоперетоков в скважинах с боковыми стволами осложняются из-за большой длины перфорированных труб (фильтра), находящихся в горизонтальной части хвостовика. Это вызывает определенные трудности при проведении ремонтно-изоляционных работ с использованием традиционных технологий и материалов.

 

Из факторов, в той или иной мере влияющих на работу скважин, в которых было произведено забуривание боковых стволов с горизонтальными участками, выделяют следующие:

· геологические (литологическая неоднородность залежей, низкое сопротивление пластов гидроразрыву, наличие в интервале цементирования высокопроницаемых водоносных горизонтов, значительные градиенты давления между вскрытыми пластами);

· технические (образование канала между цементным камнем и обсадными трубами за счет их деформации при снятии избыточного внутреннего давления, негерметичность заколонных пакеров, негерметичность эксплуатационной колонны);

· технологические (качество тампонажного раствора, эскцентричное положение обсадной колонны, неполное вытеснение бурового раствора тампонажным и их смешение, недостаточная очистка ствола от бурового шлама);

· физико-химические (несовместимость бурового и тампонажного растворов, наличие в тампонажном растворе избыточной воды, прорыв пластовых флюидов по проницаемым зонам в процессе ОЗЦ, седиментационные процессы в тампонажном растворе);

· механические (трещинообразование в цементном камне).

Однако главной причиной, приводящей к возникновению водоперетоков, является геологическое строение интервала забуривания бокового ствола и особенность конструкции скважин с боковыми стволами.

 

Когда интервал перетока не сообщается с перфорированным участком эксплуатационной колонны, проведение изоляцилнных работ требует установки отсекающего моста или взрывного пакера с последующей перфорацией. Эти работы, как правило, существенно увеличивают продолжительность ремонта и оказывают негативное воздействие на интервал продуктивного пласта. Кроме того, установка песчаных или цементных мостов в скважинах с геологическими осложнениями всегда проблематична.

 

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• насосно-компрессорный агрегат;
• насосный агрегат;
• автоцистерна;
• цементная установка;
• осреднительная емкость;
• емкость долива с запасом продавочной жидкости;
• ППУ (при проведении работ в зимнее время);
• изолирующая жидкость;
• блокирующая жидкость;
• тампонирующая смесь;
• цементный раствор.

 

 

Описание технологии

Для исключения влияния отрицательных факторов изоляцию заколонных перетоков производят через перфорированную часть эксплуатационной колонны. При этом продуктивный пласт "отключают" блокирующей жидкостью.

 

Проведение работ в скважинах с горизонтальными стволами включает в себя:

• определение рецептуры и параметров применяемых изолирующей и блокирующей жидкостей;
• приготовление и закачку с использованием гибкой трубы в перфорированную часть горизонтального ствола блокирующей жидкости;
• приготовление и закачку с использованием гибкой трубы в зону водоперетока раствора ПАВ и тампонирующей смеси;
• ожидание реакции или затвердения цемента;
• разбуривание цементного стакана;
• работы по очистке ствола скважины от остатков блокирующей жидкости;
• освоение скважины;
• комплекс геофизических исследований с гибкой трубой для оценки качества проведенных работ.

 

 

ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА СКВАЖИНЫ

 

Применение

Выполнение работ по текущему ремонту скважин, например, извлечение изношенного насосного оборудования УЭЦН для замены его новым, требует предварительного открытия сливного (сбивного) клапана. Если эта операция не выполнена, то подъем НКТ будет производится с пластовой жидкостью, заполняющей ее. Часто наличие толстого слоя парафина на стенках колонны лифтовых труб препятствует падению "ломика", который сбрасывают в скважину для разрушения сливного клапана и сообщения внутренней полости лифтовых труб с полостью скважины.

При использовании колтюбинговой установки эта операция выполняется посредством гибкой трубы, которая также может использоваться и для депарафинизации НКТ.

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· насосный агрегат;

· нагреватель технологической жидкости;

· сепаратор;

· бустерная установка (или насосный агрегат, компрессор и смеситель);

· емкость для ПОЖ.

 

Описание технологии

Гибкая труба спускается в скважину с учетом предполагаемого расположения парафиногидратной пробки. При подходе к ней скорость спуска снижается и начинается промыв пробки. При этом технологическая жидкость, поднимающаяся из скважины может направляться в специальную емкость или в систему сбора продукции скважин.

 

Промывка пробки осуществляется в соответствии с технологией, описанной в разделе 1.1.3.

 

При проведении работ возможны осложнения, обусловленные наличием "ломика", сброшенного в скважину ранее при попытке сбить сливной клапан и застрявшего в пробке. В этом случае следует комплектовать гибкую трубу промывочной насадкой, обеспечивающей эффективное обтекание его промывочной жидкостью. При этом темп выполнения работ сокращается. Разрушение пробки и проталкивание ломика вниз продолжаются до тех пор, пока интервал с удаляемой пробкой не будет пройден, и "ломик" не начнет падать вниз самостоятельно.

 

После этого промывку колонны продолжают до уровня, соответствующего глубине установки насосного оборудования, ударяют колонной по "ломику" и находящемуся под ним клапану с целью его гарантированного разрушения.

 

Если неудавшихся попыток сбить словной клапан не было, то предварительно выполняют очистку внутренней полости НКТ от парафина и гидратов, а затем открывают сливной клапан.

 

РАЗБУРИВАНИЕ В ПОЛОСТИ СКВАЖИН

 

Применение

 

Разбуривание в полости скважин применяют для удаления цементного камня, оставшегося после цементирования перфорационных отверстий, цементных мостов, остатков цемента, который успел затвердеть до того, как раствор был вымыт из полости труб, а также для удаления плотных пробок из песка, парафина и кристаллогидратов.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· устьевое оборудование (должно включать шлюз, обеспечивающий спуск компоновки в скважину, которая находится под давлением);

· насосная установка;

· емкость для промывочной жидкости;

· компоновка оборудования на забое может состоять из следующих элементов (сверху вниз): соединительного устройства, обратного клапана, гидравлического разъединителя, циркуляционного пере-водника, забойного двигателя, породоразрушающего инструмента;

· техническая или морская вода с небольшими добавками полимеров, например, биозана.

 

При необходимости проведения бурения в эксплуатационной колонне в качестве породоразрушающего инструмента применяют расширитель, ниже которого устанавливают долото малого диаметра ("пилотная фреза").

 

К особенностям выбора забойного двигателя и породоразушающего инструмента следует отнести необходимость использования оборудования, требующего создания возможно меньших осевых усилий и меньших крутящих моментов.

 

Такому требованию удовлетворяют винтовые забойные двигатели в сочетании с долотами истирающего типа. В противном случае вследствии малой осевой и крутильной жесткости неизбежна потеря устойчивости колонны.

 

Породоразрушающий инструмент применяется, как правило, с раскрывающимися рабочими органами, что позволяет пропускать его через колонну лифтовых труб.

Описание технологии

Спуск инструмента в скважину проводят на максимальной скорости, а подача промывочной жидкости должна быть такой, чтобы не вызвать раскрытие инструмента. Инструмент опускают в ту зону скважины, где гарантировано отсутствие пробки, цементного камня на стенках труб и других наростов. Именно в этой зоне должен раскрываться инструмент, в противном случае режущие элементы могут не занять своего рабочего положения. Затем увеличивают подачу промывочной жидкости до значения, при котором происходит раскрытие инструмента. В том случае, если породоразрушающий инструмент не нуждается в переводе его в рабочее положение, описанная операция не выполняется. После этого при номинальной для конкретного применяемого забойного двигателя подаче промывочной жидкости начинают разбуривание.

 

Наиболее оптимальным режимом работы является непрерывный, т.е. при отсутствии резких падений числа оборотов породоразрушающего инструмента и скачков давления на выкиде промывочных насосов.

 

Для повышения эффективности очистки ствола скважины целесообразно после проходки каждых 15-30 м пробки прекращать процесс ее разрушения, приподнимать инструмент и проводить интенсивную промывку. Закачка загущенной полимером жидкости может проводиться только в процессе интенсивной промывки скважины.

 

ГАЗЛИФТНЫЙ СПОСОБ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН

 

Применение

Технология применяется в случае необходимости понижения противодавления на пласт, обусловленного наличием в скважине жидкости для глушения или бурового раствора, оставшегося после выполнения операций бурения или капитального ремонта.

Данные работы выполняются при вызове притока в нефтяных и газовых скважинах.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· источник инертного газа;

· компрессор для закачки азота;

· сливная емкость (если по каким-либо причинам нельзя использовать трубопровод системы сбора продукции скважины);

· ПАВ.

Диаметр гибкой трубы выбирают исходя из того, чтобы гидравлическое сопротивление трубы и кольцевого канала между ней и колонной лифтовых труб соответствовало требуемому расходу технологической жидкости (или газа), обеспечивающей удаление жидкости глушения.

 

При этом необходимо учитывать дополнительное давление, обусловленное гидравлическим сопротивлением кольцевого канала, воздействующего на продуктивный пласт, поскольку при проведении процесса увеличивается опасность поглощения продуктивным пластом технологической жидкости или газа.

Описание технологии

 

Операция предусматривает спуск в полость НКТ гибкой трубы, по которой в скважину подается газ, аэрирующий жидкость. За счет уменьшения плотности жидкости обеспечивается ее подъем и удаление из скважины. В результате снижения гидростатического давления газ (нефть) из продуктивного пласта поступает в скважину. Подъем смеси осуществляется по кольцевому пространству между гибкой трубой и НКТ.

Закачку газа начинают сразу или при погружении гибкой трубы не более чем на 100-200 м при ее спуске и не прекращают в течение всего процесса вызова притока. Газ подают с постепенным увеличением подачи до 14-20 м3/мин. При этом давление закачки газа постоянно контролируют и при погружении трубы в жидкость увеличивают.

Сначала начинает аэрироваться жидкость, находящаяся в колонне лифтовых труб. Если описываемая операция выполняется после проведения на скважине работ, которым предшествовало ее глушение, то, как правило, это соленая техническая вода или, в худшем случае, глинистый раствор. За счет снижения гидростатического давления на продуктивный пласт начинается приток жидкости (газа), который совместно с газом, закачиваемым через гибкую трубу, интенсифицирует процесс удаления из скважины имевшейся там жидкости. Для улучшения вспенивания жидкости и повышения эффективности процесса в скважину может добавляться ПАВ.

После спуска гибкой трубы до уровня нижних перфорационных отверстий в течение необходимого промежутка времени обеспечивают работу газлифта. Этот процесс необходимо поддерживать до тех пор, пока по колонне лифтовых труб будет подниматься пластовая жидкость. Далее, продолжая подачу газа, начинают подъем трубы. При этом необходимо контролировать состав жидкости, поступающей из скважины, и дебит последней. После подъема гибкой трубы до глубины 100-200 м, если процесс фонтанирования продолжается, подача газа может быть прекращена.

 

ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

 

Применение

Применяется для освоения скважин большого диаметра в условиях АНПД. Позволяет плавно без создания репрессии на пласт вызвать приток газа из скважины за счет поинтервальной замены технологической жидкости на двухфазную пену.

Данная технология может использоваться на ПХГ, т.к. соотвествует одному из требований при строительстве и ремонте скважин на ПХГ - сохранению коллекторских свойств пласта, как при вскрытии продуктивных отложений, так и при вызове притока газа.

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• насосный агрегат;
• емкость для ПОЖ;
• азотная установка;
• ПОЖ.

Описание технологии

 

Первоначально гибкая труба, оборудованная насадкой, спускается на 50 м ниже уровня НПОЖ в скважине.

