Перекрытие дефекта колонны трубами меньшего диаметра приме­ няют в следующих случаях: тампонирование дефекта не обеспечива­ ет требуемой степени герметичности обсадной колонны; колонна имеет несколько дефектов, устранение которых другими методами невозможно или экономически нецелесообразно; по условиям эксп­ луатации скважины допустимо пересытив дефекта трубами меньшего диаметра, уменьшающими проходное сечение колонны.

Перекрытие дефекта колонны осуществляют следующими спосо­ бами: спуском дополнительной колонны меньшего диаметра до за­ боя или интервала перфорации; спуском летучки, т.е. перекрытием дефекта трубами меньшего диаметра, длина которых определяется протяженностью негерметичного интервала колонны; перекрытием дефекта тонкостенными металлическими пластырями, запрессован­ ными в обсадную колонну (устройство Дорн).

Ремонт обсадных колонн стальными продольногофрированными пластырями (рис. 9.1.1)

Сущность метода заключается в укреплении ствола скважины в месте ее повреждения 5 путем расширения и запрессовки стального пластыря 3 внутри обсадной колонны 1 .

Транспортирование, расширение и запрессовку осуществляют с помощью специального устройства “Дорна” 4, закрепленного на ко­ лонне насосно-компрессорных труб 2. После запрессовки пластыря образуетсядвухслойнаятрубазазоры между слоями заполнены уплот­ няющим составом, нанесенным на наружную поверхность пластыря. При этом проходное сечение обсадной колонны уменьшается на 6- 6,5 мм. Весь процесс расширения и запрессовки происходит за один спуск инструмента в скважину.

Технология проведения ремонтно-изоляционных работ

Общие положения

При ремонте скважин могут использоваться различные техноло­ гии тампонирования, которые зависят от целей работ, состояния сква­ жины, состава пластовых вод, температуры и многих других факто­ ров. При схожести даже многих параметров, двух одинаковых сква­ жин не бывает, поэтому следует понимать, что ремонтно-изоляцион-

ные работы - эксклюзивно выполняемый труд, требующий высокой квалификации, четкого и слаженного их проведения, вдумчивого подхода к выполнению работ, и иногда инженерного риска.

В этой главе устанавливаются общие принципы ремонтно-изоля­ ционных работ (РИР) при восстановлении технического состояния крепи добывающих и нагнетательных скважин. Основные положе­ ния важны для понимания процессов, происходящих при РИР и по­ могут при составлении рабочих планов по РИР в скважинах, а также при разработке проектно-сметной документации.

Ремонтно-изоляционные работы проводятся по следующим эта­ пам:

1)подготовка необходимой документации (план работ, анализ там­ понирующего материала, рекомендации по добавкам, акт готов­ ности спецтехники и оборудования к работе);

2) проведение исследовательских работ;

3)подготовка и завоз необходимых материалов, инструментов,труб, спецоборудования, жидкости затворения, буферныхжидкостей и жидкости продавки;

4)подготовка ствола скважины;

5)подготовка и проверка работоспособности подъемного агрегата, инструмента, оборудования;

6) спуск инструмента в зону проведения РИР;

7)подготовка устья скважины к проведению РИР,расстановка спец­ техники и оборудования, обвязка ее с устьемскважины, опрессов­ ка линий, вызов циркуляции, промывка ствола скважины;

8) проведение РИР - закачка буфера, затворение и закачка тампо­ нирующего агента, закачка буфера или пробки, продавка, подъем инструмента в безопасную зону, удаление остатков тампонирую­ щего раствора промывкой - срезка, закрытие скважины, ОЗЦ;

9)составление акта на проведение операции.

Необходимая документация

ВсеработыпоРИРпроводятсясогласноплану. Планнаремонтскважины должен включать геолого-технические данные по скважине, причины и цель ремонта, состояние ее ствола к моменту ремонта, перечень намеченных мероприятий, описаниетехнологическогоцик­ ла ремонтных работ с указанием количественных величин парамет­ ров операций, а также ответственных исполнителей каждойтехноло­ гической операции. План составляется технологической службой, утверждается главным инженером, главным геологом предприятия и

проведения работ ответственному работнику за проведение РИР ре­ комендуется работоспособность оборудования и спедтехники прове­ рить лично. Схема расстановки оборудования при РИР показана на рисунке 9.1 .2.

Подготовка труб

Очень важное значение при проведенииРИРимеютсостояниетруб и их глубина спуска. Поэтому к подготовке труб следуетуделить осо­ бое внимание.

