Подготовительные работы к спуску обсадных труб

Подготовка обсадных труб

Колонна обсадных труб, предназначенная к спуску, комплектуется в соответствии с заказом-заявкой. На трубной базе она подвергается тщательной проверке. Виды проверок определяет руководство объединения в зависимости от геолого-технических условий бурения.

Комплекс проверок включает: контроль маркировки труб, соответствие маркировки сопроводительной документации, визуальный контроль, инструментальный контроль, дефектоскопический контроль, гидроиспытания труб.

Поверхностный контроль. Проверяется у всех труб заводская маркировка, которая сличается с сертификатом. При отсутствии сертификата не разрешается комплектация колонн для газовых скважин, для скважин, на которых предусмотрена установка противовыбросового оборудования, для морских скважин, для скважин с градиентом пластового давления 1,3, для колонн =3000м. и более при 114-168, 1000м. и более при 178-324, 500м. и более при 324. При наличии расхождения также не разрешается комплектовать. Совершенно не допускается комплектовать колонну из труб второго сорта.

В других менее ответственных скважинах трубы с наличием расхождения в маркировке и сертификате использовать допускается. Расчеты при этом следует вести как для труб с группой прочности Д, принимая фактическую толщину.

Визуальный контроль. Проверяется отсутствие внешних пороков - плен, раковин, закатов, вмятин, трещин, песочин. Допускается вырубка перечисленных дефектов при условии что их глубина не превышает предельно допустимые минусовые отклонения по толщине.

Резьбы проверяются на отсутствие рванин, заусениц, забоин, срыва ниток и других дефектов.

Инструментальный контроль. Проверяются параметры резьб и уплотнительных поясков, зазор между наружной поверхностью трубы и цилиндрической выточкой у муфты, длина трубы, ее прямолинейность, наружный и внутренний диаметр трубы.

Зазор проверяется щупом толщиной 1 мм, который должен свободно проходить по всей окружности. В противном случае трубы к комплектованию не допускаются.

Комплектование труб. Обсадную колонну комплектуют в соответствии с конструкцией, на наружной поверхности вблизи ниппельного конца светлой краской наносят порядковый номер. Номера проставляются в порядке очередности спуска. Сведения о каждой трубе заносятся в ведомости. Для замены труб доставляются резервные трубы с максимальной по расчету прочностью из расчета 50м. на каждые 1000м. основного комплекта.

Перед спуском трубы шаблонируются и подвергаются повторному визуальному осмотру.

Одновременно с трубами подготавливается технологическая оснастка.

После осмотра трубы, в которых дефектов не обнаружено, подвергают испытанию на герметичность методом опрессовки. Опрессовку проводят на трубной базе, либо на буровой. Давление опрессовки обсадных колонн и ответственных промежуточных должно быть не менее чем на 5 % превышать избыточное внутреннее давление, которое может действовать на соответствующую секцию колонны при проверке герметичности ее после спуска в скважину. Во всяком случае, оно не должно быть менее указанных величин.

Дн	426-377	351-273	248-219	194-178		145-140	127-114
Ропр				8,5

Время опрессовки в течение 30с. Изменение давления не должно превышать 0,5 МПа. Негерметичные трубы отбраковываются.

Для смазки резьбовых соединений при избыточном внутреннем давлении 20-25 МПа используется до Т=100°С смазка Р-2, а при большей температуре Р-402 на силиконовой основе. При более высоких избыточных давлениях, а также для колонн в газовых скважинах рекомендуется полимеризующаяся смазка УС-1, КНИИНП-2. Для повышения герметичности соединений может использоваться фторопластовая лента ФУМ. Один из наиболее эффективных способов повышения герметичности резьбовых соединений - металлизация резьб. Тонкий слой легкоплавкого металла (цинк, алюминий и т.п.) толщиной 0,2 -0,5м наносят на поверхность резьбы муфты с помощью специальной металлизационной установки.

Признанные годными трубы завозятся на буровую. Вместе с трубами доставляют и оснастку обсадной колонны. Они должны быть проверены, а некоторые из них подвергнуты также опрессовке. Обратные клапана спрессовывают давлением, превышающим в 1,5 раза наибольшую разность давлений столбов жидкостей в заколонном пространстве и в колонне после цементирования. Опрессовке также подвергаются муфты ступенчатого цементирования.

К началу спуска колонны в скважине должны быть завершенывсеисследовательские работы (кавернометрия, отбор проб боковым грунтоносом, опробование перспективных объектов и т.д.).