 

При открытом на факельную линию трубном и закрытом затрубном пространствах (линии 12 и 13 соответственно) в гибкую трубу закачивается двухфазная пена со степенью аэрации а=50-75. Пена с необходимой степенью аэрации производится в газожидкостном эжекторе. ПОЖ подается в эжектор насосным агрегатом.

 

Производительность насосного агрегата, азотной установки - 9 м3/мин. Пена, выходя из насадки гибкой трубы, попадает в зону пониженного давления (около 0,5 МПа при давлении на выходе примерно 6-9 МПа), аэрирует скважинную жидкость и создает в НКТ газожидкостную быстро расширяющуюся за счет энергии сжатого газа пачку, выталкивающую жидкость выше насадки гибкой трубы из скважины.

 

После первого этапа гибкую трубу опускают ниже по стволу на 50-100 м, после чего операция повторяется. Часть ПОЖ из скважины собирается в емкость для ПОЖ по линии 15 для дальнейшего использования.

 

В результате поэтапного извлечения жидкости из скважины давление ее столба, плавно понижаясь, становится ниже пластового, газ начинает поступать из пласта в эксплуатационную колонну, и дальнейшее освоение скважины происходит за счет энергии пласта. Часть жидкости после освоения остается в затрубном пространстве в аэрированном виде. Ее удаление осуществляют путем кратковременной отработки скважины через затрубное пространство.

 

 

Преимущества

· При освоении не создается избыточного давления на пласт и в него не проникают кольматирующие агенты, ухудшающие фильтрационно-емкостные свойства коллектора;

· сокращаются затраты времени на освоение и отработку скважины;

· использование колтюбинговой техники позволяет без дополнительных затрат полностью освобождать зумпф скважины от жидкости и песчаных пробок как в процессе освоения, так и во время отработки;

· при необходимости можно проводить интенсификацию притока различными методами без глушения скважины.

·

КИСЛОТНАЯ ОБРАБОТКА ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ

 

Применение

 

Применяется для воздействия кислотой на карбонатные породы, слагающие продуктивный пласт, с целью увеличения его проницаемости.

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• установка для кислотной обработки скважин, имеющая специализированный насос;
• емкость для запаса кислоты;
• кислота.

В некоторых технологиях кислотной обработки предусмотрен подогрев кислоты.

 

Описание технологии

В процессе выполнения данной операции гибкую трубу, при обеспечении непрерывной циркуляции воды, спускают на глубину перфорации. Затем в скважину через нее закачивают расчетный объем кислоты (рис. 13), после чего ее продавливают в пласт. При закачке и продавке кислоты выкидная задвижка на арматуре колонны лифтовых труб должна быть закрыта. Это обеспечивает проникновение реагента через перфорационные отверстия в пласт.

Процесс закачки и продавки выполняют при максимально возможной подаче жидкости. При осуществлении этих процессов необходимо следить за тем, чтобы давление в зоне перфорационных отверстий не превышало давления, при котором происходит разрыв пласта. (В ряде случаев, при обработке малопроницаемых пластов процесс закачки жидкости может выполняться в режиме гидроразрыва пласта). После выдерживания скважины под давлением в течение заданного периода времени реакции кислоты с породой продуктивного пласта выкидную задвижку открывают, гибкую трубу приподнимают и начинают операцию по вызову притока.

Практика использования колтюбингового оборудования показывает, что расход реагентов при обработке скважины в этом случае сокращается по сравнению с традиционными технологиями на 25-30%, кроме того сокращается общее время обработки скважины.

 

СЕЛЕКТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАСТ

 

Применение

Объектом селективного воздействия на пласт являются либо интервал перфорационных отверстий, расположенных на определенном уровне, либо зона негерметичности эксплуатационной колонны, через отверстия которой в скважину поступает флюид (вода, газ, нефть). Технология используется, когда требуется обработать точно заданный интервал, например, при закачке цемента, поинтервальной кислотной обработке либо в других случаях.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· емкости для промывочной и отработанной жидкостей;

· два пакера, устанавливаемые на гибкой трубе;

· локатор;

· промывочная жидкость.

Особенностью конструкции инструмента, применяемого при выполнении описанных операций, является наличие сдвоенного пакера, герметизирующие элементы которого в транспортном положении обеспечивают перемещение оборудования в колонне лифтовых труб. Расстояние между пакерами, образующими сдвоенный пакер, выбирают в соответствии с длиной интервала скважины, обрабатывать который предполагается в конкретном случае.

 

Описание технологии

 

При проведении этих работ на гибкой трубе спускают сдвоенный пакер и выше него на точно определенной высоте локатор (рис. 14, а). После спуска пакера ниже расчетного уровня, гибкую трубу приподнимают до тех пор, пока локатор не зафиксирует заданное положение пакера относительно обрабатываемого интервала.

Затем пакер приводится в рабочее положение, при котором наружные поверхности камер плотно прижимаются к стенкам эксплуатационной колонны, в результате чего обрабатываемый интервал отделяется от полости скважины (рис. 14, б).

На следующем этапе работ открываются отверстия, через которые полость гибкой трубы сообщается с пространством между пакерами. В него закачивается необходимая технологическая жидкость, а при необходимости - продавочная. После выдержки скважины в течение определенного времени давление уменьшается, пакер переводится в транспортное положение и извлекается на поверхность.

 

ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН ПОСЛЕ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА (ГРП)

 

Применение

Основными требованиями к технологии освоения скважин после гидроразрыва пласта (ГРП) являются:

· проведение работ по промывке забоя и получению притока пластовых флюидов в минимальные сроки для сокращения времени простоя скважины;

· быстрое удаление технологических жидкостей и сохранение максимальной проницаемости трещины, созданной при ГРП;

· максимальное удаление незакрепленных частиц пропанта для понижения уровня выноса механических примесей до значения, близкого к фоновому по месторождению;

· выполнение работ в стволе скважины на пониженном гидродинамическом давлении без потерь технологической жидкости в пласт во избежание снижения его коллекторских свойств.

Аналогичные работы выполняются после проведения гидропеско-струйной перфорации.

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· насосная установка;

· емкости для промывочной и отработанной жидкостей;

· промывочные жидкости;

· источник азота.

 

Описание технологии

Операция по очистке и азотному газлифту обычно производится за один спуск-подъем рабочей колонны ГНКТ и состоит из трех стадий и обычно проводится за один спуск-подъем гибкой трубы.

Промывка ствола скважины после ГРП

 

Проводится для очистки зумпфа максимально глубже нижних перфорационных отверстий.

Благодаря использованию духфазных и пенных технологических жидкостей обеспечивается промывка забоя без потери циркуляции в скважинах, где пластовое давление составляет от 0,3 до 1,0 от гидростатического. При этом достигается хороший вынос твердых частиц на поверхность при прямой циркуляции на относительно малых скоростях закачки даже в обсадных колоннах диаметрами 146,168, 178 и 194 мм и в стволах с большим отклонением от вертикали горизонтальных скважинах.

Применение

Многообразие колтюбинговых технологий включает использование гидродинамических генераторов, создающих низкочастотные колебания достаточно высокой амплитуды при сравнительно малом расходе прокачиваемой через них жидкости. Эти технологии, называемые колтюбинговыми волновыми технологиями применяются для очистки забоя и НКТ от отложений, свабирования, для обработки ПЗП, обработки горизонтальных скважин и боковых стволов, а также для ограничения водопоглощении и выравнивания профилей приемистости.

 

Оборудование и материалы

 

Для осуществления виброволнового воздействия применяются гидродинамические генераторы колебаний с оригинальным принципом работы. При относительно малых диаметре и массе они обладают высоким гидравлико-акустическим КПД и способны генерировать низкочастотные колебания достаточно высокой амплитуды при сравнительно малом расходе прокачиваемой через них жидкости. Их параметры настраиваются на рациональный частотно-амплитудный диапазон функционирования в соответствии с конкретными геолого-техническими характеристиками скважин.

Конструктивно генераторы выполнены в виде насадок, крепящихся к гибкой трубе с помощью переходников, завальцованных на конце трубы (рис. 15).

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· гидродинамические генераторы колебаний;

· специальные наконечники генератора для улучшения очистки;

· растворители АСПО, растворы ПАВ, кислотные или щелочные растворы;

· специально подобранные композиции, назначаемые в соответствии с природой осадков в НКТ или на забое скважин.

Описание технологии

Промывка НКТ осуществляется рабочей жидкостью на нефтяной основе для добывающих или водой для нагнетательных скважин с добавлением химреагентов через генератор колебаний. Скорость промывки зависит как от диаметра НКТ и расхода жидкости, так и от природы отложений.

Характерные особенности и преимущества

· Повышение скорости и эффективности очистки за счет пульсирующего истечения и закрутки потока жидкости, а также осевой и радиальной вибрации корпуса генератора при его работе в скважине;

· использование контроля упора по индикатору веса при промывке забоя скважин.

 

ГИДРОВИБРОСВАБИРОВАНИЕ

 

Применение

Технология используется в нагнетательных или фонтанных добывающих скважинах с ненулевой приемистостью (продуктивностью), снизившейся в результате кольматации ПЗП в процессе эксплуатации, глушения или ремонтных работ.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· гидродинамические генераторы колебаний.

Описание технологии

· Поинтервальное воздействие упругисми колебаниями в сочетании с промывкой скважины;

· циклическое повышение забойного давления выше пластового для создания репрессии, продолжительность которой достаточна для накопления высокого потенциального запаса упругой энергии сжатия жидкости и породы в наиболее кольматированной области ПЗП вблизи скважин, с последующим созданием локальной депрессии на пласт одновременно с воздействием упругими колебаниями на ПЗП;

· сочетание циклов репрессионно-депресионно-волнового воздействия с закачками химреагентов.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· гидродинамические генераторы колебаний;

· емкости для промывочной и отработанной жидкостей;

· промывочные жидкости (кислота, водонефтяная эмульсия).

Описание технологии

· Циркуляция через генератор смеси рабочей жидкости с азотом и заполнение ствола скважины пенной системой;

· очистка ствола скважины и ПЗП в поле упругих колебаний и вынос кольматанта из скважины при использовании высоких флотационных и вязко-упругих свойств получаемых пен;

· последовательная закачка в пласты порций химреагентов через генератор с последующим извлечением продуктов реакции.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· гидродинамические генераторы колебаний.

Описание технологии

· Очистка подлежащих тампонированию интервалов пласта от кольматантов и подготовка поверхности пор коллектора при воздействии упругими колебаниями для прочного сцепления с изолирующим материалом;

· закачка тампонирующей композиции непосредственно через генератор колебаний, установленный в скважине напротив подлежащего изоляции интервала, при этом создание изолирующего экрана может выполняться также в виде нескольких оторочек.

Применение

Для интенсификации притока нефти (газа) к забою скважины, вскрывающей низкопроницаемые коллекторы, необходимо создать в их призабойной зоне систему трещин. Для раскрытия естественных микротрещин и создания новых в материале призабойной зоны пласта следует создать давление, которое превысило бы прочность слагающего его материала. Это достигается за счет закачки технологической жидкости в продуктивный пласт с расходом, величина которого превышает расход жидкости, поглощаемой пластом. После фиксации образовавшихся трещин путем нагнетания в них песка гидравлическое сопротивление призабойной зоны существенно снижается и дебит скважины увеличивается.

