Применение снарядов с керноприемниками при бурении нефтяных и газовых скважин

Рис. 1 Последовательность операций при креплении зоны осложнения перекрывателем ОЛКС-216 в скважинах диаметром 215,9 мм: а - расширение ствола скважины; б -выправленный перекрыватель; в - развальцовывание; г -продолжение углубления скважины долотом диаметром 215,9 мм

Приведенный метод локального крепления без цементирования и без уменьшения диаметра скважины, по свидетельству его авторов, позволяет изменить конструкцию скважины в любой момент ее строительства, не изменяя при этом проектного диаметра эксплуатационной колонны. Метод прошел широкую апробацию при бурении, а также при ремонте вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин (в т.ч. и боковых стволов из них) в ряде регионов страны и за рубежом. В данное время в восточных регионах страны пробурено более тысячи скважин с локальным перекрытием изолируемых пластов.

Сэкономлены многие тысячи тонн обсадных труб, и цемента, сокращены сроки строительства скважин в большинстве случаев на 30-40 %. Из опубликованных источников

видно, что наибольший экономический эффект при использовании метода достигается при бурении и креплении скважин, имеющих в разрезе большие интервалы устойчивых и непроницаемых горных пород.

Проблема качественного разобщения пластов является ключевой в современном бурении. Мы считаем, что локальное крепление стенок скважины экспандируемыми трубами

- наиболее перспективный метод борьбы с такими осложнениями, как поглощение бурового раствора и обводнение ствола скважины. Подтверждением этому стали успешные операции по перекрытию зон осложнения на двух площадях Красноярского края [2].

В оборудовании для локального крепления скважин для нас представляют интерес конструкции раздвижного расширителя и развальцевателя, от безотказного функционирования которых зависит оперативность процесса крепления скважин в заданных интервалах. На основе результатов патентного поиска, анализа выявленных достоинств и недостатков имеющихся технических решений, нами разрабатываются варианты модернизации этих конструкций с целью повышения их эффективности и надежности. При этом поставлены задачи:

- компьютерной графической разработки и расчетной проверки принципиальных схем механизмов, работающих с использованием механической и гидравлической энергии в совокупности;

- оценки возможности совмещения функций расширителя и развальцевателя в одном механизме;

- оценки технологичности изготовления, эксплуатации и ремонта механизмов.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_

1. Тагиров K.M. Бурение скважин и вскрытие нефтегазовых пластов на депрессии -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. -160 с.

2. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении -М.: Недра, 1988.

- 279 с.

Применение снарядов с керноприемниками при бурении нефтяных и газовых скважин

С.И. Васильев, к.т.н., профессор, Е.Е. Милосердов, старший преподаватель, Д.С. Лошаков, аспирант ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск_

В колонковом бурении рост его производительности сдерживается большим количеством спускоподъемных операций бурильных труб, на которые затрачивается значительное время. При этом страдает качество керна.

При каждом извлечении керна необходимо поднять, а затем опустить колонну бурильных труб, разъединяя ее на отдельные свечи при подъеме и соединяя при спуске. Это малопроизводительный и трудоемкий процесс. Количество спускоподъемов труб определяется проходкой за рейс, которая при обычном бурении в силу технологических и геологических факторов невелика, что значительно уступает стойкости современных алмазных коронок, достигающих нескольких десятков и сотен метров бурения.

Эффективность бурения скважин на нефть и газ с отбором керна связана с освоением и широким внедрением снарядов со съемными керноприемными устройствами (ССК).

Снаряды ССК могут дать наибольший эффект при бурении нефтяных и газовых скважин с предельно малым конеч-

ным диаметром (95 мм). Показатели эффективности двукратного уменьшения диаметра приведены в работе [1].

В настоящее время выполняются конструкторские разработки по созданию комплекса оборудования для бурения нефтяных и газовых скважин диаметром 95 мм, включающего колонну бурильных труб, съемный керноприемник, устройство для извлечения на канате через бурильные трубы и спуска съемного керноприемника, специальную лебедку, набор инструмента для выполнения спускоподъема и аварийного инструмента.

