Способы и средства восстановления герметичности обсадных колонн
Существующие способы восстановления герметичности можно разделить на три основные группы:
1) не уменьшающие внутренний диаметр обсадной колонны;
2) незначительно уменьшающие внутренний диаметр колонны;
3) существенно уменьшающие внутренний диаметр.
К первой группе относятся: герметизация резьбовых соединений колонны путем до-крепления их в скважине;
цементирование межтрубного пространства через устье скважины;
замена поврежденной части колонны новой.
Во вторую группу входят:
цементирование через внутритрубное пространство;
установка металлических накладок;
установка гофрированных пластырей.
Третья группа включает:
спуск насосно-компрессорных труб с отсекающими пакерами;
установку колонн-летучек;
спуск дополнительной колонны.
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что область применения тонкостенных продольно-гофрированных стальных пластырей не ограничивается только восстановлением герметичности обсадных колонн эксплуатационного фонда. Они могут быть использованы при строительстве и закачивании скважин, а также для повышения прочностных свойств обсадных труб в скважинах с аномальным давлением и другими геологическими особенностями.
В скважинах эксплуатационного фонда широкое применение получили стальные продольно-гофрированные пластыри, которые устанавливают на поврежденные или негерметичные резьбовые соединения, перфорационные отверстия, локальные повреждения (трещины, износ, коррозия), а также при восстановлении герметичности разорванных труб.
Установка пластырей в открытом стволе скважины является перспективным техническим решением для временной и промежуточной изоляции поглощающих и проявляющих горизонтов при строительстве скважин. Стендовые и промышленные испытания показали, что наиболее перспективны стальные двухканальные профильные перекрыватели.
Перекрыватель состоит из профильной двухканальной трубы, герметизирующих головок и переводника с уплотнительной манжетой. Переводник соединен с профильной трубой с помощью левой трапецеидальной резьбы. Перекрыватель спускают в скважину на бурильных трубах. Выправляют пере-крыватель, нагнетая в него жидкость насосом или цементировочным агрегатом. В процессе выправления Перекрыватель плотно прижимается к стенкам скважины и изолирует зону осложнения. От осевых и радиальных перемещений его удерживают силы трения металла о породу. После установки пе-рекрывателя бурение продолжают. Потеря диаметра составляет 14—15,9 мм.
Перекрыватели типа П219/216 входят в комплект оборудования для изоляции зон осложнений без уменьшения диамета скважины и без применения тампонажного материала. Разработан ТатНИПИнефтью.
Технология изоляции зон осложнений профильными пере-крывателями включает следующие операции:
увеличение диаметра скважины расширителем;
спуск перекрывателя и выправление его закачкой жидкости под давлением;
развальцовывание цилиндрических концов и самого перекрывателя развальцевателем.
Место установки перекрывателя определяют известными геофизическими и гидродинамическими методами.
Таблица 6.1
Классификация повреждений обсадных колонн при бурении, креплении и эксплуатации
Нефтяных и газовых скважин, причины их возникновения
| А. Смятие обсадных колонн | Б. Разрыв колонн (продольный или поперечный) | В. Нарушение герметичности колонн |
| I. неправильный расчет колонн на прочность | I. Не правильный расчет колонн на прочность | I. Неправильный расчет колонн на прочность |
| 1. Не учтено анамально высокое давление нефти, воды или газа в пластах, вскрытых скважинах | 1. Не учтено максимальное внутреннее давление, создаваемое при проведении различных работ в колонне | 1. Не учтены дополнительные осевые усилия, возникающие при изменении температурного режима, наружног8о и внутреннего давления |
| 2. Не учтено горное давление соленосных пород | 2. Не учтено увеличение осевых нагрузок при изменении температурного режима скважины, избыточного наружного и внутреннего давления | 2. Не учтено максимальное внутреннее давление, создаваемое при проведении различных работ в колонне |
| 3. Не учтено горное давление пластичных пород | 3. применены неточные формулы для определения допустимых нагрузок | 3. Не учтены максимальные осевые нагрузки |
| 4. Не учтено давление, возникающее при набухании пород | ||
| 5. Использованы не по назначению формулы для определения прочностных характеристик | ||
| 6. Не учтено снижение прочности труб при действии осевых усилий от собственного веса колонны | ||
| 7. Не учтено снижение прочности труб при изменении температурного режима, наружного и внутреннего давления |
Продолжение таблицы 6.1
| А. Смятие обсадных колонн | Б. разрыв колонн (продольный или поперечный) | В. Нарушение герметичности колонн |
| 8. Не учтено снижение прочности труб при перфорации | ||
| II. Нарушение технологии | II. Нарушение технологии | II. Нарушение технологии |
| 1. Спуск обсадных труб с заводским дефектом | 1. Спуск обсадных труб с заводским дефектом | 1. Спуск труб с дефектами резьбовых соединений |
| 2. Неправильная маркировка труб | 2. Гидравлический удар при цементировании | 2. Резьба и смазочный материал не соответствуют условиям скважины |
| 3.Гидравлическое давление при спуске колонны с большой скоростью | 3.Некачественное соединение секций обсадных колонн | 3. Конструкция муфт для двухступенчатого цементирования несовершенна |
| 4. Не долив колонны при спуске с обратными клапанами | 4. Разгрузка колонны на забой в скважинах в скважинах | 4. Колонна некачественно зацементирована |
| 5. Некачественное цементирование обсадных колонн | 5. Внутреннее давление в колонне выше допустимого | 5. Колонна спущена в скважину имеющую резкие перегибы ствола |
| 6. Спуск на клиньях тяжелых обсадных колонн | 6. Отсутствие контроля крутящего момента при свинчивании резьбовых соединений | 6. колонна разгружается на забой в скважинах, имеющие большие каверны |
| 7. Свинчивание при не контролируемом крутящем или «через нитку» | 7. Некачественное цементирование колонны | 7. Крутящий момент при свинчивании резьбовых соединений не контролируется |
| III. Стихийные явления | III. Стихийные явления | III. Стихийные явления |
| 1. Землетрясения | 1. Землетрясения | 1. Землетрясения |
| 2. Тектонические смещения пластов | 2. Тектонические смещения пластов | 2. Тектонические смещения пластов |
| 3. Оползни и осыпи пород | 3. Оползни и осыпи пород | 3. Оползни и осыпи пород |