Кріплення свердловин - докладний опис процесу
- особливості роботи
- планування
- компонування елементів
- підготовка труб
- підготовка стовбура
- спуск колони
- виконання цементування
Кріплення свердловин є важливою частиною роботи при поглибленні ствола конструкції. Даний етап роботи включає в себе спуск обсадної колони і подальше її цементування. Це дозволить уникнути обвалення свердловини, зберегти її для подальшого використання без проблем і неполадок.
Закріплення свердловини є необхідним етапом при її установці, що дозволяє уникнути обвалення свердловини при її експлуатації.
особливості роботи
Дана конструкція включає в себе ряд понять, а саме: глибина, на яку опускаються труби, їх кількість, довжина конструкції, діаметр свердловини, протяжність, діаметр обсадних труб і інтервал, на якому слід дані елементи зацементувати.
Конструкція свердловини: 1 - обсадні труби; 2 - цементний камінь; 3 - пласт; 4 - перфорація в обсадної трубі і цементному камені; I - напрямок; II - кондуктор; III - проміжна колона; IV - експлуатаційна колона.
Процес закріплення свердловин здійснюється в декількох випадках: якщо необхідно закріпити стінки в нестійких породах, забезпечення надійності конструкції для монтажу обладнання, при поділі інтервалів, де необхідне використання промивної рідини, що має різну щільність.
Для глибоких конструкцій використовуються відразу декілька колон, кожна з яких має свої особливості і характеристики. До характеристик належить призначення колони і глибина залягання для даного типу обсадної труби.
Перша колона необхідна з метою закріплення гирла технологічного отвору. Крім того, вона потрібна для відводу бурового розчину. Монтаж здійснюється на глибині від 3 до 10 м. Друга колона є кондуктором, мета якого закріпити стінки в інтервалах, що особливо стосується виветрелих і зруйнованих порід землі. Ще одне її призначення - охороняти джерела водопостачання від їх забруднення. Глибина опускання може досягати сотні метрів.
Схема кріплення свердловини на вапняк і на пісок.
Для ізоляції зон поглинання і інтервалів нестійких порід застосовується проміжна колона. У цьому випадку глибина спуску буде знаходитися в залежності від наявності складних інтервалів. Щоб створити надійний канал для вилучення флюїдів і закачування спеціальних агентів, застосовується експлуатаційна колона, розташування якої залежить від розташування продуктивного об'єкта. Для перекриття деяких ділянок в стовбурі отвори використовується потайна колона, яка називається летючкою, якщо у неї відсутній зв'язок з попереднім елементів.
Цементування опущеною труби здійснюється в стовбурі свердловини. Застосовується цементування як повністю, по всій довжині конструкції, так і в певних місцях. Якщо мається на увазі застосування провертати або знімною труби, то їх не цементують. При бурінні з плавучих засобів на акваторіях використовують колону водоізоляції.
Повернутися до списку
планування
Даний розділ роботи дуже відповідальний, так як від правильних розрахунків характеру занурення, зносу елементів і умов експлуатації труб залежить подальша робота. Тому важливо не тільки правильне кріплення свердловин, а й грамотно складене планування.
Перед роботою слід визначитися з двома важливими моментами: скільки буде потрібно обсадних труб і яка буде глибина розташування кожної з них. Кількість колон вираховується на підставі даних про місце, де буде розташовуватися свердловина. Тому необхідний геологічний розріз цього місця, інформація про складні зонах, загальна картина про зміни коефіцієнтів індексів поглинання і аномальність пластового тиску.
Схема фонтанної хрестової арматури для однорядного підйомника: 1 - вентиль, 2 - засувка, 3 - хрестовина, 4 - котушка для підвіски НКТ,
5 - штуцер, 6 - хрестовини ялинки, 7 - буфер, 8 - патрубок для підвіски НКТ, 9 - котушка.