Подготовка насосно-компрессорныхтруб (НКТ) и бурильныхтруб (БТ) осуществляется в соответствии с РД 39-2-132-78 и “Инструкци­ ей по эксплуатации, ремонтуи учету бурильныхтруб” (ВНЙИТнефть, Куйбышев, 1979), РД 39Р-05753520-001-95 “Положение по приемке, хранению, отбраковке, учету движения и по порядку перевода в дру­ гие области назначения НКТ и глубинно-насосных штанг в ОАО”.

На трубной базе производятся гидравлические испытания, шаблонировка, маркировка и сортировка труб, а также калибровкарезьб.

Непосредственно на скважине осуществляется наруокный осмотр, повторное шаблонирование, укладка трубв порядке спуска в скважину и замер их длины.

Транспортировка труб на скважинудолжна производиться специ­ альным транспортом. При погрузке между рядами труб необходимо прокладыватьдеревянные прокладки, предохраняющиетрубыотуда­ ров. При этом концы труб не должны свешиваться или выступать за габариты транспортного средства более чем на 1 м. Транспортировка труб без предохранительных колец и ниппелей запрещается.

При разгрузке и укладке трубу скважинынеобходимо,чтобымуф­ товые концы были обращены к устью скважины. При этом не допус­ кается сбрасывание труб, ударение друг о друга, перетаскивание во­ локом.

При работе с трубами необходимо иметь запас, из расчетана каж­ дые 1000-50 м дополнительного резерва.

При визуальном осмотре труб на скважине определяется состоя­ ние наружной поверхности трубы, муфты и ихрезьбовыхчастей. Об­ наруженные небольшие забоины на поверхности трубы допускается удалять с помощью напильника.

Шаблонирование труб необходимо производить специальным шаблоном, при подъеме труб с мостков для спуска в скважину. При непрохождении шаблона в трубе - ее отбраковывают. Натрубах, заб­ ракованных при проверке, необходимо сделать пометку “БРАК” ус­ тойчивой к климатическим условиям краской. Выбракованные тру-

бы складировать отдельно от основных труб.

Подготовленные трубы необходимо уложить штабелями на стел­ лажи в порядке очередности спуска в скважину, а между рядами по­ меститьдеревянные прокладки. Торцы муфт каждого ряда труб долж­ ны находиться на одной общей прямой линии, а последующие выше­ лежащие ряды - ступенчато отступать от каждого уложенного ряда на длину муфты.

При использовании труб разных диаметров и конструкций необ­ ходимо группировать их по типам и размерам. Переводник для свин­ чиванияихмежду собойрекомендуетсянавернуть заранее в муфтупос­ ледней трубы спускаемой секции.

Измерение длины трубы необходимо производить от свободного торца муфты до конца резьбовой части трубы с помощью проверен­ ной стальной рулетки. Порядковый номер и измеренную длину реко­ мендуется наносить выделяющейся устойчивой краской на поверх­ ности трубы.

Измерение длины труб должна производиться под руководством мастера, которыйявляется ответственным за проведение данной опе­ рации.

Все сведения о подготовленных к работе трубах должны быть за­ несены в журнал “Мера труб”.

Составлениеколонны НКГ для различных операций при РИР про­ изводится согласно РД 39-1-306-79.

После спуска труб в скважину проверить, не остались ли трубы на стеллажах.

Подготовка ствола скважины

Независимо от целей РИР, необходимо выяснить техническое со­ стояние обсадной колонны и глубину фактического забоя скважины путем спуска в скважину печати на НКТ или бурильных трубах.

Если инструмент в скважину спускается впервые, обследование состоянияколонны необходимо производить полномерной конусной печатью, имеющий диаметр на 6 -7 мм меньше, чем внутренний диа­ метр обсадных труб.

Без предварительного обследования ствола находившейся в эксплу­ атации скважины печатями, определение глубины забоя шаблонами, спускаемыми на металлической проволоке или каротажном кабеле,

- запрещается.

При необходимости в скважине могут проводиться специальные работы, например для очистки стенок скважины, обеспечение про-

лонн и заколонного пространства является тампонирование под дав­ лением.

Тампонажные материалы и технологические схемы проведения тампонажных работ выбираются в зависимости от целей РИР, геоло­ го-технических и гидротермальныхусловий в изолируемой зоне сква­ жины с обязательным проведением анализов тампонажных материа­ лов в лаборатории. Заявка на проведение анализов подается в лабо­ раторию предприятияза 5дней допроведения изоляционныхработ в сква­ жине.