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка, оснащенная гибкой трубой с достаточно большим поперечным сечением, обеспечивающим закачку технологических жидкостей с необходимым расходом (обычно не менее 60,3 мм);

· забойная компоновка, включающая пакеры для изоляции зоны перфорации от полости скважины;

· устьевое оборудование, состоящее из превентора и шлюза для спуска в скважину забойной компоновки (в ряде случаев шлюз заменяется системой из двух универсальных превенторов и промежуточной камеры);

· насосный агрегат (обычно используется несколько агрегатов, работающих параллельно, а также резервный агрегат);

· манифольд;

· пескосмесительные агрегаты;

· емкости для технологических жидкостей (жидкость разрыва, жидкость-песконоситель, продавочная жидкость);

· станция управления процессом;

· материалы для проведения ГРП (песок, технологические жидкости).

 

Описание технологии

Основные принципы выполнения ГРП с использованием колтюбинговых установок соответствуют существующим, разработанным для выполнения этих работ по классической технологии - с помощью агрегатов капитального ремонта скважин.

Отличия, обусловленные преимуществами колтюбинга, следующие:

· проведение процесса может быть выполнено при спуске оборудования в колонну лифтовых труб, что позволяет начать эксплуатацию скважины сразу после выполнения ГРП;

· сокращается время выполнения работ, поскольку отпадает необходимость извлечения колонны лифтовых труб, находящихся в скважине, и спуска колонны НКТ с пакером для выполнения процесса;

· исключается операция глушения скважины для извлечения технологического оборудования и сопровождающая ее операция по вызову притока.

Технология выполнения ГРП с использованием колтюбинга подразумевает:

· монтаж на устье скважины противовыбросового оборудования;

· разворачивание комплекса оборудования для закачивания технологической жидкости;

· спуск в скважину гибкой трубы с забойной компоновкой и перевод пакеров в рабочее состояние;

· приготовление технологических жидкостей к закачке в скважину;

· закачку расчетного объема жидкости разрыва пласта;

· закачку расчетного объема жидкости-песконосителя;

· закачку продавочной жидкости;

· промывку скважины от песка, оставшегося в полости скважины;

· извлечение гибкой трубы;

· гидродинамическое исследование скважины для определения эффективности выполненного ГРП.

 

ЛОВИЛЬНЫЕ РАБОТЫ

 

Применение

Применение гибкой трубы при ловильных работах имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами ремонта скважин. Приведем примеры некоторых из них:

· работа при пониженном гидростатическом давлении в стволе скважины;

· ускорение спуска инструментов по сравнению с применением традиционных технологий выполнения спускоподъемных операций;

· более быстрое развертывание и свертывание по сравнению с традиционными установками;

· сокращение расхода трубы, потребляемых материалов и трудовых ресурсов;

· значительное сокращение затрат.

Среди преимуществ применения гибкой трубы по сравнению с канатными операциями следует отметить:

· возможность циркуляции технологической жидкости в скважине;

· возможность вращения ловильного инструмента с помощью забойного двигателя;

· возможность выполнения работ в наклонных и горизонтальных скважинах.

 

Описание технологии

При проведении ловильных работ сначала тщательно контролируют состояние всех элементов компоновки и герметичность соединений. Такие устройства, как гидравлически освобождающиеся овершоты и двигатели, должны быть испытаны с целью получения фактических значений давлений и расходов, при которых они срабатывают. В процессе проведения работ необходимо следить за состоянием участков гибкой трубы, которые многократно деформируются при прохождении направляющей и намотке на барабан.

Эффект от применения гибкой трубы при выполнении ловильных работ заключается, прежде всего, в развитии большего тягового усилия, чем инструментом, спускаемым с помощью канатной техники. Кроме того, облегчает осуществление ловильных операций возможность обеспечения циркуляции рабочей жидкости.

К недостаткам технологии с использованием гибкой трубы по сравнению с технологией, реализуемой установками капитального ремонта скважин, относятся невозможность вращения колонны, а также не всегда достаточные развиваемые усилия по сравнению с традиционными конструкциями.

 

Оборудование

Разнообразие условий выполнения ловильных работ предопределяет и соответствующие им компоновки инструментов, спускаемых на гибкой трубе. В то же время можно говорить и о типовой компоновке, которая включает в себя следующие инструменты (описание дано сверху вниз): соединитель гибкой трубы с инструментом, обратный клапан, гидравлический разъединитель, циркуляционный клапан, забойный двигатель или яс, ловильный или породоразрушающий инструмент (овершоты, труболовки, ерши, ловушки, фрезы, расширители, резаки, долота, скребки, оправки), дополнительное оборудование (ускоритель яса, утяжелитель, центратор, кривой переводник, якорь).

Для проведения ловильных работ зачастую также требуется дополнительное оборудование колтюбинговой установки: лубрикатор, тройники или крестовины, устьевое основание и т.д.

Использование гибкой трубы требует применения специальных инструментов, спроектированных с учетом особенностей работы с гибкой трубой.

При спуске ловильной колонны на гибкой трубе требуется стандартный набор основных инструментов. Он состоит обычно из соединительного устройства гибкой трубы, обратного клапана, гидравлического разъединителя и циркуляционного клапана (особенно при работе забойного двигателя).

Соединительное устройство используется для обеспечения присоединения к концу гибкой трубы. Соединительные устройства имеют конструкцию со шлипсами, цанговым патроном или вальцовкой. При необходимости передавать крутящий момент применяют соединители со шлипсами и цанговым патроном.

Обратный клапан предназначен для исключения противотока жидкости из полости скважины в гибкую трубу. По конструкции клапаны бывают шариковые и тарельчатые. Особенностью конструкции тарельчатого обратного клапана является то, что он должен обеспечивать пропуск шаров, приводящих в действие гидравлические устройства, например, разъединитель.

Разъединитель обеспечивает отделение спущенного инструмента от гибкой трубы. По принципу привода разъединители для гибкой трубы делятся на разъединители со срабатыванием от внешней растягивающей нагрузки, разъединители с приводом от шара.

Циркуляционный клапан предназначен для обеспечения пути циркуляции промывочной жидкости из колонны НКТ в кольцевое пространство выше забойного двигателя. Использование этого клапана предотвращает излишний износ забойного двигателя при необходимости продолжать закачку рабочей жидкости после окончания работ с ним. Привод циркуляционного клапана производится сбросом шара. Вспомогательным средством привода является дисковая диафрагма. В случае закупорки забойной компоновки повышенное давление, подаваемое с поверхности, приводит к разрыву диафрагмы и обеспечивает соединение с кольцевым пространством.

Перечисленный выше инструмент может быть собран в моноблоке, называемым надмоторной компоновкой (блоком головки забойного двигателя). Длина комбинированного инструмента значительно меньше по сравнению со стандартной длиной, что позволяет легкое манипулирование и развертывание, а также эффективно уменьшает изгибающие напряжения в ловильной компановке.

Ловильный инструмент. Спускаемый на гибкой трубе инструмент имеет конструкцию, схожую с известными, и включает ту же номенклатуру: фрезеры, крюки, овершоты, захваты и т.п.

Овершот требуется для захвата извлекаемых предметов за наружную поверхность. К этому же классу инструментов относятся спиры, обеспечивающие захват за внутреннюю поверхность. Оба типа инструментов должны иметь гидравлический привод, нужный для освобождения предмета в том случае, если его извлечение на гибкой трубе невозможно.

Гидравлический яс. Поскольку использование механических ясов при работе с гибкой трубой невозможно, применяют конструкции, основанные только на гидравлическом принципе действия.

Ускоритель используют совместно с гидравлическим ясом, с его помощью увеличивают усилия, создаваемые при ударе.

Забойный двигатель.Необходимость вращения инструмента при выполнении ловильных работ встречается достаточно часто. Поскольку для проведения рассматриваемых операций не требуется наличия высокого крутящего момента, как, например, при бурении, то становится возможным применять винтовые двигатели уменьшенной длины.

Шарнирные отклонители и кривые переводники обеспечивают возможность захвата предметов малых размеров, извлекаемых из скважины, если они располагаются не на ее оси, независимо от места их расположения на забое.

Гидравлический центратор обеспечивает расположение и самого себя, и соединенных с ним устройств по оси скважины.

 

КАРОТАЖНЫЕ РАБОТЫ

 

Применение

Проведение каротажных исследований сопровождается спуском различных приборов не только в искривленные, но и горизонтальные скважины.

 

Оборудование

· Колтюбинговая установка (внутри гибкой трубы заранее пропускают геофизический кабель, а барабан набжают токосъемником);

· переходный узел с циркуляционными отверстиями, срабатывающий при определенной величине давления, шлипсы для удержания кабеля и специальный разъем для присоединения кабеля к инструменту (для соединения каротажных приборов с гибкой трубой);

· дублирующий электронный счетчик (помимо механического счетчика).

Наземное оборудование должно быть соответствующим образом приспособлено для ведения каротажных работ. Так, барабан для намотки гибкой трубы нужно снабжается токосъемником, позволяющим передавать электрические сигналы от кабеля, вращающегося вместе с барабаном, к электронному оборудованию, расположенному в лаборатории.

 

Применение

Визуальное обследование внутренней поверхности эксплуатационной колонны, стенок открытого забоя или зоны упавшего в скважину оборудования позволяет принять наиболее обоснованное решение о перспективах дальнейшей эксплуатации, применяемых технологиях ремонтных работ и т.п. Для обследования скважины используются специально спроектированные погружные телевизионные камеры, рассчитанные на работу при высоком гидростатическом давлении и имеющие оптику, позволяющую осматривать скважину в радиальном и осевом направлении. Передача изображения осуществляется по кабелю, соединяющему камеру с приемным оборудованием, расположенным на поверхности земли.

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка (внутри гибкой трубы расположен кабель);

· внутрискважинная телевизионная камера и комплекс приемного и записывающего оборудования;

· насосная установка;

· емкость для технологической жидкости;

· технологическая жидкость.

 

Описание технологии

 

Технология выполнения работ полностью соответствует технологии проведения каротажных работ, только вместо геофизического оборудования к гибкой трубе присоединяется погружная телевизионная камера. Подобные технологии обследования скважин известны и применяются в сочетании с классической технологией выполнения спускоподъемных операций на гибком кабеле, однако применение гибкой трубы позволяет вывести эти работы на более высокий технологический уровень. Это обусловлено, прежде всего, точностью позиционирования камеры, возможностью выполнения непрерывной промывки скважины, а также снятием ограничений на профиль скважины, в которой выполняются работы.

Для работы используется колтюбинговая установка, снабженная барабаном, аналогичным барабану установки для выполнения каротажных работ. Спуск и подъем оборудования выполняется в режиме, соответствующем перемещению трубы при промывке НКТ или забоя скважины.

 

БУРЕНИЕ БОКОВЫХ СТВОЛОВ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ СКВАЖИН

 

Применение

Бурение боковых стволов с наклонным или горизонтальным профилем выполняется в уже имеющейся вертикальной скважине через предварительно прорезанное окно в эксплуатационной колонне.

После прорезки бокового окна (или нескольких окон) бурильная труба извлекается и в скважину спускается колонна лифтовых труб. Эта колонна по окончании бурения используется для эксплуатации скважины.

В процессе бурения гибкая труба спускается через лифтовую колонну. Совместимость бурового раствора с пластовой жидкостью и бурение в режиме депресиии исключает кальматацию пор продуктивного пласта и позволяет периодически исследовать скважину на приток. После бурения отвода заданной длины в скважину опускается перфорированная эксплуатационная колонна.

Ограниченная гидравлическим сопротивлением гибкой трубы и ее прочностью максимальная подача бурового раствора может привести к снижению эффективности выноса частиц выбуренной породы восходящим потоком жидкости. Особенно актуальной данная проблема становится при бурении горизонтальных участков скважины. Для преодоления этого применяются различные добавки в буровой раствор или использование пен.

