книги / Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах

Каждый типоразмер фрезера-райбера выпускается под номерами 1, 2, 3, что обусловлено последовательностью процесса вскрытия окна.

Дизайн фрезы исключает ее контакт с клином, новая агрессивная по­ верхность оконной фрезы, специальный дизайн выступа. Выступ поддер­ живает фрезу, которая направляется в обсадную колонну. Достигается большая долговечность фрезы за счет снижения вибраций. При этом мини­ мально отклонение фрезы от направления (завихрение).

В корпусе фрезера-райбера имеются пазы, в которые вставлены пласти­ ны твердого сплава. На торцевой части расположены зубья, облицованные твердым сплавом, а внутри корпуса имеются каналы для промывки.

Окно в колонне прорезают комплектом фрезеров-райберов последова­ тельно, начиная с первого и заканчивая третьим.

Нормальный режим фрезера-райбера определяется его работой по неза­ каленному материалу обсадных труб, твердость которого не выше твердости незакаленной стали Ст.45, при этом нагрузка на фрезер-райбер при частоте вращения ротора 60—80 мин-1 не должна превышать 10—50 кН в зависимо­ сти от размера инструмента.

Расточные фрезы.

Расточные фрезы фирмы «Weatherford» созданы для зарезки из обсажен­ ных скважин и имеютстандартные соединения. Фрезы армированы части­ цами сплава карбида вольфрама для быстрого разрезания любых типов ста­ ли обсадных труб. Применяются следующие фрезы:

Начальные фрезы — используются для спуска отклонителя в установоч­ ную позицию и вырезки начального окна после того, как отклонитель уста­ новлен и установочный шрифт срезан. Фреза «скользит» по конусообраз­ ной направляющей, которая активизирует работу ножей, прорезающих об­ садку и врезающихся в породу.

Оконные фрезы — используются для зарезки окон, после чего может ис­ пользоваться отдельно или в сочетании с расточной фрезой на бурильной трубе. Фреза может прорезать максимум 10 футов в породе.

Расточные фрезы — используются при последующем спуске в компонов­ ке выше оконной фрезы на бурильной трубе. Фреза имеет цилиндрическую форму и используется для «спрямления» окна.

Колонные фрезы — используются при последнем спуске в компоновке выше оконной фрезы на бурильной трубе. Фреза имеет цилиндрическую форму и используется для «спрямления» окна.

Конусные фрезы — используются при ликвидации таких осложнений, как сплющивание, расщепление или искривление колонны. Эти фрезы не ис­ пользуются для вхождения в продуктивный пласт.

Система для фрезерования окна за один рейс Window Master семейства изделий № Н15094 (рис. 10.16) служит надежным средством для выхода из обсадной колонны и формирования окна для спуска через него в скважину КНБК, хвостовиков и оборудования для заканчивания скважины. Она яв­ ляется наиболее проверенной в эксплуатации однорейсовой системой, и с ее помощью были выполнены сотни успешных спусков в скважину. Обыч­ но все работы по формированию окна удается выполнить за один рейс. При этом выполняется начальный разрез, фрезеруется окно и бурится на­ правляющая скважина для последующего разбуривания с помощью КНБК. Если в скважину спускается пакер и необходимо обеспечить определенную ориентацию передней поверхности отклонителя, то обычно требуется два спуска на электрокабеле. Первый нужен для установки пакера, а второй —

для подтверждения направления ориентирующей шпонки, расположенной внутри пакера.

При спуске вместе с якорем, отцепляемым снизу, обычно требуется только один рейс на электрокабеле. Как правило, для этого используется инструмент GYRO, спускаемый на электрокабеле через бурильную трубу и универсальный внутрискважинный ориентирующий переводник, располо­ женный выше внутрискважинного фрезеровочного блока. При этом внут­ ренняя шпонка предварительно выравнивается с передней поверхностью отклонителя. Необходимая ориентация передней поверхности отклонителя обеспечивается манипуляциями бурильной трубы. Кроме того, если при использовании якоря, отцепляемого снизу, имеется блок измерения в про­ цессе бурения, а в точке зарезки бокового ствола изгиб составляет не менее 5 градусов, то можно полностью отказаться от электрокабеля. В этом случае вместо универсального внутрискважинного ориентирующего переводника используется телеметрическая система с гидравлическим каналом связи, причем передняя поверхность этого инструмента предварительно выравни­ вается с передней поверхностью отклонителя. Затем поток жидкости от на­ соса, поступающий через блок измерения в процессе бурения, сформирует ориентацию передней поверхности отклонителя еще на поверхности. В та­ ком случае достаточен всего один рейс бурильных труб для того, чтобы спустить оборудование в скважину, ориентировать, закрепить его якорем на месте, профрезеровать окно и пробурить направляющую скважину, что делает данный метод предпочтительным.