Тампонирование под давлением через обсадную колонну

Способ применяется при изоляции сквозных дефектов обсадных колонн и наращивания цементного кольца за ними, а также при там­ понировании каналов межпластовых перетоков между нефтепродук­ тивными горизонтами, когда условия проведения РИР не допускают разгрузкуколонны отизбыточного давления после задавливания там­ понирующей смеси (рис. 9.1.3).

Процесс тампонирования:

-приготовить тампонирующую смесь в осреднительной емкости;

-закачать тампонирующую смесь в обсадную колонну, используя при необходимости разделительные пробки;

-закачать расчетный объем продавочной жидкости;

-задавить тампонирующую смесь в изолируемую зону при давле­ нии, непревышающемвеличины регламентируемой для опрессов­ ки колонны;

-оставить скважину в покое на период ОЗЦ под достигнутым дав­ лением или предварительно плавно снизить его до планируемой величины.

Тампонирование под давлением из НЕТ и обсадную колонну

Способ применяется для ускоренного процесса доставки тампо­ нирующей смеси к изолируемой зоне в скважинах, заполняющихся промывочной жидкостью при проверке на приемистость.

Процесс тампонирования:

-нижний конец “перо” установить над зоной тампонирования (де­ фекта, зоной перфорации) на расстоянии, вмещающем расчетный объем тампонирующей смеси;

-закачать промывочную жидкость, восстановить циркуляцию;

-при открытом выкиде из затрубного пространства закачать и про­ давить тампонирующую смесь в скважину до достижения его

“пера”;

-выкид из затрубного пространства закрыть, и выдавить тампонаж­ ную смесь из труб;

-обратной промывкой произвести контрольный вымыв для гаран­ тии отсутствия тампонажной смеси в кольцевом пространстве за

нкт;

-тампонажную смесь задавить в пласт до достижения требуемого давления;

-поднять в безопасную зону;

-оставить скважину в покое, на период ОЗЦ, под давлением.

Тампонирование под давлением через НКТ, установленные надзоной ввода тампонирующей смеси за колонну

Способ применяется:

-при изоляции чуждыхпластовых флюидови подошвенныхводдля ограничения закачки промывочной жидкости в продуктивную зону;

-при изоляции сквозных дефектов обсадных колонндля ускорения доставки быстросхватывающихся тампонирующих смесей к изо­ лируемой зоне.

Применение способа для изоляции чуждых пластовыхфлюидов и подошвенных вод допускается при использовании тампонирующих составов на основе минеральных вяжущих, полимерных тампонаж­ ных материалов с инертными или активными наполнителями. Ис­ пользование фильтрующихся полимерно-тампонажных материалов (ПТМ) без наполнителей при данном способе не рекомендуется.

Процесс тампонирования:

1) “перо” или срез установить на 10-15 м выше зоны работ; 2) восстановить циркуляцию закачиваниемпромывочнойжидкости;

—при открытом выкиде из затрубного пространства закачать и продавить тампонирующую смесь в скважину до дохождения ее до “пера” НКТ)

—перекрыть выкид из затрубного пространства, и тампонирую­ щую смесь задавить в пласт;

-излишки тампонирующей смеси вымыть из скважины обрат­ ной промывкой с противодавлением, значение которогодолж­ но быть не меньше запланированного на период ОЗЦ;

-НКТ приподнять на 100-150 м, для гарантии от прихвата (бе­ зопасная зона);

-не прекращая режима закачки, с промывочной жидкости переклю­ читься на подачу тампонажного состава в затрубное пространство;

-прокачать состав по затрубному пространству, не превышая дав­ ление выше допустимого;

-по мере перехода состава из затрубного пространства в НКТ, по­ степенно уменьшая подачу насосов, снизить давление на величи­ ну от 20 до 30% ниже первоначального и вымыть излишки тампо­ нирующей смеси на поверхность;

-оставить скважину на ОЗЦ.

Если использовались отверждающие ПТМ, то необходимо поднять НКТ из скважины.

Тампонирование под давлением прокачкой тампонирующей смеси по затрубному пространству с остановками (рис. 9.1.5)

При этом допускаются периодические остановки, при прокачке тампонирующей смеси по затрубному пространству, для наблюдения за динамикой изменения избыточного давления, что позволяет уста­ новить местоположение негерметичного интервала колонны.

При выполнении работ в качестве тампонажного материала ис­ пользуется только гелеобразный состав.