По окончании процесса бурения начинается эксплуатация скважины без проведения каких-либо мероприятий по вызову притока.

Оборудование и материалы

 

• Колтюбинговая буровая установка;
• противовыбросовое оборудование;
• регулируемый штуцер с манифольдом;
• система приготовления и очистки бурового раствора;
• комплект забойного оборудования, включающий систему ориентации, управляемый отклонитель, скважинные расходомеры жидкости, измерители усилия на долоте и т.п;
• азотный агрегат (или генератор нейтрального газа);
• насосная установка;
• силовой привод;
• система управления оборудованием и контроля процесса бурения;
• буровой раствор;
• ингибитор коррозии (необходимо добавить в буровой раствор при
• наличии сероводорода;
• пенные жидкостные системы (альтернативно азоту).

 

БУРЕНИЕ НОВЫХ СТВОЛОВ

 

Описание технологии

Для бурения новых, преимущественно вертикальных, скважин используются колтюбинговые установки. Для увеличения нагрузки на долото и обеспечения устойчивости гибкой трубы, она снабжается тяжелым низом из утяжеленных бурильных труб. Аналогичный прием используется при бурении с использованием традиционных буровых установок, однако замена основной части колонны бурильных труб на гибкую трубу позволяет:

· исключить все операции, связанные с наращиванием колонны;

· вести бурение в режиме депрессии.

В результате становится возможным:

· увеличить скорость проводки скважины;

· сократить время развертывания и свертывания комплекса для бурения;

· сократить трудоемкость буровых работ и численность персонала;

· повысить безопасность ведения работ;

· существенно улучшить экологические показатели процесса бурения, полностью исключив разлив нефти, химических реагентов и другие виды загрязнения окружающей среды;

· сократить площадь поверхности, занимаемой буровой установкой;

· сократить общее время обустройства скважины и ускорить ее введение в эксплуатацию.

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН

 

Применение

Гибкая труба используется при эксплуатации скважин в тех случаях, когда необходимо увеличить скорость восходящего потока пластовой жидкости или газа. Подобные задачи возникают при уменьшении пластового давления и соответственного снижения дебита газовых скважин, приводящего к образованию жидкостных или песочных пробок на забое газовой скважины. При эксплуатации фонтанирующих нефтяных скважин с достаточным газовым фактором переход на колонну лифтовых труб меньшего диаметра (33; 38 мм) вместо 60,3 и 73 мм обеспечивает возникновение естественного газлифта и переход в режим фонтанирования.

В ряде случаев бывает целесообразным спуском гибкой трубы в колонну лифтовых труб для продолжения эксплуатации скважины фонтанным способом в случае возникновения негерметичности последней. Это позволяет продлить срок фонтанной эксплуатации и избежать глушения скважины, необходимого для извлечения колонны НКТ.

Для эксплуатации скважин разработана гибкая труба с условным диаметром 114 мм, наружная поверхность которой снабжена слоем изоляции из пластического материала.

Известно использование струйных насосов, спускаемых на гибкой трубе.

 

Описание технологии

Используются две технологии применения гибкой трубы для эксплуатации скважины - с соединением конца трубы с ниппелем, установленным на колонне НКТ, заранее спущенной в скважину, или пакере, ранее установленным в скважине и спуск с пакером.

Наиболее предпочтительным является первый вариант, который исключает установку пакера посредством гибкой трубы. Первая предусматривает оснащение нижнего конца посадочным ниппелем, который должен взаимодействовать с ответной деталью, установленной на пакере, предварительно размещенном в скважине.

Вариант, предусматривающий спуск пакера на гибкой трубе, требует выполнения набора операций, совершаемых при традиционных технологиях установки пакера на колонне НКТ. Обязательным условием при этом является использование разъединителя, который срабатывал бы без вращения трубы с поверхности. Это же относится и к технологии установки и съема пакера.

 

НАЗЕМНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ

 

Применение

Гибкая труба используется в качестве выкидных линий скважин, трубопроводов для воды и т.п.

Для трубопроводов большего диаметра из-за сложности транспортировки крупногабаритного барабана используется метод изготовления гибкой трубы путем сварки ее из мерных труб длиной по 10-12 м с последующей намоткой на крупногабаритный барабан. По причине больших габаритов такие барабаны транспортируются, как правило, водным транспортом, а трубопроводы прокладываются с судов.

Для прокладки трубопроводов используется несколько видов морских судов.

Для мелководных участков используются баржи, оборудованные барабанами с вертикальной осью вращения. Укладку трубопроводов диаметром 102-152 мм производят, используя транспортные суда, предназначенные для доставки труб и технологических жидкостей к буровым платформам.

Для укладки трубопроводов диаметром 152-406 мм - более крупные суда типа "Apache".

Описание технологии

Процесс колтюбинговой прокладки трубопроводов среднего диаметра из смотанной трубы, изготовленной методом последовательной сварки труб мерной длины, включает следующие этапы:

· технологический процесс сборки и сварки секций и смотки гибкой трубы на промежуточный барабан;

· перемотка гибкой трубы на барабан судна;

· укладка трубопровода до изобаты "0 м" с морского колтюбингового укладчика;

· укладка трубопровода с движущегося морского колтюбингового укладчика.

Преимущества колтюбингового трубопровода по сравнению с обычным способом укладки:

· высокое качество выполнения сварочных работ и большая производительность;

· более высокая скорость выполнения работ;

· сокращение затрат. В арктических морях высокая скорость прокладки позволяет более эффективно использовать короткий летний безледовый период.

 

ОБСЛУЖИВАНИЕ НАЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

 

Применение

Данная технология относится к обслуживанию наземных трубопроводов водоводов системы поддержания пластового давления. В случае длительного обесточивания или аварии на насосной станции возникает опасность замораживания трубопровода, подающего воду к скважинам. В подобных случаях приходится раскапывать траншею с уложенной трубой и прогревать ее снаружи. Это длительная, трудоемкая и дорогая операция.

Известны случаи успешного использования колтюбинговых установок для растепления водоводов. В этом случае установка комплектуется отклонителем гибкой трубы, позволяющем выпускать ее в горизонтальном направлении, а труба водовода предварительно снабжается штуцерами с задвижками. Штуцеры ввариваются по касательной к трубе водовода с интервалом 2-3 км, длина интервалов принимается равной длине рабочего участка гибкой трубы. В крайнем случае, при замораживании трубы водовода штуцер может быть вварен и перед началом выполнения операции.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка (гибкая труба снабжена на конце обратным клапаном и промывочной насадкой);

· насосный агрегат;

· емкости для технологической жидкости:

· нагревательная установка;

· технологическая жидкость (раствор соли на основе технической воды).

 

Описание технологии

В случае замерзания водовода закрываются входная и выходная магистральные задвижки, после чего последовательно в его каждый участок вводится гибкая труба и закачивается горячий солевой раствор. Технология удаления ледяной пробки в водоводе соответствует технологии удаления гидратных или парафиновых пробок в скважинах. После растепления участок заполняется незамерзающей жидкостью, а агрегат перемещается к следующему штуцеру и выполняется последовательное растепление всех остальных участков трубопровода.

Если обрабатываемый пласт сложен карбонатными породами, в качестве технологической жидкости разрыва может быть использован загущенный раствор соляной кислоты. При этом время выдержки для обеспечения проведения реакции увеличивается.

 

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОЛТЮБИНГОВЫХ УСТАНОВОК ПРИ СКВАЖИННОЙ ДОБЫЧЕ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

 

Известно, что примерно 60% твердых полезных ископаемых во всем мире залегает в жидкостно-проницаемых горных породах, и уже сейчас остро стоит проблема отработки таких рудных тел. Не менее 20% полезных ископаемых залегает в недостаточно проницаемых горных структурах, что приводит к очень низким коэффициентам их извлечения. Прослеживается четкая тенденция увеличения глубин отработки рудных полезных ископаемых. Сложность решения проблемы их добычи в этих условиях заключается в том, что общественная необходимость разработки глубокозалегающих и трудно извлекаемых полезных ископаемых непрерывно возрастает, а существующий уровень науки и техники не позволяет этого сделать при одновременном повышении экономической и экологической эффективности.

Выход из этой критической ситуации связан с поиском принципиально новых путей научно-технического прогресса в горнодобывающих отраслях промышленности.

С этой точки зрения особый интерес сегодня представляют возможности повышения эффективности скважинных методов добычи полезных ископаемых и, в частности, физико-химической геотехнологии (ФХГТ) на основе использования колтюбинговых установок.

Под ФХГТ понимается наука, изучающая условия, средства и способы разработки полезных ископаемых путем перевода их на месте залегания в подвижное состояние посредством осуществления в недрах тепловых, массообменных, химических и гидродинамических процессов, что позволяет производить добычу полезного ископаемого из недр через специальные горные выработки скважины. Она дает возможность соединить в недрах операции по добыче полезных ископаемых с их переделом - превращением в продуктсодержащий рабочий агент, удобный для подъема на поверхность.

Главный принцип такого подхода, заключающийся в осуществлении добычных работ с поверхности земли за счет использования новых дистанционных способов воздействия на горный массив, обеспечивает решение фундаментальной проблемы, которая встала перед горной наукой: привести в соответствие с требованиями XXI века технико-экономические и экологические показатели горных технологий, а также тяжелые и опасные условия труда работников горной промышленности.

Для эффективной реализации скважинных технологий добычи твердых полезных ископаемых характерны, по меньшей мере, три основных направления.

Первое связано с необходимостью тщательного, всестороннего изучения горно-геологических и физико-химических условий месторождения.

Второе - с глубоким знанием не только основ, но и мельчайших деталей физико-химии геотехнологических процессов. Этот этап предполагает проведение лабораторных исследований с моделированием натурных условий и опытных работ на экспериментальных полигонах.

Третье направление связано с разработкой на основе полученных данных рациональной и надежной технологии добычи полезного ископаемого.

При этом должны быть обоснованы способ вскрытия месторождения, процессы перевода полезного ископаемого в подвижное состояние, способы формирования в продуктивных пластах фильтрационных каналов, наведенной и дополнительной проницаемости, доставки, подъема, транспортирования и наиболее эффективных схем переработки добытого продукта.

По своему назначению скважины, вскрывающие месторождения твердых полезных ископаемых, подразделяются на добычные, вспомогательные (разведочные, кольматационные, водоотливные, оценочные, контрольные и т.д.), специальные (бараксные, ликвидационные и др.).

Классификация способов вскрытия месторождений полезных ископаемых при скважинной отработке представлена в табл. 1.

 

Таблица 1.

Классификация способов вскрытия месторождений при отработке их скважинными методами

 

Способ вскрытия	Область применения
1. Отдельной скважиной: а) вертикальной     б) наклонной, наклонно-горизонтальной	Скважинная гидродобыча (устойчивые покрывающие породы), подземное растворение солей (мощные залежи).   Скважинная гидродобыча (неустойчивые покрывающие породы).
2. Группой скважин: а) спаренными     б) взаимодействующими (вертикальными; наклонными и вертикальными)	Скважинная гидродобыча (небольшая глубина залегания), подземное растворение солей, добыча тепла Земли.   Подземное выщелачивание металлов, выплавка серы, газификация угля (залежи полезного ископаемого небольшой мощности).
3. Горной выработкой и скважинами: а) скважинами из подземных выработок б) скважинами с поверхности и из подземной выработки в) подземными горными выработками	Отработка локальных рудных тел в сочетании с традиционной технологией добычи (подземное выщелачивание металлов, скважинная гидродобыча и т.д.)

