Применение оборудования для крепления скважин экспандируемыми трубами

правления является подготовка ствола скважины перед процессом забуривания бокового ствола. В данную операцию входят: выбор интервала зарезания и установки искусственного забоя; анализ и опыт забуривания новых направлений в схожих горно-геологических условиях; подготовка забоя перед спуском отклоняющей компоновки. Одним из актуальных способов подготовки забоя является расширение ствола скважины в интервале забуривания нового направления с целью создания уступа в стенке скважины. Эта операция позволит сократить затраты времени на формирование уступа отклоняющей КНБК, а также минимизировать риски возврата долота в старый ствол. В качестве технических средств для формирования уступа могут использоваться гидравлические расширители ствола скважины, бицен-тричные долота, а также специальные гибридные долота со смещенным центром вращения, которые позволяют формировать ствол скважины больше номинального диаметра самого породоразрушающего инструмента.

Исходя из вышеизложенного повышение качества забу-ривания нового направления ствола скважины достигается следующими методами:

- подготовка ствола и забоя скважины. При этом выбирается оптимальный интервал зарезания и формируется

первоначальный уступ для упрощения дальнейщих работ по забуриванию нового направления;

- выбор подходящего материала для искусственного забоя. Здесь оцениваются физико-механические свойства горных пород, слагающих ствол скважины в интервале зареза-ния, и подбирается материал для искусственного забоя исходя из равенства энергоемкостей разрушения горной породы и искусственного забоя;

- выбор и подготовка породоразрушающего инструмента для зарезания нового ствола. С этой целью выбирается долото, обладающее максимальной фрезерующей способностью, а также исходя из несоответствия типа вооружения и материала искусственного забоя. Если данный способ неосуществим, то выполняется специальная подготовка долота путем покрытия вооружения специальными сплавами (латунь, олово).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_

1. Калинин А.Г. Бурение наклонных скважин: Справочник / А.Г. Калинин, Н.А.Григорян, Б.З.Султанов; под общей ред. АГ.Калинина.-М.: Недра, 1990. - 348 с.

2. Нескоромных В.В. Методы и технические средства бесклинового забуривания дополнительных стволов скважин с искусственных забоев / В.В. Нескоромных - М.: МГП «Геоинформмарк». -1993. - 55 с.

3. Шенбергер В.М. Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах• Учеб. пособие. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2007. - 496 с.

Применение оборудования для крепления скважин экспандируемыми трубами

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

Некачественное разобщение пластов, пересекаемых в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, приводит к перемещению флюидов из пластов с большим давлением в пласты с меньшим давлением. Углеводороды, смешанные с водой, в этом случае могут быть потеряны для добычи.

Традиционная технология изоляции пластов промежуточными и эксплуатационными обсадными колоннами с закачкой цементного раствора в затрубное пространство имеет большие недостатки. На ряде площадей Восточной Сибири со сложными геолого-техническими условиями данная технология исчерпывает свои возможности. Перекрывать, к примеру, пласты мощностью от 10 до 100 м с катастрофическим поглощением, промежуточной обсадной колонной длиной от 500 до 4000 м в современных условиях недопустимо. Это приводит, во-первых, к большим экономическим потерям, во-вторых, к технологическим проблемам, связанным с уменьшением полезного сечения скважины [1].

В отечественной и зарубежной практике бурения на нефть и газ ведутся интенсивные поиски способов и средств решения указанных проблем. В частности, запатентованы и проверялись практикой различные устройства для перекрытия зон поглощения бурового раствора и возможного обрушения пород в скважине с помощью расширяемых оболочек из эластичных материалов (сеток из нейлона и капрона, прорезиненной ткани), металлических листов, свернутых в рулон, гофрированных дюралюминиевых труб и т.д. с их цементированием. Однако широкого распространения упомянутые способы не нашли из-за ограниченной длины возможного

перекрытия интервалов скважин с зонами поглощения, а также случаев нарушения изоляции пластов в процессе разбури-вания цементных мостов и в процессе бурения скважин.

Специалисты научно-исследовательских, проектных и производственных предприятий ОАО «Татнефть» разработали принципиально новое решение проблемы разобщения пластов путем локального крепления стенок скважин экс-пандируемыми (расширяемыми в поперечном сечении) секциями обсадных колонн без применения цемента и с сохранением полезного сечения скважины. Экспандируемые трубы устанавливаются в предварительно увеличенном в диаметре интервале скважины с помощью раздвижного расширителя, что позволяет продолжать бурение долотами того же диаметра. Для крепления зон осложнений этим пе-рекрывателем проводят четыре операции:

- спуск на бурильных трубах раздвижного расширителя, расширение с его помощью скважины в интервале осложнения и последующий подъем расширителя;

- спуск на бурильных трубах обсадной трубы, профилированной по всей длине, ее выпрямление с помощью давления промывочной жидкости до требуемых размеров (до прижатия к стенкам скважины);

- спуск развальцевателя, калибрование им профилированной трубы и его подъем;

- спуск долота и продолжение углубления скважины.

На рисунке приведена схема последовательности выполнения приведенных выше операций при локальном креплении зоны осложнения перекрывателем ОЛКС-216, конструкция которого разработана специалистами ОАО «Татнефть».

7 6 | «Горная Промышленность» №4 (128) / 2016

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