В отличие от обычных систем система «Window Master» позволяет на­ чать, профрезеровать и расширить окно, не требуя внесения изменений в КНБК. При этом не требуется предварительный спуск в скважину фрезе­ ра для начального этапа прорезывания окон. В результате обеспечивает­ ся полномасштабное окно за один рейс фрезерного инструмента. Систе­ мы «Window Master» можно применять вместе со следующими нижепере­ численными системами якорного крепления, а также с другими система­ ми для стационарных или извлекаемых компоновок (рис. 10.15, 10.16, 10.17):

—система пакера/якоря фирмы Torque Master;

—система пакера/якоря фирмы Torque Master для многоствольных сква­ жин;

—пакер подвески хвостовика фирмы «MLZX» и якорь подвески хвосто­ вика «MLHR»;

—извлекаемый и устанавливаемый по нижней стороне якорь фирмы «Torque Master».

Система состоит из отклонителя, верхнего райбера, гибкого сочленения, нижнего райбера и патентованного фрезера для прорезания окон фирмы «Metal Muncher». Кроме того, данный фрезер для прорезания окон и соот­ ветствующий выступ отклонителя для крепления/зарезки бокового ствола скважины позволяют оператору установить якорь, затем прорезать, удли­ нить и расширить окно до полного размера за один рейс. Это делает систе­

му «Window Master» надежной «однорейсовой» системой с отклонителем из числа имеющихся.

Достоинства системы:

—система проверена в промысловых условиях;

для выполнения выхода из обсадной колонны требуется только один рейс бурильных труб; извлекаемая, что позволяет применять в нескольких интервалах;

обеспечивает пропускание через пакер блока измерений в процессе бурения универсального внутрискважинного ориентирующего пере­ водника или прибора GYRO, ориентацию отклонителя;

10. Вырезание обсадной колонны • 165

—используется технология резания фирмы «Metal Muncher», обеспечи­ вающая необходимые разрезы за меньшее время;

—используется технология пакеров отклонителя фирмы «Torque Master» для систем с высоким вращающим моментом и высоким давлением;

—можно использовать якорь, отцепляемый снизу, если ствол скважины имеет «забой» (цемент, мостовая пробка и т. д.) и будет способство­ вать устранению дополнительных спусков на электрокабеле приборов и инструментов;

—может крепиться якорем вместе с пакером подвески хвостовика типа «MLZX» для случаев, когда требуется, чтобы точка зарезки бокового ствола скважины была близка к верхней части хвостовика. Примене­ ние извлекаемого якоря делает систему реальной для использования в многоствольных скважинах;

—смещение верхней части отклонителя облегчает доступ в интервал с необсаженным стволом для долот нормального диаметра;

—характеристики КНБК уточняются с использованием конечного эле­ ментного анализа, что устраняет возможность выхода из строя со­ единений и снижает повреждение отклонителя, значительно повышая процент успешных операций по ее извлечению.

11.1. Выбор типа долота

Тип долота выбирается в зависимости от твердости и абразивности разбуриваемых пород. Горные породы, слагающие разрезы месторожде­ ний Западной Сибири, в том числе районов деятельности ОАО «Сургут­ нефтегаз», представлены в основном чередованием глин, аргиллитов, алевролитов и песчаников (табл. 11.1). В таблице приведены сводные ре­ зультаты испытаний гонных пород на твердость методом вдавливания штампа на одноосное сжатие и абразивности в интервале глубин 691

3087 м [37].

Сведения о характеристике горных пород по категории твердости приве­

дены в табл. 11.2, 11.3.

В табл 11.4 приведены рекомендуемые области применения породораз­

В табл. 11.6 приведены рекомендуемые типо-размеры отечественных и

импортных долот для бурения бокового ствола скважины.

Забуривание наклонного ствола скважины с помощью отклонителя осу­ ществляют за счет формирования отклоняющей силы ад долоте, итклоняющая сила существенно ухудшает условия запуска заооиного двигателя, особенно в начале забуривания наклонного ствола, когда она имеет макси­

мальную величину.

Значение величины отклоняющей силы F0T, необходимой для забурива­

Т а бл иц а 11.1. Сводные результаты испытаний горных пород в интервале глубин

691-3087 м

Та бл иц а 11.2. Категория твердости горных пород основных месторождений Запад­

ной Сибири