 

 

Колтюбинговые установки могут быть эффективно применены практически при всех способах вскрытия месторождений и особенно при бурении наклонно-направленных добычных скважин, которые наиболее выгодны при отработке маломощных залежей, так как позволяют отработать большие запасы. Кроме того, с их помощью можно выполнять ряд важнейших технологических операций при проведении горных работ:

· управлять горным давлением путем разгрузки горного массива от предельных напряжений с помощью различно ориентированных стволов скважин, пробуренных с поверхности или из подземных выработок;

· разгружать горный массив от водогазовых скоплений с организацией при необходимости их добычи (например, газа при разработке угольных месторождений);

· производить разупрочнение горных пород продуктивных пластов в комплексе с физико-химическими методами;

· формировать в продуктивных пластах фильтрационные каналы и в сочетании с волновым воздействием наведенную и дополнительную проницаемость;

· производить сбойку скважин при организации работ по подземной газификации, подземному растворению и выщелачиванию;

· управлять технологическим процессом (от разрушения пород до транспортирования пульпы) при скважинной гидродобыче, в частности, управлять работой гидромониторной струи на забое, регулировать и поддерживать заданное расстояние насадки гидромонитора до забоя в процессе отработки очистных камер, менять направление действия струи, отрабатывать пласты на больших расстояниях (до 2 км и более) от скважины (горной выработки) и т.д.

Колтюбинговые технологии позволят резко повысить уровень безопасности для работающих в горных выработках за счет эффективного управления горным давлением и предотвращения выбросов в выработку пластовых вод и взрывоопасных объемов природного газа.

 

Применение

 

Для обеспечения нормальной эксплуатации скважин пе сок, накапливающийся на забое скважины, необходимо удалять. В противном случае увеличение его объема выше уровня перфорационных отверстий приводит к снижению дебита скважин, а иногда и прекращению их эксплуатации.

 

Причины возникновения песчаных пробок

Процесс образования песчаных пробок происходит практически во всех нефтяных и газовых скважинах. Его интенсивность обусловлена свойствами продуктивного пласта и технологией эксплуатации.

Появление песка на забое скважины может быть обусловлено несколькими факторами:

• оседанием частиц пласта, выносимых через перфорационные отверстия в эксплуатационной колонне во внутреннюю полость скважины;
• оседанием частиц после проведения операций с использованием гидропескоструйных перфораторов;
• оседанием частиц после проведения операций по гидроразрыву пласта;
• наличием песка, намытого в полость скважины при создании искусственного забоя и т.д.

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка (гибкая труба должна иметь на конце обратный клапан и промывочную насадку);
• насосный агрегат;
• емкости для технологической жидкости;
• технологическая жидкость, в качестве которой используют ньютоновские жидкости, неньютоновские жидкости, двухфазные смеси, инертные газы.

К ньютоновским жидкостям относятся (вода, соляные растворы на воде, углеводородные жидкости (дизельное топливо, очищенная нефть и т.п.), к неньютоновским - буровые растворы и гели. Двухфазные смеси представляют собой аэрированную жидкость или пену. В качестве инертных газов используют азот, выхлопные газы ДВС.

 

Описание технологии

Спуск трубы выполняют, поддерживая непрерывную циркуляцию технологической жидкости с глубины 100-150 м. Скорость спуска выбирается исходя из информации о расположении песчаной пробки и достигает 0,5 м/с. Не доходя порядка 100 м до предполагаемой пробки, скорость уменьшают до 0,1-0,2 м/с и тщательно контролируют давление, развиваемое насосной установкой. После входа промывочной насадки в пробку скорость перемещения трубы уменьшают до 0,01-0,03 м/с, а подачу промывочного насоса доводят до максимума.

Основные положения, описывающие процесс промывки, соответствуют традиционной технологии удаления песчаных пробок, но особенности колтюбинговой технологии позволяют выполнять его в большем диапазоне давлений в полости скважины. Основной задачей выполнения процесса является обеспечение выноса песка по кольцевому пространству. Часто фактическое сечение кольцевого пространства не позволяет обеспечить необходимую скорость восходящего потока технологической жидкости. В этом случае необходимо использовать двухфазные жидкости.

В процессе спуска трубы необходимо поддерживать непрерывную циркуляцию технологической жидкости. Для исключения поглощения жидкости продуктивным пластом и кальматации его пор необходимо тщательно подбирать плотность жидкости, исключающую превышение гидростатического давления по сравнению с пластовым. В случае возникновения поглощения технологической жидкости гибкая труба должна быть поднята выше верхнего уровня пробки при обеспечении циркуляции с максимально возможным расходом технологической жидкости. максимально возможным расходом технологической жидкости.

При разрушении плотных пробок следует использовать гидромониторные насадки, обеспечивающие разрушение пробки в сочетании с подогревом технологической жидкости. Скорость перемещения гибкой трубы в этом случае уменьшают до минимума. Все это позволяет исключить соприкосновение насадки с поверхностью пробки. Об этом свидетельствуют показания индикатора веса трубы и манометра, регистрирующего давление, развиваемое насосом - показания первого прибора уменьшатся, а второго увеличатся.

Промывку проводят до момента выхода на заданную глубину. Для обеспечения удаления всех твердых частиц объем циркуляции должен составлять не менее одного объема скважины. Скорость восходящего потока при работе с гибкой трубой, как и при любой промывке, должна превосходить скорость оседания в ней твердых частиц. Это условие справедливо для вертикальных скважин и наклонных участков в последних с отклонением от вертикали до 45°. Для более пологих и, тем более, горизонтальных участков скважины необходимо обеспечивать достаточную турбулентность потока восходящей жидкости.

Для уменьшения гидростатического давления на пласт при удалении песчаных пробок существуют способы, основанные на применении струйного насоса, спускаемого на двух коаксиально расположенных гибких трубах. При этом проблемы с выносом песка не возникает, т.к. скорости и нисходящего, и восходящего потоков промывочной жидкости достаточно велики, а гидростатическое давление жидкости, находящейся в скважине и воздействующей на пласт, может быть сведено к минимуму. Использование данного способа промывки может быть реализовано только при достаточном внутреннем диаметре наружной трубы, в которой размещена коаксиальная внутренняя гибкая труба с достаточным кольцевым зазором для обеспечения необходимой циркуляции

 

УДАЛЕНИЕ ПАРАФИНОВЫХ ПРОБОК

 

Применение

Для обеспечения нормальной эксплуатации скважин парафиновые отложения на их внутренних стенках необходимо удалять, т.к. следствием их скоплений является образование парафиновых и парафинопесчаных пробок. Протяженность этих пробок может составлять сотни метров, в результате чего гидравлическое сопротивление колонны лифтовых труб увеличивается и дебит скважин снижается, а иногда и прекращается эксплуатация скважин.

 

Причины возникновения парафиновых пробок

 

В процессе эксплуатации скважин фонтанным и газлифтным способами, а также при применении ус тановок ЭЦН в определенном интервале глубин происходит отложение парафина, провоцирующее осаждение песка (если он есть), с последующим образованием песчано-парафиновых пробок. Основной причиной этого является охлаждение пластовой жидкости по мере ее движения по колонне лифтовых труб и кристаллизация парафина, бывшего до этого в жидком состоянии. Кристаллы парафина налипают на внутреннюю поверхность колонны лифтовых труб, уменьшая поперечное сечение канала и образуя пробку, что, в конечном счете, приводит к увеличению гидравлического сопротивления. В результате расход жидкости снижается или прекращается полностью.

 

На интенсивность отложения парафина, прежде всего, влияют следующие факторы:

• химический состав нефти;
• температура жидкости в пластовых условиях;
• дебит скважины.

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка (гибкая труба должна иметь на конце обратный клапан и промывочную насадку);
• насосный агрегат;
• емкости для технологической жидкости;
• установка для нагрева технологической жидкости;
• технологическая жидкость (нефть, вода или химреагенты).

Выбор технологической жидкости обусловлен временем года и наличием маловязкой очищенной нефти. Принципиальной разницы в технологии в зависимости от типа технологической жидкости нет.

 

Описание технологии

Технология промывки скважин горячей технологической жидкостью при использовании колтюбинговой установки аналогична традициионной технологии. Основные преимущества обусловлены герметичностью полости скважины и возможностью непрерывного ведения процесса без остановки для наращивания промывочной колонны.

Для нагрева технологической жидкости могут использоваться применяемые на промыслах установки для промывки скважин горячей нефтью, либо импортные агрегаты для ее нагрева. Эти установки включают в себя печь, плунжерный насос, емкость для технологической жидкости, привод и систему управления. В ряде случаев могут использоваться мобильные парогенераторные установки, выход которых соединяют со змеевиком, расположенном в приемной емкости насосной установки. Нагревательная установка направляет жидкость температурой 90-120°С в гибкую трубу.

Существует две схемы включения оборудования - с замкнутой и не замкнутой циркуляцией. В первом случае технологическая жидкость, поднимающаяся из скважины, направляется в приемную емкость нагревательной установки, во втором случае - в трубопровод системы сбора продукции скважины.

Первая схема более экономична, она требует меньшего количества технологической жидкости и используется для удаления пробок большой протяженности. Вторая схема проще - она не требует использования газовых сепараторов, факельной линии, однако предопределяет больший объем технологической жидкости.

Процесс удаления парафиновой пробки в определенном смысле аналогичен промывке песчаной пробки - до верхней кромки спуск колонны ведут с повышенной скоростью, затем резко снижают. В процессе удаления парафиновой пробки контролируется температура технологической жидкости, закачиваемой в скважину и поднимающейся из скважины.

УДАЛЕНИЕ ГИДРАТНЫХ ПРОБОК И РАСТЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН

 

Применение

В процессе подъема пластовой жидкости по колонне лифтовых труб гидростатическое давление уменьшается по мере ее перемещения вверх. Если величина этого давления становится ниже давления насыщения, из пластовой жидкости выделяется попутный газ. Часть его растворяется в пластовой воде, неизбежном компоненте пластовой жидкости. При температуре и давлении, соответствующих равновесному состоянию смеси, образуются кристаллогидраты углеводородов и появляется кристаллическое вещество.

Метан, этан, пропан и бутан образуют кристаллогидраты при отрицательной температуре, а при повышенном давлении и положительной температуре их возникновению способствует наличие легких углеводородов и обводненность скважины. Кристаллогидраты осаждаются на стенках колонны лифтовых труб и в затрубном пространстве. Прекращение эксплуатации скважины способствует интенсивному образованию кристаллогидратов. Этому процессу способствует и понижение температуры пластовой жидкости в полости скважины. Наиболее интенсивно гидраты осаждаются на стенках труб в интервале 100-900 м при фонтанном и механизированном способах эксплуатации скважин (ЭЦН и ШГН).

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка (гибкая труба должна иметь на конце обратный клапан и промывочную насадку);

· насосный агрегат;

· емкости для технологической жидкости;

· установка для нагрева технологической жидкости;

· технологическая жидкость.

Описание технологии

Для удаления гидратных пробок существует ряд методов, наиболее эффективным из которых является промывка скважины горячим соляным раствором (при t 70-80 °C).

При использовании колтюбинговых установок гидраты удаляют путем подачи промывочной жидкости во внутреннюю полость НКТ, если эксплуатацию скважины проводят фонтанным способом, или с помощью ЭЦН. Если скважина оборудована ШСНУ, то технология удаления гидратной пробки усложняется. В этом случае гибкую трубу спускают в кольцевое пространство между колонной НКТ и эксплуатационной колонной.