После получения кавернометрии определяют место установки центрирующих фонарей и скребков. Фонари рекомендуется размешать в тех участках интервала цементирования, где диаметр ствола близок к номинальному. Если зенитный угол не превышает 3°, расстояние между фонарями может составлять 20-25м; на участках с большим зенитным углом, а также на участках интенсивного изменения зенитного угла, фонари целесообразно ставить на каждой трубе.

Число центраторов рассчитывается по методике ВНИИКРнефти.

По циклонограмме определяют участки резкого изменения азимутального и зенитного углов. Участки сужений, выступов и перегибов ствола скважины тщательно прорабатывают новыми долотами со скоростью 35-40 м/ч, а участки наиболее опасных сужений и перегибовсо скоростью 20-25 м/ч.

Жесткость компоновки низа бурильной колонны при проработке должна соответствовать жесткости обсадной колонны.

После проработки и промывки, ствол скважины шаблонируется. Для этого в скважину спускают на бурильной колонне компоновку из трех-четырех обсадных труб и убеждаются в том, что она доходит да забоя. По окончании шаблонирования, скважину промывают с целью полного удаления шлама. Во время промывки желательно поддерживать турбулентный режим течения жидкости в кольцевом пространстве. Если при промывке отмечается поступление газа в скважину, то делают перерыв в течение 10-15 мин. Длительность каждого периода промывки - два цикла циркуляции. При этом промывочная жидкость должна обладать минимальной водоотдачей, низкими значениями статического и динамического напряжения сдвига, минимально возможной вязкостью. Для снижения сил трения (липкости) фильтрационных корок в состав раствора вводят смазочные добавки. Плотность раствора должна обеспечивать устойчивость стенок ствола скважины. При подъеме бурильной колонны после проработки и шаблонирования измеряют ее длину и, таким образом, уточняют длину скважины.

Подготовка оборудования к спуску обсадных труб. До начала спуска тщательно проверяют исправность всего бурового оборудования, надежность его крепления, соосности вышки, ствола ротора с устьем скважины. На буровую должны быть доставлены исправный инструмент для спуска колонны - элеваторы, ключи, хомуты. При необходимости осуществляют замену талевого каната.

Обсадные трубы длиной до 3000м. обычно спускают с помощью механизированных клиньев и одного элеватора. Для предотвращения повреждения труб, обсадные трубы большей длины спускают с помощью двух элеваторов.

Обязательным является наличие на буровой переводника для быстрого присоединения ведущей трубы и обратного клапана для предупреждения выброса газа.

Спуск обсадных колонн

Перед спуском обсадных труб, они шаблонируются шаблоном соответствующего размера. Трубы, через которые шаблон не проходит, бракуют и заменяют новыми. Свинчивание обсадных труб производят с определенной величиной натяга. Для труб с треугольным профилем резьбы натяг контролируется величиной момента, которая зависит от диаметра труб, и числом не завернутых витков резьбы, которое не должно быть более трех-четырех. Для труб с трапецеидальным профилем резьбы натяг контролируется метками, нанесенными на поверхности муфты и ниппеля.

Спуск колонны осуществляют в один прием, т.е. сразу до забоя, или по частям - секционный способ спуска.

Первый способ применяют, когда грузоподъемность буровой установки соответствует весу обсадной колонны; когда в течение2-3 суток отсутствия циркуляции не происходит осложнение ствола скважины; когда имеется весь ассортимент труб, определенный расчетами и когда гидравлическая мощность имеющихся цементировочных агрегатов обеспечит подъем тампонажного раствора в заколонном пространстве на требуемую высоту.

В процессе спуска колонны, в особенности, когда она оборудована обратным клапаном, во избежание смятия требуется периодически доливать ее промывочной жидкостью. Долив ее, обычно производят через каждые 300-400 м, а иногда и чаше. В этом случае лучше использовать обратные клапаны диафрагменного типа. Однако и в этом случае для избежания газирования раствора, также требуется проводить промежуточные промывки, которые осуществляют через 500-600 м. Промывку ведут в течении одного цикла циркуляции для данной глубины спуска, а при сильном газировании раствора - до полного удаления газа из него.