Изучение и анализ патентной и научно-технической информации показали, что при разработках должны быть максимально учтены результаты исследований и опыт эксплуатации ССК в России и за рубежом при бурении разведочных скважин по твердым полезным ископаемым. Созданные снаряды нашли практическую реализацию в широких масштабах.

Возможность извлечения керна на поверхность через бурильные трубы доказана практикой использования ССК при

«Горная Промышленность» №4 (128) / 2016 | 77

бурении скважин алмазными коронками диаметром 46, 59 и 76 мм и обеспечивается целым рядом конструктивных особенностей снарядов ССК:

1. Колонковый снаряд ССК - двойная колонковая труба с извлекаемой на поверхность внутренней съемной керно-приемной трубой. Извлечение съемной трубы с керном производится с помощью ловителя, спускаемого через бурильные трубы на канате специальной лебедки.

2. Диаметр бурильной колонны ССК максимально приближен к наружному диаметру буровой коронки. Бурильные трубы ССК требуют повышенной точности в изготовлении, их соединение между собой целесообразно выполнять по схеме «труба в трубу».

3. Ширина торца алмазных коронок ССК больше, чем у коронок для обычного бурения того же наружного диаметра. Это обеспечивает получение керна диаметром, равным внутреннему диаметру керноприемной трубы.

Отмеченные конструктивные особенности снарядов ССК определяют ряд технологических преимуществ, которые можно получить при использовании ССК -95 [2]:

- значительно сократится количество рейсов снаряда, связанных с необходимостью выполнения трудоемких спусков и подъемов бурильных труб, поскольку проходка за рейс может достигать величины проходки на алмазную коронку;

- применение специальной лебедки позволит поднимать съемный керноприемник непрерывно со скоростью, значительно большей, чем скорость подъема бурильных труб. Следовательно, должны быть значительно сокращены затраты времени на спуско-подъемные операции и увеличено время чистого бурения, если учесть, что и спуск кернопри-емника через бурильные трубы происходит также непре-

рывно и быстро под действием собственного веса и потока промывочной жидкости.

- достигается значительная экономия электроэнергии за счет более низкой энергоемкости спускоподъемных операций с керноприемником по сравнению с энергоемкостью спускоподъемных операций колонны бурильных труб;

- улучшается качество опробования, поскольку обеспечивается высокий выход керна (до 100%);

- кольцевое пространство между колонной бурильных труб и стволом скважины сужается и тем самым дает возможность сократить подачу промывочной жидкости при сохранении требуемой скорости подъема шлама;

- соотношение между диаметром специальных бурильных колонн и диаметром скважины является более оптимальным и позволяет при применении сбалансированных, прямолинейных колонн производить бурение ССК на высоких частотах вращения, что существенно повышает механическую скорость углубления забоя;

- уменьшается износ алмазной коронки, не связанный непосредственно с процессом углубки скважины, а также износ бурильных труб и их резьбовых соединений, в результате сокращения количества рейсов снаряда;

- бурильную колонну после окончания бурения можно использовать как эксплуатационную, оставив ее в скважине после последнего подъема снаряда ССК на поверхность [3].

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_

1. Тагиров K.M. Бурение скважин и вскрытие нефтегазовых пластов на депрессии - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 160 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.: Машиностроение, 2001. - 920 с.

3. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении -М.: Недра, 1988. - 279 с.

VI Международная конференция

«Горнодобывающая промышленность Баренцева Евро - Арктического региона; взгляд в будущее»

17-18 ноября 2016 г.

г. Кировск, Мурманская область, Россия

Генеральные спонсоры

& „ <

ФОСАГРО Северсталь ЕвроХим норильский никель

Проводится под патронатом

ш

"0СС+*

Организаторы

Высшего горного совета НП «Горнопромышленники России»

Р

eltirci ümítr tícmtírt!

Контакты оператора:

Северная торгово-промышленная палата пер. Русанова, д. 10, г. Мурманск, Россия, 183038 Тел.: +7 (8152) 55-47-20, 55-47-24; факс: +7 (8152) 55-47-21 Телефон горячей линии во время работы конференции:

+ 7 960 020 16 05 e-mail: ncci@ncci.ru; conference@ncci.ru Web.: http://conference.ncci.ru

78 | «Горная Промышленность» №4 (128) / 2016