Наибольшие затраты времени и энергетических ресурсов требуются при проведении работ по растеплению скважины, т.к. имеет место образование массива гидратов и льда, как в колонне лифтовых труб, так и в кольцевом пространстве эксплуатационной колонны. В процессе удаления следует контролировать температуру промывочной жидкости на входе и выходе гибкой трубы, а также у устья скважины. Слишком низкая температура восходящего потока свидетельствует о наличии гидратов в кольцевом пространстве, что чревато повторным образованием пробки в колонне лифтовых труб, потерей циркуляции и последующим прихватом гибкой трубы.

При эксплуатации скважины ШСНУ спуск гибкой трубы становится невозможным, поскольку там располагается колонна насосных штанг. В этом случае ее спускают в кольцевое пространство между колонной лифтовых труб и эксплуатационной колонной. Для этого используют эксцентричную планшайбу, аналогичную планшайбам для спуска приборов в кольцевое пространство, которой должна быть оборудована такая скважина (например, при проведении подземного ремонта для смены внутрискважинного оборудования). На отверстие, предназначенное для ввода гибкой трубы, устанавливают уплотнитель облегченной конструкции.

Гибкая труба спускается в скважину на пониженной скорости, поскольку размер кольцевого пространства мал и существует опасность ее застревания. Горячая технологическая жидкость подается по гибкой трубе и, поднимаясь по кольцевому пространству, нагревает образовавшийся гидрат. При разложении гидрата имеет место бурное выделение газа. В этот период гибкую трубу целесообразно остановить и контролировать герметичность уплотнителя. После растепления основной массы гидратов при восстановлении циркуляции в работу может быть пущен станок-качалка. Технологическая жидкость будет поступать на прием ШСН, поднимаясь по колонне НКТ. Процесс подачи горячей технологической жидкости продолжают до тех пор, пока не установится стационарный тепловой режим работы скважины.

 

УДАЛЕНИЕ ПЛОТНЫХ ПРОБОК В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО НИЗКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ (АНПД)

 

Применение

В полости скважины возможно образование так называемых плотных пробок, которые образуются в результате осаждения на забое глинистого раствора, цемента, окалины с поверхности НКТ и обсадных труб, песка и т.п. Разрушение подобных пробок посредством размыва струей технологической жидкости малопроизводительно, а в ряде случаев и невозможно. Дополнительные сложности возникают при удалении подобных пробок в скважинах с аномально низкими пластовыми давлениями, при проведении работ в которых происходит кольматация пор продуктивного пласта и резкое снижение дебита при последующей эксплуатации. Решение всех проблем может быть обеспечено посредством колтюбинговой технологии.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· насосный агрегат;

· сепаратор;

· источник инертного газа;

· бустерная установка (или насосный агрегат, компрессор и смеситель, заменяющие бустерную установку);

· емкость для ПОЖ;

· технологическая жидкость.

 

Описание технологии

В качестве технологической жидкости используется двухфазная смесь газа и воды. Источником газа может быть газ из ближайшей скважины, из азотного агрегата или генератора инертного газа с использованием выхлопа ДВС. Технологическая жидкость с заданным соотношением компонентов закачивается бустерной установкой, на прием которой поступает газ и жидкость.

Применение двухфазной технологической жидкости позволяет уменьшить гидростатическое давление на продуктивный пласт и исключить проникновение в него частиц удаляемой пробки.

Для разрушения плотной пробки в скважину на гибкой трубе спускается гидроударное устройство или забойный двигатель.

При использовании гидроударного устройства поток технологической жидкости обеспечивает возвратно-поступательное движение коронки, механически воздействующей на материал, слагающий пробку. В сочетании с гидромониторным воздействием струи технологической жидкости, выходящей из гидроударного устройства, интенсифицируется механическое разрушение и обеспечивается эффективное удаление отделенного материала пробки. Высокая производительность устройства обусловлена и тем, что подача струи технологической жидкости происходит в импульсном режиме.

При использовании забойного двигателя предпочтение отдается одновинтовым винтовым гидромашинам. Они хорошо работают на жидкостях содержащих свободный газ, имеют малые радиальные габариты. При их использовании разрушение пробки обеспечивается посредством специального лопастного долота, а вынос материала пробки - потоком отработанной технологической жидкости, выходящей из гидродвигателя.

 

УДАЛЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

 

Применение

Накопление жидкости (вода, конденсат) на забое газовых скважин имеет место при снижении пластового давления во время эксплуатации скважины. В результате снижается дебит скважины и, соответственно, скорость подъема потока газа. При этом жидкость, поступающая из продуктивного пласта вместе с газом, не удаляется его потоком, а накапливается на забое. В результате заполнения скважины жидкостью возрастает противодавление на пласт и при равенстве гидростатического давления жидкости и пластового давления работа скважины останавливается.

Общепринятым приемом борьбы с этим является замена колонны лифтовых труб на колонну меньшего диаметра, поперечное сечение которой при заданном дебите обеспечивает скорость течения газа, обеспечивающую вынос жидкости. Однако, замена колонн требует глушения скважины, что в условиях пониженного пластового давления может привести к существенному снижению ее дебита после выполнения этих работ.

 

Для того, чтобы избежать этого нежелательного явления, следует использовать колтюбинговые технологии, обеспечивающие удаление жидкости без остановки скважины.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации жидкость из скважины можно удалять периодически или постоянно.

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• насосный агрегат;
• емкости для технологической жидкости;
• источник инертного газа;
• компрессор для закачки инертного газа.

Описание технологии

Для периодического удаления жидкости из скважины используют колтюбинговые установки в сочетании с источником инертного газа.

Для постоянного удаления в скважину спускается колонна сифонных труб, в качестве которых используют гибкую трубу, поперечное сечение которой обеспечивает необходимую скорость подъема потока газа из продуктивного пласта. При этом колтюбинговая установка применяется только для спуска колонны и в дальнейшем не используется. Спущенная колонна подвешивается на фонтанной арматуре с помощью специального узла подвески.

Выбор способа осуществляют с учетом затрат на выполнение периодических ремонтов скважины или оснащения ее гибкой трубой и необходимой головкой для крепления на устье.

Периодическое удаление накопившейся жидкости с помощью установок ПРС следует проводить при функционировании скважины, без ее остановки. В противном случае придется выполнять операции по вызову притока. Манифольд барабана с гибкой трубой соединяют с линией сбора продукции скважины.

В процессе спуска или подъема гибкой трубы эксплуатация скважины не прекращается и ведется по колонне лифтовых труб. После достижения гибкой трубой уровня жидкости, находящейся на забое скважины, открывают задвижку на выходе гибкой трубы и закрывают задвижку на боковом отводе фонтанной арматуры. Затем на малой скорости продолжают спуск гибкой трубы до тех пор, пока весь объем жидкости не будет вынесен на поверхность.

После выполнения работ эксплуатацию скважины продолжают вести по колонне лифтовых труб, а гибкую трубу извлекают.

Для обеспечения постоянного удаления жидкости посредством сифонной колонны следует использовать гибкую трубу возможно большего диаметра, поскольку при этом уменьшаются потери на трение при течении газа и снижается опасность образования пробок. При правильно выбранном диаметре трубы уровень жидкости должен установиться у ее башмака, а колебания давления в кольцевом пространстве должны отсутствовать.

В процессе эксплуатации скважины с помощью сифонной колонны необходимо контролировать давление в кольцевом пространстве между ней и колонной лифтовых труб. Для пуска колонны в эксплуатацию азотом продавливают пробку, расположенную на нижнем конце трубы. Если в скважине присутствует жидкость, препятствующая эксплуатации, ее также удаляют продувкой азотом.

При извлечении из скважины гибкой трубы скважину необходимо, предварительно промыть кольцевое пространство между колонной гибких труб и лифтовой колонной для удаления образовавшихся там отложений парафина или гидратов, которые могут препятствовать ее извлечению.

 

УСТАНОВКА ЦЕМЕНТНОГО МОСТА

 

Применение

Установку цементного моста обычно используют в случаях, когда необходимо изолировать перфорированные участки эксплуатационной колонны, которые дают приток воды или снижают дебит. Это достигается за счет закачки необходимого объема цемента в полость эксплуатационной колонны на заданной глубине.

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• цементировочный агрегат;
• емкость для цементного раствора;
• цементный раствор.

 

Описание технологии

 

Предварительно определяется внутренний объем гибкой трубы расчетным путем с использованием геометрических параметров трубы или экспериментально.

При последнем способе подкрашенная вода из тарированного бака закачивается по гибкой трубе, и как только она появляется с другого конца, производится измерение объема.

Рассчитывают длину трубы, которую заполнит цемент. Опустив гибкую трубу на заданную глубину, запускают цементировочный агрегат. После закачки объема цемента, соответствующего объему гибкой трубы, начинают ее подъём со скоростью, соответствующей производительности насоса. Таким образом, обеспечивается минимальное погружение трубы под уровень цемента находящегося в эксплуатационной колонне и исключается опасность цементирования гибкой трубы по периметру. Затем оставшийся объем цемента закачивают по гибкой трубе с последующей продавкой его технологической жидкостью. Этим обеспечивается установка цементного моста на месте. К тому времени, когда весь цемент будет прокачан по гибкой трубе, ее конец должен располагаться в верхней части цементного моста.

Во время закачки цемента задвижка, соединяющая полость лифтовых труб должна быть открыта. В результате, при закачке цемента из полости скважины вытесняется жидкость заполняющая ее полость. После закачки цемента гибкая труба промывается с максимально возможным расходом технологической жидкостью для удаления остатков цемента с внутренней поверхности трубы.

 

ИЗОЛЯЦИЯ ПЕРФОРАЦИОННЫХ ОТВЕРСТИЙ

 

Применение

При переходе эксплуатации с одного пласта на другой, а также при выполнении изоляционных работ, связанных с герметизацией отверстий в эксплуатационной колонне, выполняют задавливание цементного раствора или иного изолирующего материала в перфорационные отверстия и призабойную зону.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· цементировочный агрегат;

· емкость для цементного раствора;

· цементный раствор.

Описание технологии

Колонна гибких труб опускается до интервала перфорации, подлежащего изоляции. Если этот интервал находится высоко над забоем, предварительно устанавливается цементный мост, который после выполнения работ разбуривается.

Перед выполнением работ скважина заполняется технической водой. Через гибкую трубу выполняют закачивание расчетного объема цемента таким образом, чтобы интервал перфорационных отверстий, подлежащих глушению, был полностью заполнен им. При этом задвижка, соединяющая полость лифтовых труб, должна быть открыта.

После прокачки цементного раствора и вытеснения его из полости гибкой трубы последняя поднимается над уровнем цемента. Задвижка, соединяющая полость лифтовых труб с линией сбора продукции скважины, закрывается, и в скважину закачивается технологическая жидкость (обычно техническая вода). Давление в полости скважины поднимают до расчетного уровня, обеспечивающего продавливание цементного раствора в перфорационные отверстия. После выдержки в течении 15-30 минут гибкую трубу опускают до забоя и начинают промывку цементного раствора, находящегося в полости скважины.

После промывки полости скважины от остатков цемента гибкая труба извлекается из скважины, и в скважине создается избыточное давление, исключающее выдавливание цементного раствора из изолируемых полостей. После окончания процесса твердения цемента скважина опрессовывается для проверки качества цементирования.

 

УСТАНОВКА ГРАВИЙНЫХ ФИЛЬТРОВ

 

Применение

Установка гравийных фильтров производится для предотвращения выноса частиц породы, из которых сложен продуктивный пласт, с помощью либо механических фильтров, либо крепления призабойной зоны специальными составами, обеспечивающими связывание частиц пласта и увеличивающими таким образом его прочность.