По окончании спуска всей колонны, скважину, как правило, промывают в течении одного-двух циклов. Восстанавливать циркуляцию при этом, во избежание поглощения, следует с малой скоростью, увеличивать скорость подачи следует только после разрушения тикстропной структуры промывочной жидкости. Желательно при этом рассматривать возможность расхаживания колонны либо ее вращение. Затем производят докрепление резьбовых соединений машинными ключами с контролем крутящего момента.

Спуск длинных колонн занимает длительное время, иногда 2-3 суток. При этом увеличивается вероятность возникновения осложнений в виде обвалов, осыпей, прихватов и т.д., которые вызывают недохождение колонны до проектной глубины.

В этих случаях осуществляют спуск колонны в несколько приемов. Секционный спуск колонны осуществляют в следующих случаях:

1. Когда вес обсадной колонны превышает грузоподъемность буровой установки;

2. Когда отсутствие циркуляции в течении 1-2 суток приведет к осложнениям в стволе скважины; '

3. Когда отсутствует требуемый ассортимент труб и гидравлическая мощность цементировочных агрегатов не обеспечивает подъема тампонажного раствора на требуемую высоту.

Крепление скважин с использованием секционного спуска обсадных колонн позволяет:

- перекрывать интервалы осложнений на больших глубинах с минимальной затратой времени от конца последней промывки до начала цементирования;

- надежно изолировать два или более продуктивных горизонта скважин с высоким пластовым давлением или какие-либо осложненные интервалы, разделенные между собой мощной устойчивой толщей горных пород;

- применять комбинированный бурильный инструмент, в результате чего увеличивается прочность бурильной колонны, снижаются гидравлические сопротивления, обеспечивается эффективность буровых работ и возможность углубления скважины на большую глубину;

- экономить металл в результате использования обсадных труб с меньшими толщинами стенок по сравнению со сплошными колоннами, а также использовать трубы с пониженными прочностными характеристиками.

При секционном спуске сначала спускают участок колонны, длина которого достаточна для перекрытия открытого ствола, при этом верхний ее конец должен располагаться в предыдущей колонне. Если длина открытого ствола большая, то крепят его в несколько приемов. Верхний конец нижнего участка следует размещать против устойчивых пород, на участке ствола с номинальным диаметром.

Длину первой секции обсадной колонны выбирают из геологических требований перекрытия интервала осложнений в минимально возможное время и из условий прочности верхних труб секции на растягивающую нагрузку. В случае установки головы секции в открытом стволе местоположения устройства для стыковки секций выбирают с учетом данных кавернометрии на номинальном по диаметру участке ствола скважины. При перекрытии высоконапорных горизонтов и наличии заколонных проявлений над головой опущенной секции необходимо наращивать последующую секцию обсадной колонны с применением герметизирующих заколонных устройств.

Нижние участки обсадных колонн спускают на бурильных трубах. Для соединения бурильной и обсадной колонн применяют специальные переводники, которые позволяют цементировать нижний участок, промывать верхнюю часть скважины после цементирования и отсоединять бурильные трубы от обсадных по окончании цементирования и стыковать последующие секции.

Существует несколько конструкций стыковочных узлов, конструкция которых в основном включает в себя направляющее устройство, левый переводник, посадочный переводник, специальную муфту по конструкции

решающая задача ступенчатого цементирования. Стыковочные поверхности покрываются слоем мягкого металла (свинца). Заканчивают спуск верхней секции с малой скоростью. Перед посадкой осуществляют промывку скважины и наблюдают за изменением давления. Быстрое увеличение давления свидетельствует о вхождении нижнего участка верхней секции в муфту нижней. Верхнюю секцию спускают до соприкосновения сочленяемых поверхностей, и затем, приподнимают так, чтобы ее нижний конец располагался внутри муфты. Цементирование этой секции колонны осуществляется на весу. После цементирования соединительный конус верхнего участка сажают на коническую поверхность специальной муфты нижнего участка и колонну оставляют в покое на твердение цементного раствора.

Спуск хвостовика

Хвостовик спускают также на бурильных трубах. Длинные хвостовики подвешивают в предыдущей колонне с помощью специальных устройств - подвесок, либо на цементном камне. В последнем случае бурильная колонна отворачивается от обсадной после затвердевания цементного раствора. Если хвостовик спускается в газовую скважину соединение его с предыдущей колонной осуществляется через пакер.

При спуске колонн по секциям и хвостовиков особое внимание следует обращать на выполнение условий прочности. Натяжение колонны с большим усилием недопустимо. В этом случае следует обращать внимание на регулирование свойств промывочной жидкости - введение смазочных добавок.