ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ В КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ СКВАЖИН
Промышленное внедрение ВЗД для капитального ремонта началось с 1974 г. после освоения производства двигателей Д-85.
Наибольший объем работ был выполнен двигателем Д-85 и его модификациями Д1-85 и Д-88, выпуск которых за все эти годы превысил 3000 комплектов.
Значительный опыт эксплуатации двигателей Д-85 был накоплен предприятиями капитального ремонта Урало-Поволжья и Азербайджана. Большинство операций по разбуриванию цементных мостов плотных песчаных пробок в этих районах производилось с использованием ВЗД. Средняя механическая скорость составляла 15-22 м/ч при нагрузке на долото 10-30 кН. По сравнению с роторным способом было получено более чем двухкратное увеличение механической скорости при одновременном увеличении проходки на долото до 50 %.
В дальнейшем в эксплуатацию поступили двигатели Д1-127 и Д1-54. Двигатели Д1-127 использовались при разбуривании цементных мостов внутри колонн диаметрами от 168 до 273 мм. В 80-е годы двигатели Д1-127, как и Д-85, эпизодически успешно использовались для бурения наклонных стволов через окна в эксплуатационной колонне.
Возможности ВЗД в капитальном ремонте существенно расширились после создания в 1977 г. малогабаритных двигателей Д1-54. Эти двигатели позволили эффективно разбуривать цементные мосты и плотные песчаные пробки внутри НКТ диаметрами 89 и 73 мм, а также внутри обсадных колонн диаметром 114 мм, где вследствие смятия колонн не могли быть использованы двигатели Д-85.
|
|
Устойчивая работа обеспечивалась при осевой нагрузке на долото 2-12 кН и расходе жидкости 1,5-2,5 л/с.
Всего Павловский машзавод выпустил свыше 400 комплектов двигателей Д1-54.
Показатели отработки ВЗД Д1-54 в капитальном ремонте в одном из регионов на нефтепромыслах Азербайджана приведены в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Число скважин | Бурение | Интервал бурения,м | Общая проходка,м | Время механического бурения, ч | Число долот | Средние показатели на одно долото | ||
проходка, м | механическая скорость, м/ч | время механического бурения, ч | ||||||
22 | Двига- | 255- | 1935 | 226,5 | 23 | 84 | 8,54 | 9,75 |
телем | 2218 | |||||||
Д1-54 | ||||||||
36 | Ротором | 205- | 780 | 166,0 | 13 | 60 | 4,71 | 12,75 |
1981 |
О потенциальных возможностях двигателя Д1-54 можно судить по скв. 88 НГДУ им. Нариманова. В результате оставления цемента внутри 73-мм НКТ эта скважина была ликвидирована. С помощью ВЗД долотом диаметром 59 мм в интервале 2725-3045 м был разбурен цементный мост высотой 290 м, после чего скважина была возвращена в число действующих.
|
|
В последние годы парк ВЗД, применяемых в капитальном ремонте скважин, существенно обновился и расширился. Более 90 % всех операций разбуривания выполняется с использованием ВЗД.
Существенно расширяет технологические возможности многофункциональный двигатель ДК-108 со сменными РО. Двигатель оснащен тремя винтовыми парами с различным кинематическим отношением и рабочим объемом, что обеспечивает широкий диапазон характеристик (от 20 об/мин при 2100 Нм до 230 об/мин при 800 Нм). Такая конструкция позволит эффективно использовать один двигатель при выполнении различных операций: от фрезерования металла до разбуривания неплотных песчаных пробок [27].
Ресурс ВЗД, применяемых в капитальном ремонте, имеет большой разброс (75-150 ч) и в значительной степени зависит от условий эксплуатации, в первую очередь от свойств бурового раствора и содержания в нем песка.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ БУРЕНИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТВОЛОВ
Развитие техники и технологии бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин предопределило разработку метода восстановления бездействующего фонда нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин путем вторичного вскрытия продуктивных пластов наклонно направленными и горизонтальными скважинами, проводимыми из вырезаемой части эксплуатационной колонны.
|
|
Отечественный опыт. В НПО "Буровая техника" -ВНИИБТ в начале 90-х годов разработаны технология и технические средства для бурения вторых (дополнительных) стволов из обсадных колонн. Позднее в этом же направлении начали работы многие нефтяные компании, ОАО «Газпром», а также НПК ТОБУС" и "Курс" [109, 122].