Процесс тампонирования:

-приготовить не менее 1 м3 гелеобразной тампонирующей смеси, вязкостью не менее 100 сП;

-опрессовать колонну на герметичность водой, зафиксировать ве­ личину снижения давления Рв течение контрольного времени tK;

-при открытом выкиде из затрубного пространства закачать приго­ товленный тампонажный состав в НКТ;

-продавить смесь промывочной жидкостью и вытеснить из НКТ,

-закрыть выкид из затрубного пространства и, продолжая закачку промывочной жидкости, довести давление в затрубном простран­ стве колонны до величины, допускаемой при опрессовке;

-выдержать колонну под давлением в течение контрольного време­ ни tKи зафиксировать величину снижения давления Р ;

-если результат опрессовки не отличается от данных работ по оп­ рессовки на воде, то, стравливаядавление из затрубного простран­ ства и продолжая закачивать промывочную жидкость в НКТ, пере­ меститьтампонирующую смесьпо затрубномупространствудля оп­ рессовки следующего, расположенного выше, интервала колонны;

-поинтервальиую опрессовку продолжать до тех пор, пока резкое

уменьшение величины Р не укажет на перекрытие тампонажным составом негерметичности интервала колонны;

-количество продавочной жидкости для очередного перемещения состава должно составлять не более 80% от его объема;

-местоположение верхней (Ьд) и нижней (/,„) границ интервала не­ герметичности определить по формуле:

где B j—длина НКТ, Vg- объем высоковязкой жидкости, м3; V0- объем 1 п.м затрубного пространства экс. колонны, м2; п - поряд­ ковый номер опрессованного интервала колонны.

-выдержать скважину под давлением до истечения срока ОЗЦ;

-вымыть излишки состава из скважины.

Тампонирование под давлением с применением пакера

Способ применяется:

-для защиты обсадных колонн при давлениях нагнетания, величи­ на которых превышает допустимые для опрессовки;

-для защиты продуктивных пластов от загрязнения при нагнета­ нии тампонирующей смеси в изолируемый интервал, ниже зоны перфорации;

-для направленной подачи тампонирующей смеси под давлением в изолируемый объект, выше которого имеются негерметические отверстия в колонне.

Тампонирование под давлением по затрубному пространству при установленном пакере запрещается, кроме случаев применения геле­ образующих ПТМ или использования легкоразбуриваемых НКТ.

Процесс тампонирования:

-спустить НКТ с пакером, который расположить под зоной ввода тампонирующей смеси за колонну. Рекомендуется низ пакера обо­ рудовать алюминиевым хвостовиком длиной не менее 3 м, баш­ мак которого установить над зоной работ на расстоянии до 3 м;

-проверить чистоту спущенных труб, прокачав в НКТ промывоч­ ную жидкость в количестве, равном их внутреннему объему от устья;

-установить пакер;

-определить приемистость;

-закачать тампонирующую смесь в НКТ,

-продавить расчетным объемом промывочной жидкости;

-если надпакерное затрубное пространство герметично, то для уменьшения осевой нагрузки на пакер рекомендуется в кольцевое пространство закачать промывочную жидкость и создатьдавление, допускаемое при опрессовке колонны;

-задавить тампонирующую смесь в пласт;

-стравить давление в трубном и затрубном пространстве;

-освободить пакер, контролируя распакировку расхаживанием ко­ лонны н к т,

-при наличии циркуляции излишки тампонирующей смеси вымыть из скважины;

-поднять 100-150 м НКТ, заполнить скважину промывочной жид­ костью и оставить в покое на ОЗЦ;

-если подпакерное пространство не герметично, то оставить сква­ жину под давлением.

9.2. Устранение аварий, допущенныхвпроцессе эксплуатации скважин

Устранение аварий —наиболее сложный по техническому и инже­ нерномуисполнению комплекс работ, которыйтребуетвысокогоуров­ ня исполнения, глубокого понимания ситуации, как правило, сопря­ жен с риском. Основная задача - не усугубить аварию!

Проведениеработ по устранению аварийявляется не очень популяр­ ной в бригадах капитальногоремонта скважин. Это связано стем, что работы достаточно трудоемки, при этом оплата их осуществляется пофакту. Каких-либо механизмов стимулированиянеприменяется. Сле­ дует учесть, что аварийные работы требуют каждый раз изготовле­ ния эксклюзивного специального инструмента, тратится много време­ ни на его подготовку и доставку, при этом ожидание бригаде оплачива­ ется по тарифу.

