СПОСОБ РЕМОНТА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ В СКВАЖИНЕ С ДЕФЕКТНЫМ УЧАСТКОМ И ВНУТРЕННИМ СУЖЕНИЕМ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ
REPAIR METHOD OF STRING WITH DEFECT SECTION AND INTERNAL TAPERING OF STRING

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к выправлению смятых обсадных колонн скважин и восстановлению их герметичности.
Известен «Способ предупреждения смятия обсадных колонн скважин в интервалах пластической деформации солей» (патент RU №2278950, МПК Е21В 33/14, опубл. в бюл. №18 от 27.06.2006 г.), характеризующийся тем, что при строительстве глубоких поисково-разведочных скважин производят снятие напряжения обсадных колонн, создаваемого боковым горным давлением со стороны массива солей, для чего в обсадной колонне сверлящим перфоратором создают систему отверстий в нижней части массива солей - подошве и верхней части массива солей - кровле, растворяют соли потоком пресной буровой жидкости, циркулирующим через систему отверстий в обсадной колонне из подошвы в кровлю, который подают через насосно-компрессорные трубы с разделительным пакером, при этом растворение массива солей и снятие напряжений колонны подтверждают фактом снижения температуры относительно фоновой по данным термометрии и акустической цементометрии, затем через систему отверстий герметизируют заколонное пространство закачкой цемента.
Недостатками данного способа являются:
во-первых, невозможно обеспечить полное вымывание породы в интервале редких отверстий с малым диаметром;
во-вторых, закачка цемента через редкие отверстия малого диаметра не может обеспечить создание цементного кольца необходимой мощности;
в-третьих, невозможно использовать сверлящее оборудование при значительных сужениях внутреннего диаметра обсадной колонны;
в-четвертых, не решается проблема целостности всего дефектного участка обсадной колонны.
Также известен «Способ ремонта обсадной колонны» (авторское свидетельство №1686124, МПК 7 Е21 В 29/10, опубл. 23.10.91 г.), включающий спуск к месту дефекта обсадной колонны двух продольно гофрированных пластырей и их последовательную установку внахлест и прижатие к обсадной колонне гидравлической дорнирующей головкой, при этом периметр первого устанавливаемого пластыря выбирают больше периметра ремонтируемой обсадной колонны, периметр второго устанавливаемого пластыря выбирают меньшим периметра первого устанавливаемого пластыря, а длину второго устанавливаемого пластыря выбирают большей длины первого на величину, большую рабочего хода гидравлической дорнируюшей головки, причем перед установкой второго пластыря один из его торцов смещают относительно торца первого на величину рабочего хода гидравлической дорнирующей головки в направлении, противоположном направлению рабочего хода гидравлической дорнирующей головки.
Недостатками данного способа являются:
во-первых, обсадная колонна не защищена от последующего смятия, так как гофрированный пластырь выполняется из пластичного тонкостенного материала (чаще всего из стали 10 ГОСТ 1050-88), причем после установки металл пластыря сохраняет «память» своего предыдущего профиля и поэтому плохо держит нагрузки на смятие, при этом не снимается напряжение со стороны сминающих обсадную колонну пород (кыновских глин);
- во-вторых, невозможно использовать оборудование при сильных сужениях внутреннего диаметра обсадной колонны.
Известны также способы восстановления герметичности дефектных интервалов обсадных колонн большой протяженности методами глубинной подвески спускаемых дополнительных обсадных колонн (летучей колонны) на опорных поверхностях в обсаженном стволе скважины с последующим их цементированием (А.И.Булатов «Теория и практика заканчивания скважин» М., ДАО «Недра», 1998 г., 3-й том, стр.332-333). Упорами, на которых устанавливают спускаемую летучую колонну, могут быть внутренние проточки в толстостенных трубах, устанавливаемых на нижнем участке предыдущей колонны перед ее спуском в скважину, верхняя часть ранее спущенного хвостовика, зона перехода от большего диаметра к меньшему при двухразмерной промежуточной колонне. Каждому виду опорной поверхности соответствует подвесное устройство, которым оборудуют спускаемую летучую колонну.
Недостатками данных способов являются:
- во-первых, обсадная колонна не защищена от последующего смятия, так как не снимается напряжение со стороны сминающих обсадную колонн пород (кыновских глин);
- во-вторых, невозможно использовать оборудование при значительных сужениях внутреннего диаметра.