В состав комплекса ВНИИБТ для бурения дополнительных стволов входят вырезающие устройства типа УВУ, долота, ВЗД (серийные Д-85, Д1-105 и специальные ДГ-95, ДГ-105, ДГ-108) и телеметрические системы [10, 18, 45, 109, 112, 134].
При бурении дополнительных стволов, как правило, используются ТС с электропроводным каналом связи. Измеряемые параметры: зенитный угол, азимут и угол установки отклонителя.
Техническая характеристика технологического комплекса приведена ниже:
Тип профиля дополнительного ствола............................... Наклонный,
горизонтальный
Длина горизонтального участка, м...................................... До 400
Общая длина ствола скважины, м....................................... До 3000
|
|
Минимальный радиус искривления, м................................ 30
Точность проводки, градус:
по зенитному углу........................................................ ± 1,5
по азимуту.................................................................. ± 8,0
Диаметр обсадной колонны, мм........................................ 140, 146, 168, 178
Максимальная толщина стенки обсадной колонны, мм........ 12
Длина интервала вырезания обсадной колонны за один
Диапазон измерения регистрируемых параметров, градус:
зенитный угол............................................................. 0-180
азимут........................................................................ 0-360
положение отклонителя................................................ 0-360
В 1992-1993 гг. в ПО "Уренгойгазпром" под техническим руководством ВНИИБТ в скв. 12130 двигателями ДГ-108 был пробурен дополнительный ствол до глубины 1340 м с горизонтальным участком 115 м, а в скв. 2346 - дополнительный наклонно направленный ствол до глубины 2659 м с зенитным углом на забое 18,5° [130].
После освоения новых стволов получено существенное (в 1,4 раза) увеличение добычи газа, а в бездействующей нефтяной скважине - значительный приток нефти (120 м3/сут).
В 1995 г. с использованием двигателей ДГ-95 Мамонтовское УБР объединения "Юганскнефтегаз" при участии НТК "ТО-БУС" и ВНИИБТ в скв. 9004 пробурило второй ствол до глубины 2471 м с отходом по горизонтали 93 м. После освоения дебит составил 30 м3/сут.
В 1997 г. СП "Вьетсовпетро" по проекту и при участии ВНИИБТ [121] выполнило работы по восстановлению бездействующей нефтяной скв. 74 МСП на месторождении "Белый Тигр" с морской платформы в Южно-Китайском море: с глубины 2560 м был пробурен дополнительный ствол протяженностью 400 м в заданном азимуте [121].
Бурение велось двигателями ДГ-108 и Д-108. Скважина была обсажена эксплуатационными колоннами диаметром 168 мм. Комплекс оборудования включал трехшарошечные долота 139, 7СЗ-ГАУ, калибраторы К-139, 7СТ, ВЗД ДГ-108 с кривыми переводниками (от 1 до 3,5°), универсальные вырезающие устройства УВУ-168, а также гидроскопический инклинометр ИГ-36М и телеметрическую систему ЭТО-2М.
Подготовительные работы перед началом строительства второго ствола включали шаблонирование и опрессование эксплуатационной колонны и определение глубин расположения муфтовых соединений обсадной колонны с помощью локатора муфт.
В интервале 2555-2565 м было вырезано кольцевое окно в колонне. Забури-вание нового ствола производили с цементного моста, установленного в интервале вырезанного участка колонны.
Забуривание нового ствола производилось ориентированной КНБК, включающей двигатель ДГ-108 с кривым переводником 3°, переливной клапан, ориентированный переводник ОП-108 с телесистемой. Параметры режима бурения: осевая нагрузка 10-20 кН, подача насосов - 12 л/с, давление - 12,5-13 МПа. Буровой раствор имел плотность 1120 кг/м3 и условную вязкость 30 с.
На участке увеличения зенитного угла в интервале 2575-2594 м использовалась та же КНБК с углом перекоса двигателя 1 75'. При повышенной осевой нагрузке до 50 кН механическая скорость составляла 4,5 м/ч.
Полученные параметры ствола позволили осуществлять дальнейшее углубление с помощью неориентируемой КНБК для малоинтенсивного увеличения зенитного угла (2°/100 м), состоящей из долота, прямого двигателя Д-108 с центратором диаметром 134 мм, перепускного клапана. В зоне слабосцементированного песчаника было зафиксировано снижение зенитного угла. Для увеличения зенитного угла в компоновку был включен калибратор типа КЛС-139,7 СТ, что позволило увеличить среднюю интенсивность до 5°/100 м при средней механической скорости 12 м/ч.