Намыв гравийного фильтра целесообразно выполнять с применением гибкой трубы в тех случаях, когда буровая установка уже демонтирована, дебит скважины мал, использовать агрегаты подземного ремонта стандартного типа экономически нецелесообразно, а глушение пласта нежелательно.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· гравийные фильтры с верхней или нижней намывкой. В обоих случаях в центральной части располагают механический фильтр. К механическим относятся различного рода сетчатые, спиральные и другие фильтры, спускаемые на гибкой трубе, а также гравийные фильтры, намываемые с поверхности.

 

Описание технологии

Выбор гранулометрического состава гравийного фильтра осуществляют из тех же соображений, что и при традиционной технологии.

 

Последовательность операций при создании гравийного фильтра и использовании верхней намывки следующая (рис. 8, а). Через лифтовую колонну, находящуюся в эксплуатационной скважине, спускают механический фильтр. Он опирается на забой скважины (естественный или искусственный, получаемый в результате установки цементного моста). Если диаметр эксплуатационной колонны большой, то фильтр целесообразно снабжать центраторами, обеспечивающими его коаксиальное расположение в скважине и сохранение прямолинейности оси. Оставляемая на забое компоновка соединяется с гибкой трубой посредством разъединителя. Пробка-заглушка может быть установлена и после отделения оставляемой на забое компоновки. Далее через гибкую трубу проводится намыв необходимого количества песка.

После этого удаляют пробку-заглушку и в верхней части механического фильтра устанавливают уплотнительный узел. На этом работы заканчивают.

При использовании технологии нижней намывки сначала намывают на забой песок, а затем устанавливают на место фильтр (рис. 8, б). Для обеспечения прохода последнего через намытый слой песка в его нижней части размещают промывочный башмак.

 

РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ В МЕЖТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· специальная эксцентричная планшайба со смещенным относительно оси отверстием для подвески колонны НКТ, аналогичная эксцентричной планшайбе, применяемой для исследования добывающих скважин;

· емкости для промывочной и отработанной жидкостей;

· технологическая жидкость;

· растворители;

· кислотные составы.

 

Описание технологии

Эксцентричная планшайба монтируется на устьевой арматуре после спуска в скважину лифтового оборудования при проведении подземного ремонта. На отверстии, сообщающемся с кольцевым пространством, устанавливаются патрубок и задвижка. При проведении работ гибкая труба пропускается через уплотнитель, монтируемый выше задвижки, установленной на удлинительном патрубке. Труба снабжается насадками, необходимыми для выполнения технологических операций. Одно из требований к ним - наружный диаметр не должен превышать наружного диаметра трубы, в противном случае повышается риск заклинивания инструмента между НКТ и эксплуатационной колонной. Как правило, при работе в затрубье используется гибкая труба с условным диаметром 25 мм.

Спуск и подъем гибкой трубы выполняется на скорости меньшей, чем принято при работе во внутренней полости колонны НКТ. При этом тщательно контролируются показания индикатора веса, резкое уменьшение которых свидетельствует о том, что насадка уперлась в торец муфты НКТ.

При любых видах промывок циркуляция технологической жидкости ведется, как и при выполнении аналогичных работ. Одним из ограничений, связанных с работой в затрубье являются малые расходы технологической жидкости, обусловленные высоким гидравлическим сопротивлением гибкой трубы малого диаметра.

Выполнение работ по удалению гидратных пробок дано в разделе 1.3.

Гибкая труба пропускается через отверстие в смонтированной на устьевой арматуре эксцентричной планшайбе в межтрубное пространство через сальниковый узел. Спуск спецнасадки происходит между эксплуатационной колонной и НКТ до забоя с постоянной циркуляцией. Затем производится промывка забоя и закачка растворителей или кислотных составов в определенные планом работ интервалы перфорации с последующей промывкой продуктов реакции.

 

Преимущества

Помимо всех преимуществ обеспечиваемых использованием колтюбинга, данная технология технология позволяет:

· кратно уменьшить стоимость ремонта по сравнению с традиционным методом;

· снизить продолжительность работ в 3-4 раза по сравнению с традиционными методами.

·

ИЗОЛЯЦИЯ ЗАКОЛОННЫХ ПЕРЕТОКОВ В СКВАЖИНАХ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СТВОЛАМИ

 

Применение

Эффективность эксплуатации боковых стволов, особенно с большими горизонтальными участками, часто снижается по причине обводненности продукции. Работы по изоляции водоперетоков в скважинах с боковыми стволами осложняются из-за большой длины перфорированных труб (фильтра), находящихся в горизонтальной части хвостовика. Это вызывает определенные трудности при проведении ремонтно-изоляционных работ с использованием традиционных технологий и материалов.

 

Из факторов, в той или иной мере влияющих на работу скважин, в которых было произведено забуривание боковых стволов с горизонтальными участками, выделяют следующие:

· геологические (литологическая неоднородность залежей, низкое сопротивление пластов гидроразрыву, наличие в интервале цементирования высокопроницаемых водоносных горизонтов, значительные градиенты давления между вскрытыми пластами);

· технические (образование канала между цементным камнем и обсадными трубами за счет их деформации при снятии избыточного внутреннего давления, негерметичность заколонных пакеров, негерметичность эксплуатационной колонны);

· технологические (качество тампонажного раствора, эскцентричное положение обсадной колонны, неполное вытеснение бурового раствора тампонажным и их смешение, недостаточная очистка ствола от бурового шлама);

· физико-химические (несовместимость бурового и тампонажного растворов, наличие в тампонажном растворе избыточной воды, прорыв пластовых флюидов по проницаемым зонам в процессе ОЗЦ, седиментационные процессы в тампонажном растворе);

· механические (трещинообразование в цементном камне).

Однако главной причиной, приводящей к возникновению водоперетоков, является геологическое строение интервала забуривания бокового ствола и особенность конструкции скважин с боковыми стволами.

 

Когда интервал перетока не сообщается с перфорированным участком эксплуатационной колонны, проведение изоляцилнных работ требует установки отсекающего моста или взрывного пакера с последующей перфорацией. Эти работы, как правило, существенно увеличивают продолжительность ремонта и оказывают негативное воздействие на интервал продуктивного пласта. Кроме того, установка песчаных или цементных мостов в скважинах с геологическими осложнениями всегда проблематична.

 

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• насосно-компрессорный агрегат;
• насосный агрегат;
• автоцистерна;
• цементная установка;
• осреднительная емкость;
• емкость долива с запасом продавочной жидкости;
• ППУ (при проведении работ в зимнее время);
• изолирующая жидкость;
• блокирующая жидкость;
• тампонирующая смесь;
• цементный раствор.

 

 

Описание технологии

Для исключения влияния отрицательных факторов изоляцию заколонных перетоков производят через перфорированную часть эксплуатационной колонны. При этом продуктивный пласт "отключают" блокирующей жидкостью.

 

Проведение работ в скважинах с горизонтальными стволами включает в себя:

• определение рецептуры и параметров применяемых изолирующей и блокирующей жидкостей;
• приготовление и закачку с использованием гибкой трубы в перфорированную часть горизонтального ствола блокирующей жидкости;
• приготовление и закачку с использованием гибкой трубы в зону водоперетока раствора ПАВ и тампонирующей смеси;
• ожидание реакции или затвердения цемента;
• разбуривание цементного стакана;
• работы по очистке ствола скважины от остатков блокирующей жидкости;
• освоение скважины;
• комплекс геофизических исследований с гибкой трубой для оценки качества проведенных работ.

 

 

ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА СКВАЖИНЫ

 

Применение

Выполнение работ по текущему ремонту скважин, например, извлечение изношенного насосного оборудования УЭЦН для замены его новым, требует предварительного открытия сливного (сбивного) клапана. Если эта операция не выполнена, то подъем НКТ будет производится с пластовой жидкостью, заполняющей ее. Часто наличие толстого слоя парафина на стенках колонны лифтовых труб препятствует падению "ломика", который сбрасывают в скважину для разрушения сливного клапана и сообщения внутренней полости лифтовых труб с полостью скважины.

При использовании колтюбинговой установки эта операция выполняется посредством гибкой трубы, которая также может использоваться и для депарафинизации НКТ.

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· насосный агрегат;

· нагреватель технологической жидкости;

· сепаратор;

· бустерная установка (или насосный агрегат, компрессор и смеситель);

· емкость для ПОЖ.

 

Описание технологии

Гибкая труба спускается в скважину с учетом предполагаемого расположения парафиногидратной пробки. При подходе к ней скорость спуска снижается и начинается промыв пробки. При этом технологическая жидкость, поднимающаяся из скважины может направляться в специальную емкость или в систему сбора продукции скважин.

 

Промывка пробки осуществляется в соответствии с технологией, описанной в разделе 1.1.3.

 

При проведении работ возможны осложнения, обусловленные наличием "ломика", сброшенного в скважину ранее при попытке сбить сливной клапан и застрявшего в пробке. В этом случае следует комплектовать гибкую трубу промывочной насадкой, обеспечивающей эффективное обтекание его промывочной жидкостью. При этом темп выполнения работ сокращается. Разрушение пробки и проталкивание ломика вниз продолжаются до тех пор, пока интервал с удаляемой пробкой не будет пройден, и "ломик" не начнет падать вниз самостоятельно.

 

После этого промывку колонны продолжают до уровня, соответствующего глубине установки насосного оборудования, ударяют колонной по "ломику" и находящемуся под ним клапану с целью его гарантированного разрушения.

 

Если неудавшихся попыток сбить словной клапан не было, то предварительно выполняют очистку внутренней полости НКТ от парафина и гидратов, а затем открывают сливной клапан.

 

РАЗБУРИВАНИЕ В ПОЛОСТИ СКВАЖИН

 

Применение

 

Разбуривание в полости скважин применяют для удаления цементного камня, оставшегося после цементирования перфорационных отверстий, цементных мостов, остатков цемента, который успел затвердеть до того, как раствор был вымыт из полости труб, а также для удаления плотных пробок из песка, парафина и кристаллогидратов.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· устьевое оборудование (должно включать шлюз, обеспечивающий спуск компоновки в скважину, которая находится под давлением);

· насосная установка;

· емкость для промывочной жидкости;

· компоновка оборудования на забое может состоять из следующих элементов (сверху вниз): соединительного устройства, обратного клапана, гидравлического разъединителя, циркуляционного пере-водника, забойного двигателя, породоразрушающего инструмента;

· техническая или морская вода с небольшими добавками полимеров, например, биозана.

 

При необходимости проведения бурения в эксплуатационной колонне в качестве породоразрушающего инструмента применяют расширитель, ниже которого устанавливают долото малого диаметра ("пилотная фреза").

 

К особенностям выбора забойного двигателя и породоразушающего инструмента следует отнести необходимость использования оборудования, требующего создания возможно меньших осевых усилий и меньших крутящих моментов.

 

Такому требованию удовлетворяют винтовые забойные двигатели в сочетании с долотами истирающего типа. В противном случае вследствии малой осевой и крутильной жесткости неизбежна потеря устойчивости колонны.

 

Породоразрушающий инструмент применяется, как правило, с раскрывающимися рабочими органами, что позволяет пропускать его через колонну лифтовых труб.