Наиболее близким по технической сущности является «Способ ремонта обсадных колонн в скважине с большой протяженностью дефектного участка колонны» (патент RU №2273718, МПК Е21В 29/10, опубл. Бюл. №10 от 10.04.2006 г.), включающий определение всей информации по дефектному интервалу, спуск и установку дополнительной летучей колонны с фиксацией цементированием в дефектном интервале, при этом после определения места дефектного интервала ниже его спускают и распрессовывают наружный продольно-гофрированный пластырь, после этого спускают внутренний продольно-гофрированный пластырь и распрессовывают его внахлест с наружным, а спускаемую дополнительную летучую колонну фиксируют упором ее башмака на верхние торцы двойного продольно-гофрированного пластыря.
Недостатками данного способа являются:
во-первых, в процессе эксплуатации скважины вследствие коррозии, либо других факторов в сочетании со сминающими обсадную колонну нагрузками (кыновскими глинами), при этом происходит разрушение стенок обсадной колонны вплоть до потери устойчивости стенок с выдавливанием внутрь, что ведет к значительному сужению внутреннего диаметра вплоть до потери проходимости, что не позволяет использовать данное оборудование без восстановления внутреннего диаметра обсадной колонны. Кроме того, последующее фрезерование с целью восстановления внутреннего диаметра обсадной колонны не позволяет эффективно удалить металлические обломки обсадной колонны, вследствие «жесткой» (металл на металл) посадки фрезы на металлические обломки обсадной колонны, что приводит к «холостому» вращению фрезы, снижению скорости, что ведет к увеличению продолжительности и, как следствие, стоимости ремонта;
во-вторых, колонна не защищена от последующего смятия, так как основная жесткость обсадной колонны остается ниже дефектного участка, при этом не снимается напряжение со стороны сминающих обсадную колонну пород (кыновских глин).
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей за счет ремонта обсадной колонны со значительным внутренним сужением путем фрезерования дефектного участка обсадной колонны и увеличение надежности за счет предупреждения повторного смятия снятием напряжения, действующего на обсадную колонну со стороны пластически деформируемой породы.
Поставленная задача решается способом ремонта обсадной колонны в скважине с дефектным участком и внутренним сужением обсадной колонны, включающим определение всей информации по дефектному интервалу, спуск и установку дополнительной летучей колонны с фиксацией напротив дефектного интервала и последующим цементированием.
Новым является то, что после определения интервала дефектного участка обсадной колонны производят предварительное цементирование внутреннего дефектного участка обсадной колонны по всей длине, после затвердевания цемента производят фрезерование дефектного участка, а перед спуском дополнительную летучую колонну выше дефектного участка снабжают наружными центраторами, при этом сверху дополнительную летучую колонну оснащают механическими плашками, фиксирующими дополнительную летучую колонну относительно обсадной колонны так, что дополнительная летучая колонна перекрывает весь вырезанный дефектный участок обсадной колонны.
На фиг.1 изображена обсадная колонна с дефектным участком и внутреннего сужения обсадной колонны до ремонта.
На фиг.2 изображена обсадная колонна с дефектным участком после предварительного цементирования перед фрезерованием внутреннего сужения обсадной колонны.
На фиг.3 изображена обсадная колонна с вырезанным дефектным участком обсадной колонны после фрезерования.
На фиг.4 изображена дополнительная летучая колонна с наружными центраторами, зафиксированная в обсадной колонне, а также зацементированная по всей длине дополнительной летучей колонны в дефектном участке обсадной колонны.
Суть способа заключается в следующем.
Перед ремонтом обсадной колонны 1 (фиг.1) скважины геофизическими исследованиями определяют дефектные участки 2 по всей длине обсадной колонны 1.
Далее ниже дефектного участка 2 обсадную колонну 1 засыпают кварцевым песком 3 любым известным способом (например, спуском в обсадную колонну колонны насосно-компрессорных труб (на фиг.1.2, 3 не показано)).
Затем любым известным способом (например, спуском в обсадную колонну колонны насосно-компрессорных труб (на фиг.1.2, 3 не показано)) производят предварительное цементирование дефектного участка 2 с получением цементного моста 4 как внутри, так и за обсадной колонной 1 по всей длине дефектного участка 2 (см. фиг.1).
После затвердевания цемента (см. фиг.2) фрезерованием на растворе, например, глинистом по всей длине внутреннего сужения 5 вырезают дефектный участок 2 (вырезание по всей длине) обсадной колонны 1 вместе с разрушением цементного моста 4 внутри обсадной колонны 1. Фрезерование производят, например спуском на колонне бурильных труб 6 (см. фиг.3) фрезы 7.
Предварительное цементирование дефектного участка 2 позволяет предотвратить «жесткую» посадку фрезы 7 на металлические обломки 8 (см. фиг.2) стенок обсадной колонны 1, так как сначала начинается удаление цемента с одновременным фрезерованием металлических обломков 8 в дефектном участке 2, что позволяет увеличить скорость проходки (вырезание дефектного участка 2 в обсадной колонне 1). После фрезерования дефектного участка 2, состоящего из металлических обломков 8 обсадной колонны 1 и цементного моста 4, цемент остается лишь за обсадной колонной 1 (см. фиг.3).
3
Применение глинистого раствора плотностью ρ=1100-1140 кг/м в отличие от обычной промывочной жидкости позволяет сохранить устойчивость стенок обсадной колонны в дефектном участке 2 и смягчить напряжение, действующее на обсадную колонну 1 со стороны пластически деформируемой породы (кыновских глин), при этом диаметр фрезы 7 должен быть больше наружного диаметра спускаемой в обсадную колонну 1 дополнительной летучей колонны 9, чтобы впоследствии дополнительная летучая колонна 9 проходила сквозь расфрезерованный (вырезанный) дефектный участок 2 обсадной колонны 1.
Далее спуском в обсадную колонну 1 колонны насосно-компрессорных труб (на фиг.1.2, 3 не показано) вымывают кварцевый песок из обсадной колонны 1.
Спуск дополнительной летучей колонны 9 производят без предварительного шаблонирования (на фиг.1, 2, 3 не показано) с целью исключения прихвата шаблона в вырезанном дефектном участке 2 обсадной колонны 1.
Перед спуском дополнительную летучую колонну 9 оснащают снизу разбуриваемым обратным клапаном (на фиг.1, 2, 3 не показано), а выше дефектного интервала 2 наружными центраторами 10. Сверху дополнительную летучую колонну 9 оснащают механическими плашками 11, имеющими возможность фиксации дополнительной летучей колонны 9 относительно обсадной колонны 1 так, что дополнительная летучая колонна 9 перекрывает весь вырезанный дефектный участок 2 обсадной колонны 1.
Механические плашки 11 могут фиксироваться на стенках обсадной колонны 1 любым известным способом, например с помощью штифта, размещенного в продольной проточке, состоящего из короткого и длинного пазов (на фиг.1, 2, 3 не показано), выполненных на наружной поверхности верхней трубы дополнительной летучей колонны 9. При проведении спуска дополнительной летучей колонны 9 на расчетное расстояние, например 1 м, штифт перемещается из короткого паза в длинный паз продольной проточки, при этом механические плашки 11 перемещаются по конусу (на фиг.1, 2, 3 не показано), радиально наружу. Механические плашки 11, достигнув внутренних стенок обсадной колонны 1, фиксируют дополнительную летучую колонну 9 на внутренней стенке обсадной колонны 1.
Далее через разбуриваемый обратный клапан производят цементирование дополнительной летучей колонны 9 по всей ее длине в обсадной колонне 1 любым известным способом, например через заливочные трубы (на фиг.1, 2, 3 не показано), спущенные в дополнительную летучую колонну 9.
Наружные центраторы 10, установленные в составе дополнительной летучей колонны 9 выше вырезанного дефектного участка 2 (см. фиг.4), позволяют исключить соприкосновение дополнительной летучей колонны 9 с внутренними стенками обсадной колонны 1, что, в свою очередь, позволяет произвести качественное цементирование дополнительной летучей колонны 9 в обсадной колонне 1.
Предлагаемый способ ремонта обсадной колонны в скважине с дефектным участком и внутренним сужением обсадной колонны расширяет функциональные возможности за счет ремонта обсадной колонны со значительным внутренним сужением и увеличение надежности за счет предупреждения повторного смятия снятием напряжения, действующего на обсадную колонну со стороны пластически деформируемой породы.