Наявність подібних відомостей допоможе визначитися з процесом буріння в цілому, виділити найбільш вразливі місця, для яких необхідна ізоляція. Виходячи з цього слід скласти графік з вищеназваними пунктами, де позначаються інтервали, для яких допустиме використання розчину однієї щільності.
Що стосується глибини опускання обсадної труби, то її кінець, що знаходиться знизу, повинен розташовуватися в слабопроницаемих, але монолітних породах, які мають хорошу стійкість. Крім того, вона повинна повністю перекрити слабкі породи і їх інтервали. У зонах, де спостерігається аномально високий тиск пласта, при розтині може виникнути гідророзрив, це слід враховувати.
Підібравши потрібну кількість колон, глибину їх залягання, слід визначитися і вирішили купити продукт, який буде необхідний руйнації породи. Головним моментом, необхідним для визначення, є діаметр останньої, експлуатаційної труби. Це можна зробити і з урахуванням розміру використовуваних інструментів.
Повернутися до списку
компонування елементів
Схема швидкозмінного штуцера для фонтанної арматури високого тиску: 1 - корпус, 2 - тарілчаста пружина, 3 - бічне сідло, 4 - обойма, 5 - кришка, 6 - нажимная гайка,
7 - прокладка, 8 - гайка бічна. 9 - Штуцерна металокерамічна втулка.
Збірка обсадної колони здійснюється за допомогою збирання труб. Вони можуть мати як один номінальний розмір, так і два, і, відповідно, вони називаються однорозмірних і комбінованої колоною. Спираючись на проект конструкції, виробляють вибір і підбір труб для секцій.
Щоб полегшити процес спуску колони і надалі провести якісне цементування, використовуються додаткові частини, серед яких є башмак, завзяте кільце, заливний парубок, зворотний клапан, трубні пакери, скребки, заливальна муфта, центратори.
Знизу першої труби слід провести монтаж черевика, після чого відбувається скріплення зваркою. Башмак необхідний, щоб забезпечити захист колони, її нижнього торця. Крім того, він буде потрібно для того, щоб направити колону під час пуску в свердловину.
На нижній частині колони здійснюється монтаж зворотного клапана. Він розташовується на 1-2 труби вище місця розташування черевика. Головне призначення клапана - не допускати попадання всередину колони рідини. Вибір цього елемента залежить від ряду умов, в тому числі і від ризику появи зон поглинання.
Нижче клапана розташовується заливний парубок, який потрібен для забезпечення з'єднання внутрішнього обсягу колони і затрубного простору, що дозволяє здійснювати подачу розчину цементу при цементуванні.
Схема монтажу обсадних труб для свердловини.
При ступінчастому цементування застосовується заливальна муфта, яка може відкрити або перекрити в потрібний момент отвори, необхідні для вступу розчину в затрубний область. Місце для її монтажу слід вибрати заздалегідь. Щоб забезпечити затримування цементних пробок, використовується завзяте кільце. Воно розміщується вище місця, де знаходиться башмак, приблизно на 20-30 м.
Щоб ізолювати особливо важливі місця в затрубний області, застосовується трубний пакер. Його місце розташування визначається наявністю непроникних порід, де він і повинен розміщуватися. Для грамотного розподілу розчину цементу необхідні центратори. Вони призводять до зниження сил тертя під час спуску і заміщенню бурової рідини розчином цементу. Видалення глинистої кірки можна здійснити за допомогою скребків. Крім того, вони будуть потрібні, щоб надати стінок свердловини і цементному каменю хорошу ступінь зчеплення.
Повернутися до списку
підготовка труб
Схема збірки пружинних і збірних центрирующих ліхтарів.
Рекомендації з підготовки на даному етапі включають в себе огляд труб, перевірку їх стану, акуратну доставку до місця бурової. Як перевірки стану даних елементів використовується кілька видів перевірок, в тому числі проведених ще на заводах-виробниках. До них відноситься гідравлічна перевірка. При доставці до місця буріння слід перевірити зовнішній вигляд і стан труб, виконати перевірку різьблення, здійснити завмер довжини.
Що стосується перевірки труб, то кожна з них близько 10 секунд перебуває під впливом тиску, причому її придатність до експлуатації визнається тільки в тому випадку, якщо не виявлено слідів проникнення всередину труби вологи.
Перед роботою необхідно перевірити і стан обладнання. На місце буріння слід доставити необхідні матеріали і інструменти, робочі повинні перевірити силове обладнання і засоби для буріння. Велике значення має перевірка стану лебідки, особливо її гальмівної системи. Чималу роль гратимуть бурової насос, вишка, талевого система. При необхідності зіпсовані елементи слід замінити, а на вишці розташувати люльку. Вона необхідна для робітника, який буде займатися центрированием труби, її кінця, розташованого зверху. Підтримка в робочому стані вимірювальних інструментів теж необхідно.
Схема конструкцій свердловин.
Для роботи необхідно вільне місце. Тому на буровій не повинні перебувати інструменти, які не будуть потрібні для роботи найближчим часом. Кріплення свердловин неможливо при поганому освітленні, тому робочу площадку слід оснастити світильниками.
Для виконання роботи необхідні наступні інструменти і матеріали:
- Бурове обладнання.
- Башмаки.
- Центратори.
- Трубний пакер.
- Обсадні труби.
- Зворотні клапани.
- Заливний патрубок.
- Заливальне муфта.
- Скребки.
- Вперте кільце.
- Цементний розчин.
- Бурова вишка.
Повернутися до списку
підготовка стовбура
Схема свердловини, обладнаної гравійно-обсипні фільтром.
Даний етап необхідний, щоб уникнути виникнення проблем при роботі. Обсяг і тип роботи залежить від стану технологічного отвору, протяжності ствола, який знаходиться у відкритому стані, і складності геологічного розрізу. Можна перевірити стан стовбура, що можна здійснити при опусканні і витяганні колони. Для перевірки можна використовувати і геофізичні зонди.
Необхідно заздалегідь позначити інтервали, де спостерігаються проблеми при спуску бура. Варто приділити увагу і зонам звуження свердловини, ділянкам з різким перегином осі стовбура і утворенням уступів. У зазначених місцях проводять опрацювання стовбура на етапі підготовки.
Далі, використовується долото, що має центральну промивку, і в поєднанні з жорстким типом компонування починають опрацьовувати названі вище інтервали. Застосовується промивка, швидкість подачі дорівнює 40 м / ч. Щоб уникнути нарізки нового стовбура, не слід тримати робочий інструмент довго на одному місці. При важкому проходженні інструменту його необхідно підняти і знову опустити. При важких умовах роботи швидкість інструменту слід знизити до 20 м / ч.
Після того як проведена опрацювання, свердловину слід шаблоніровать. Потрібно зібрати секцію, використовуючи обсадні труби, і на всю глибину в стовбур опустити її на колоні бурильних труб. Довжина секції дорівнює 25 м. Таким чином можна виконати перевірку прохідності.
Після цього необхідно промити свердловину. Промивання проводиться через опущений інструмент. Даний процес здійснюється до вирівнювання властивостей промивної рідини. Тривалість цього процесу, якщо він відбувається безперервно, не повинна перевищувати два циклу. На кінцевому етапі промивання в промивну рідину слід додати графіт або нафту, які необхідні для спуску колони. Підійдуть і схожі добавки. Після вилучення інвентарю слід виміряти його довжину. Таким чином, відбувається контроль над протяжністю стовбура технологічного отвору.
Повернутися до списку
спуск колони
Схема елементів свердловинного оголовка.
Послідовність використання додаткових елементів і процесу спуску секцій визначають, спираючись на саму конструкцію обсадної колони. При спуску велика увага приділяється контролю над порядком комплектування конструкції. Для цього є план товщини стінок і груп міцності стали.
Насамперед в свердловину поміщається низ конструкції, представлений черевиком, затятим кільцем, зворотним клапаном і патрубком для заливки. Елементи слід з'єднати за допомогою твердіє мастила, в якості основи якої виступають епоксидні смоли.
Що стосується застосування зворотного клапана, то він необхідний, особливо якщо в свердловині були так звані газопроявления. Перевірка працездатності клапана здійснюється тільки на поверхні, перед приміщенням колони в свердловину. Для цього буде потрібно цементувальний агрегат, що підключається до компонування. З його допомогою проводять перевірку циркуляції.
Перед тим як почати проводити нарощування труб, необхідно провести їх шаблонування, після чого їх подають до технологічного отвору, звертаючи увагу на черговість труб. У трубу слід ввести циліндричний шаблон, введення здійснюється з боку муфти. Якщо здійснити підйом труби, то шаблон повинен випасти. В іншому випадку він нещільно прилягає, в результаті чого труба не годна для подальшої роботи, і її забраковують. Необхідно над гирлом отвори промити і змастити різьблення запобіжного кільця з нижнього кільця труби. Різьблення нижніх труб у проміжних колон і кондуктора слід проварити переривчастим швом. Це потрібно для того, щоб виключити варіант відгвинчування під час роботи в подальшому.
При виконанні спуску слід вести облік всіх нарощуваних труб. Рекомендується вказати основні параметри: довжину труби, її номер і товщину стінок, групу міцності сталі, масу і довжину колони. Крім того, рекомендується зазначити виникли труднощі, вказати інформацію про забракованих матеріалах.
Швидкість опускання дорівнює в середньому 0,8 м / с. При наявності зворотного клапана після 10-20 опущених труб потрібно долити всередину колони промивну рідину. Це потрібно для того, щоб уникнути того, що зім'яло труб при дії на них зовнішнього тиску. Промивання елементів необхідно проводити в міру необхідності. Даний процес виконується за допомогою насоса або можна використовувати цементувальний агрегат. При здійсненні процесу промивання колону слід постійно ходити.
Повернутися до списку
виконання цементування
План автономного водопостачання.
Даний етап включає в себе роз'єднання пластів, при якому відбувається завершення роботи по скріпленню свердловин. Робота включає в себе комплекс дій, спрямованих на закачування в затрубний простір тампонажного розчину. Це необхідно для створення в зазначеній галузі щільного матеріалу, який буде забезпечувати необхідну ізоляцію. У міру затвердіння матеріал буде купувати кращі властивості. Як тампонажного розчину на увазі застосування розчину з цементу.
Цементний камінь повинен володіти всіма потрібними якостями, до яких відносяться непроникність і міцність матеріалу, зчеплення з поверхнею стінок і труб. Такий підхід до зазначеного матеріалу обумовлений тим, що перед цементом стоїть кілька задач.
Зазначений матеріал є заповнювачем простору між стінкою і колоною, він виконує функцію ізоляції і роз'єднання проникних пластів і нафтогазоносних горизонтів. Крім того, матеріал запобігає появі і подальше поширення газу або нафти в затрубний області, усуває передумови для появи корозії через дії пластових вод.
Цементування представлено декількома етапами дій, в число яких входить приготування розчину, подальша закачування, подача розчину в простір за трубами, очікування, поки матеріал затвердіє, і перевірка якості заливки.
Використовується два типи подачі розчину, які відрізняються один від одного способом подачі і використовуваними при цьому засобами. Перший метод включає в себе закачування цементу всередину колони, після чого він проходить до черевика, потрапляючи в подальшому в затрубний область. Розчин йде від низу до верху. При другому способі розчин подають з поверхні в затрубний область. Суміш рухається вниз.
Таким чином, процес закріплення свердловин являє собою сукупність декількох етапів, спрямованих на підготовку матеріалів, технологічного отвору, спуск обсадних колон з наступним цементуванням.
До кожного етапу слід поставитися з великою відповідальністю, тому що від правильності виконання кожного типу роботи залежить загальний стан елементів свердловини.