В 1999 г. по проекту и при участии ВНИИБТ на шельфе Черного моря на газоконденсатном месторождении Штормовое в скв. 21 из эксплуатационной колонны диаметром 146 мм в карбонатном продуктивном пласте до глубины 1827 м был пробурен дополнительный ствол с горизонтальным участком 200 м (рис. 10.1). Использовались двигатели ДГ-95 и Д-95 [45].
Зарубежный опыт эксплуатации ВЗД на гибкой трубе. Разработка и промышленное производство колонн гибких труб (ГТ) на Западе предопределили развитие новой технологии бурения.
Основные различия между обычными колоннами и колоннами ГТ определяются способом их спуска в скважину: в отличие от колонн с резьбовыми соединениями, колонны ГТ могут спускаться непрерывно с высокой скоростью, даже в условиях притока в скважину.
Как показали многолетние опытные работы американских и канадских нефтяных компаний [169], бурение с использованием колонны ГТ оказалось весьма эффективным для многих случаев проводки скважины малого диаметра и зарезки дополнительных стволов, особенно в режиме бурения с отрицательным перепадом давления (ОПД) в системе скважина - пласт (режим депрессии).
Эта технология обеспечивает по меньшей мере два важнейших преимущества: увеличение скорости бурения и повышенную отдачу пласта.
Поскольку колонна ГТ не имеет возможности вращаться, в качестве привода долот используются ВЗД, работающие в режиме ограниченного крутящего момента.
В связи с тем, что для создания депрессии предусматривается использование в качестве бурового раствора дизельного топлива, в ряде случаев аэрированного азотом, двигатели выпускают со специальными статорами, приспособленными для длительной работы в этих условиях.
Учитывая, что наибольший эффект достигается при обеспечении длительной проходки одним долотом, в этой технологии используют самые совершенные долота: с поликристаллическими алмазными вставками для разбуривания мягких и средних пород и термостабильные алмазные долота - для разбуривания крепких пород.
Канадская компания "Frackmaster" выпускает буровые установки (рис. 10.2) и освоила в промышленных масштабах технологию бурения дополнительных стволов и разветвленных скважин. За последние годы пробурено более 300 горизонтальных стволов с применением ГТ с наружным диаметром 73 и 82,6 мм [173].
В качестве рекордного показателя сообщается о бурении дополнительного ствола через вырезанное райбером окно на глубине 1688 м. Долотом диаметром 120,7 мм и ВЗД диаметром 89 мм с использованием ГТ 73 мм был пробурен горизонтальный участок длиной 758 м. К концу долбления механическая скорость сохранилась на уровне 12-15 м/ч, однако бурение было приостановлено в связи с недостаточностью увеличения притока нефти.
Еще один производственный пример, раскрывающий другие преимущества современной технологии. На эксплуатационной скважине "Апачи Харматан" 12-16-33-3 W5M (провинция Альберта, Канада) была поставлена задача пробурить на глубине 2507 м дополнительный горизонтальный ствол диаметром 120,7 мм по газоносному продуктивному пласту (карбонатные отложения) толщиной 6,3 м.
Компоновка нижней части непрерывной гибкой трубы диаметром 73 мм включала трехшарошечное долото с фрезерованными зубьями, ВЗД марки "TrudriH" диаметром 95 мм с регулируемым кривым переводником с углом перекоса 15'. Бурение проводилось в условиях ОПД с использованием в качестве промывочной жидкости смеси дизельного топлива (6-9,5 л/с) и азота (10-35 м3/мин).
При расчетном пластовом давлении 1,6 МПа давление в за-трубном пространстве поддерживалось в пределах 0,7-0,9 МПа, что позволило одновременно с бурением вести непрерывную добычу газа.
В итоге 363 м горизонтального ствола были пробурены в режиме непрерывной депрессии за 30 ч рабочего времени. Добыча газа из скважины после проводки дополнительного ствола увеличилась более чем в 3 раза.
Отечественная промышленность также создает технические средства для бурения с использованием ГТ. В частности, ВНИИБТ разработал для этой технологии малогабаритный двигатель Д-48 [Н].
Таким образом, в отечественной и зарубежной практике применяется высокоэффективная технология капитального ремонта и бурения дополнительных стволов в эксплуатационных скважинах с использованием ВЗД.
Глава 11
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1368; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!