Следует учитывать, что аварийные работы сопряжены с больши­ ми нагрузками на инструмент и оборудование, требует их специаль­ ной скрупулезной подготовки, а также приводит к быстрому износу инструмента и оборудования и выходуего из строя. Необходимо при­ бавить к сказанному выше большие материальные затраты, работу транспорта - это все те ситуации, где бригада хочет сэкономить.

Аварии, допущенные в процессе эксплуатации скважин, делятся на несколько категорий:

-аварии с трубами (полеты), расчленение труб может происходить по телу или по резьбе, аварийные трубы могуг быть прихвачены забойными осадками; цементным раствором (козел); посторонни­ ми предметами (какправило, плашками); дифференциальный при­ хват;

-аварии с кабелем, канатом и проволокой;

-аварии со скважинным оборудованием;

-аварии, связанные с попаданием в скважину посторонних пред­ метов.

Все работы производятся по плану работ, утвержденному главным

инженером. В плане предусматривают меры, предупреждающие воз­ никновение проявлений и открытых фонтанов, а также меры по ох­ ране недр и окружающей среды.

План ликвидации аварии, с учетом возможности возникновения проявлений и открытых фонтанов, согласуют с противофонтанной службой и его утверждает главный инженер предприятия.

Работы по ликвидации аварии, в соответствии с утвержденным планом, производят под руководством мастера по сложным работам при участии мастера по ремонту скважин.

Работы сопряжены с большими разнопеременными нагрузками, поэтому следует внимательно проверить исправность оборудования, инструмента (элеваторы), подъемного агрегата (талевую систему, мач­ ту,ротор и ъд.) иконтрольно-измеригельных приборов (в первую оче­ редь индикатора веса). Необходимо разъяснить персоналу бригады опасность работ и определить безопасные зоны.

Устранение аварий, допущенных в процессе эксплуатации скважин

Подготовительные работы:

-составляют план ликвидации аварии;

-в плане предусматривают меры, предупреждающие возникнове­ ние проявлений и открытых фонтанов, а также меры по охране недр и окружающей среды;

-план ликвидации аварии, с учетом возможности возникновения проявлений и открытых фонтанов, согласуют с противофонтан­ ной службой и он утверждается главным инженером предприятия;

-работы по ликвидации аварии, в соответствии с утвержденным планом, производят под руководством мастера по сложным рабо­ там при участии мастера по ремонту скважин;

-доставляют на скважину, в зависимости от вида аварии, комплек­ ты ловильных инструментов, печатей, специальных долот, фрезе­ ров и т.п.;

-при спуске ловильного инструментавсе соединения бурильныхтруб должны закрепляться машинными или автоматическими клю­ чами;

-при расхаживании прихваченных НКТ нагрузки на трубы и подъемное оборудование не должны превышать допустимый пре­ дел прочности. Работы производят по специальному плану;

-работы по освобождению прихваченного инструмента с примене­ нием взрывных устройств (торпеды, детонирующие шнуры и хп.) проводят по специальному плану, согласованному с геофизичес­ ким предприятием;

-при установке ванн (нефтяной, кислотной, щелочной, водяной) гидростатическое давление столба жидкости в скважине, включая жидкость ванны, не должно превышать пластовое давление. При вероятности снижения или снижении гидростатическогодавления ниже пластового работы по расхаживанию НКТ проводят с герме­ тизированным затрубным пространством с соблюдением специ­ альных мер безопасности.

Извлечение оборванных НКТ из скважины производят при пос­ ледовательном выполнении следующих операций:

1)спускают свинцовую печать и определяют состояние оборванного конца трубы;

2)в зависимости от характера оборванного участка (разрыв, смятие, вогнутость краев и т.п.) спускают ловильный инструмент соответ­ ствующей конструкции для выправления конца трубы;

3)извлечение прихваченныхцементом труб производятв следующей последовательности:

-отворачивают и поднимают свободные от цемента трубы;

-обуривают зацементированные трубы трубным или кольцевым фрезером. Длина фрезера с направлением должна быть не ме­ нее Юм.

Фрезерование и отворот труб производят с таким расчетом, чтобы конец остающейся в скважине трубы был отфрезерован. Фрезерова­ ние труб должно осуществляться при интенсивной промывке сква­ жины и осевой нагрузке на фрезер не более 10-20 кН.

Вырезание бурильных труб и НКТ диаметром 73 мм производят при помощи наружных труборезов. НКТ диаметром 89 и 115 мм вы­