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: 230; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