Описание технологии

Спуск инструмента в скважину проводят на максимальной скорости, а подача промывочной жидкости должна быть такой, чтобы не вызвать раскрытие инструмента. Инструмент опускают в ту зону скважины, где гарантировано отсутствие пробки, цементного камня на стенках труб и других наростов. Именно в этой зоне должен раскрываться инструмент, в противном случае режущие элементы могут не занять своего рабочего положения. Затем увеличивают подачу промывочной жидкости до значения, при котором происходит раскрытие инструмента. В том случае, если породоразрушающий инструмент не нуждается в переводе его в рабочее положение, описанная операция не выполняется. После этого при номинальной для конкретного применяемого забойного двигателя подаче промывочной жидкости начинают разбуривание.

 

Наиболее оптимальным режимом работы является непрерывный, т.е. при отсутствии резких падений числа оборотов породоразрушающего инструмента и скачков давления на выкиде промывочных насосов.

 

Для повышения эффективности очистки ствола скважины целесообразно после проходки каждых 15-30 м пробки прекращать процесс ее разрушения, приподнимать инструмент и проводить интенсивную промывку. Закачка загущенной полимером жидкости может проводиться только в процессе интенсивной промывки скважины.

 

ГАЗЛИФТНЫЙ СПОСОБ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН

 

Применение

Технология применяется в случае необходимости понижения противодавления на пласт, обусловленного наличием в скважине жидкости для глушения или бурового раствора, оставшегося после выполнения операций бурения или капитального ремонта.

Данные работы выполняются при вызове притока в нефтяных и газовых скважинах.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· источник инертного газа;

· компрессор для закачки азота;

· сливная емкость (если по каким-либо причинам нельзя использовать трубопровод системы сбора продукции скважины);

· ПАВ.

Диаметр гибкой трубы выбирают исходя из того, чтобы гидравлическое сопротивление трубы и кольцевого канала между ней и колонной лифтовых труб соответствовало требуемому расходу технологической жидкости (или газа), обеспечивающей удаление жидкости глушения.

 

При этом необходимо учитывать дополнительное давление, обусловленное гидравлическим сопротивлением кольцевого канала, воздействующего на продуктивный пласт, поскольку при проведении процесса увеличивается опасность поглощения продуктивным пластом технологической жидкости или газа.

Описание технологии

 

Операция предусматривает спуск в полость НКТ гибкой трубы, по которой в скважину подается газ, аэрирующий жидкость. За счет уменьшения плотности жидкости обеспечивается ее подъем и удаление из скважины. В результате снижения гидростатического давления газ (нефть) из продуктивного пласта поступает в скважину. Подъем смеси осуществляется по кольцевому пространству между гибкой трубой и НКТ.

Закачку газа начинают сразу или при погружении гибкой трубы не более чем на 100-200 м при ее спуске и не прекращают в течение всего процесса вызова притока. Газ подают с постепенным увеличением подачи до 14-20 м3/мин. При этом давление закачки газа постоянно контролируют и при погружении трубы в жидкость увеличивают.

Сначала начинает аэрироваться жидкость, находящаяся в колонне лифтовых труб. Если описываемая операция выполняется после проведения на скважине работ, которым предшествовало ее глушение, то, как правило, это соленая техническая вода или, в худшем случае, глинистый раствор. За счет снижения гидростатического давления на продуктивный пласт начинается приток жидкости (газа), который совместно с газом, закачиваемым через гибкую трубу, интенсифицирует процесс удаления из скважины имевшейся там жидкости. Для улучшения вспенивания жидкости и повышения эффективности процесса в скважину может добавляться ПАВ.

После спуска гибкой трубы до уровня нижних перфорационных отверстий в течение необходимого промежутка времени обеспечивают работу газлифта. Этот процесс необходимо поддерживать до тех пор, пока по колонне лифтовых труб будет подниматься пластовая жидкость. Далее, продолжая подачу газа, начинают подъем трубы. При этом необходимо контролировать состав жидкости, поступающей из скважины, и дебит последней. После подъема гибкой трубы до глубины 100-200 м, если процесс фонтанирования продолжается, подача газа может быть прекращена.

 

ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

 

Применение

Применяется для освоения скважин большого диаметра в условиях АНПД. Позволяет плавно без создания репрессии на пласт вызвать приток газа из скважины за счет поинтервальной замены технологической жидкости на двухфазную пену.

Данная технология может использоваться на ПХГ, т.к. соотвествует одному из требований при строительстве и ремонте скважин на ПХГ - сохранению коллекторских свойств пласта, как при вскрытии продуктивных отложений, так и при вызове притока газа.

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• насосный агрегат;
• емкость для ПОЖ;
• азотная установка;
• ПОЖ.

Описание технологии

 

Первоначально гибкая труба, оборудованная насадкой, спускается на 50 м ниже уровня НПОЖ в скважине.

 

При открытом на факельную линию трубном и закрытом затрубном пространствах (линии 12 и 13 соответственно) в гибкую трубу закачивается двухфазная пена со степенью аэрации а=50-75. Пена с необходимой степенью аэрации производится в газожидкостном эжекторе. ПОЖ подается в эжектор насосным агрегатом.

 

Производительность насосного агрегата, азотной установки - 9 м3/мин. Пена, выходя из насадки гибкой трубы, попадает в зону пониженного давления (около 0,5 МПа при давлении на выходе примерно 6-9 МПа), аэрирует скважинную жидкость и создает в НКТ газожидкостную быстро расширяющуюся за счет энергии сжатого газа пачку, выталкивающую жидкость выше насадки гибкой трубы из скважины.

 

После первого этапа гибкую трубу опускают ниже по стволу на 50-100 м, после чего операция повторяется. Часть ПОЖ из скважины собирается в емкость для ПОЖ по линии 15 для дальнейшего использования.

 

В результате поэтапного извлечения жидкости из скважины давление ее столба, плавно понижаясь, становится ниже пластового, газ начинает поступать из пласта в эксплуатационную колонну, и дальнейшее освоение скважины происходит за счет энергии пласта. Часть жидкости после освоения остается в затрубном пространстве в аэрированном виде. Ее удаление осуществляют путем кратковременной отработки скважины через затрубное пространство.

 

 

Преимущества

· При освоении не создается избыточного давления на пласт и в него не проникают кольматирующие агенты, ухудшающие фильтрационно-емкостные свойства коллектора;

· сокращаются затраты времени на освоение и отработку скважины;

· использование колтюбинговой техники позволяет без дополнительных затрат полностью освобождать зумпф скважины от жидкости и песчаных пробок как в процессе освоения, так и во время отработки;

· при необходимости можно проводить интенсификацию притока различными методами без глушения скважины.

·

КИСЛОТНАЯ ОБРАБОТКА ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ

 

Применение

 

Применяется для воздействия кислотой на карбонатные породы, слагающие продуктивный пласт, с целью увеличения его проницаемости.

 

Оборудование и материалы

• Колтюбинговая установка;
• установка для кислотной обработки скважин, имеющая специализированный насос;
• емкость для запаса кислоты;
• кислота.

В некоторых технологиях кислотной обработки предусмотрен подогрев кислоты.

 

Описание технологии

В процессе выполнения данной операции гибкую трубу, при обеспечении непрерывной циркуляции воды, спускают на глубину перфорации. Затем в скважину через нее закачивают расчетный объем кислоты (рис. 13), после чего ее продавливают в пласт. При закачке и продавке кислоты выкидная задвижка на арматуре колонны лифтовых труб должна быть закрыта. Это обеспечивает проникновение реагента через перфорационные отверстия в пласт.

Процесс закачки и продавки выполняют при максимально возможной подаче жидкости. При осуществлении этих процессов необходимо следить за тем, чтобы давление в зоне перфорационных отверстий не превышало давления, при котором происходит разрыв пласта. (В ряде случаев, при обработке малопроницаемых пластов процесс закачки жидкости может выполняться в режиме гидроразрыва пласта). После выдерживания скважины под давлением в течение заданного периода времени реакции кислоты с породой продуктивного пласта выкидную задвижку открывают, гибкую трубу приподнимают и начинают операцию по вызову притока.

Практика использования колтюбингового оборудования показывает, что расход реагентов при обработке скважины в этом случае сокращается по сравнению с традиционными технологиями на 25-30%, кроме того сокращается общее время обработки скважины.

 

СЕЛЕКТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАСТ

 

Применение

Объектом селективного воздействия на пласт являются либо интервал перфорационных отверстий, расположенных на определенном уровне, либо зона негерметичности эксплуатационной колонны, через отверстия которой в скважину поступает флюид (вода, газ, нефть). Технология используется, когда требуется обработать точно заданный интервал, например, при закачке цемента, поинтервальной кислотной обработке либо в других случаях.

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· емкости для промывочной и отработанной жидкостей;

· два пакера, устанавливаемые на гибкой трубе;

· локатор;

· промывочная жидкость.

Особенностью конструкции инструмента, применяемого при выполнении описанных операций, является наличие сдвоенного пакера, герметизирующие элементы которого в транспортном положении обеспечивают перемещение оборудования в колонне лифтовых труб. Расстояние между пакерами, образующими сдвоенный пакер, выбирают в соответствии с длиной интервала скважины, обрабатывать который предполагается в конкретном случае.

 

Описание технологии

 

При проведении этих работ на гибкой трубе спускают сдвоенный пакер и выше него на точно определенной высоте локатор (рис. 14, а). После спуска пакера ниже расчетного уровня, гибкую трубу приподнимают до тех пор, пока локатор не зафиксирует заданное положение пакера относительно обрабатываемого интервала.

Затем пакер приводится в рабочее положение, при котором наружные поверхности камер плотно прижимаются к стенкам эксплуатационной колонны, в результате чего обрабатываемый интервал отделяется от полости скважины (рис. 14, б).

На следующем этапе работ открываются отверстия, через которые полость гибкой трубы сообщается с пространством между пакерами. В него закачивается необходимая технологическая жидкость, а при необходимости - продавочная. После выдержки скважины в течение определенного времени давление уменьшается, пакер переводится в транспортное положение и извлекается на поверхность.

 

ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН ПОСЛЕ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА (ГРП)

 

Применение

Основными требованиями к технологии освоения скважин после гидроразрыва пласта (ГРП) являются:

· проведение работ по промывке забоя и получению притока пластовых флюидов в минимальные сроки для сокращения времени простоя скважины;

· быстрое удаление технологических жидкостей и сохранение максимальной проницаемости трещины, созданной при ГРП;

· максимальное удаление незакрепленных частиц пропанта для понижения уровня выноса механических примесей до значения, близкого к фоновому по месторождению;

· выполнение работ в стволе скважины на пониженном гидродинамическом давлении без потерь технологической жидкости в пласт во избежание снижения его коллекторских свойств.

Аналогичные работы выполняются после проведения гидропеско-струйной перфорации.

 

Оборудование и материалы

· Колтюбинговая установка;

· насосная установка;

· емкости для промывочной и отработанной жидкостей;

· промывочные жидкости;

· источник азота.

 

Описание технологии

Операция по очистке и азотному газлифту обычно производится за один спуск-подъем рабочей колонны ГНКТ и состоит из трех стадий и обычно проводится за один спуск-подъем гибкой трубы.

Промывка ствола скважины после ГРП

 

Проводится для очистки зумпфа максимально глубже нижних перфорационных отверстий.

Благодаря использованию духфазных и пенных технологических жидкостей обеспечивается промывка забоя без потери циркуляции в скважинах, где пластовое давление составляет от 0,3 до 1,0 от гидростатического. При этом достигается хороший вынос твердых частиц на поверхность при прямой циркуляции на относительно малых скоростях закачки даже в обсадных колоннах диаметрами 146,168, 178 и 194 мм и в стволах с большим отклонением от вертикали горизонтальных скважинах.

1234Следующая ⇒

Поделиться: