Пути повышения эффективности проведения исследований горизонтальных скважин в процессе строительства и эксплуатации

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ  ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ СТРОИТЕЛЬСТВА  И ЭКСПЛУАТАЦИИ

 

При строительстве горизонтальных скважин (ГС) применяются кабельные технологии "Горизонталь-1, -2, -3, -4", разработанные АО НПФ "Геофизика" и обеспечивающие проведение геофизических исследований комплексом методов, не требующих непосредственного контакта измерительных систем со стенками ствола (КС, ПС, БКЗ, БК, ИК, ГК, НГК, ННК) [72].

Технология "Горизонталь-5" предназначена для проведения промыслово-геофизических  и гидродинамических исследований эксплуатационных ГС на геофизическом кабеле приборами для контроля за разработкой нефтяных и газовых месторождений и технического состояния скважин.

При исследованиях ГС Кущевского ПХГ используется кабельный канал связи с боковым вводом через переводник (рис. 117). Применяемые методы исследования: инклиномет-рия, ГК и НГК.

Указанная технология, аналогичная технологии "Горизонталь-1 ", имеет следующие основные недостатки:

очень часты повреждения  и порывы каротажного кабеля, что  приводит к значительному удорожанию таких исследований и длительным простоям скважин;

при нередких нарушениях синхронности спуска бурового инструмента и кабеля в скважину возможны не только обрывы кабеля, но и возникновение условий для травматизма и аварийных ситуаций;

определение глубин только по данным промера бурового инструмента может вносить значительные погрешности в привязку к глубинам регистрируемых параметров;

замедляется процесс спуска и подъема бурового инструмента в скважине.

 

Для устранения вышеперечисленных недостатков разработано технические решение усовершенствования технологии исследований ГС Кущевского ПХГ на основе применения аналогичного по принципу технологии "Горизонталь-3" способа доставки скважинного прибора с кабелем в горизонтальную часть скважины через буровой инструмент и использования компьютеров. Сущность предлагаемого усовершенствования заключается в следующем (рис. 118).

При спущенном в ГС буровом  инструменте на верхнюю свечу наворачивается устройство для передачи давления в буровой инструмент, в которое опускают на каротажном кабеле скважинный прибор с транспортным устройством. На устройство для передачи давления устанавливают разрезное устройство для герметизации кабеля под давлением.

Затем с помощью подсоединенного к устройству для передачи давления тампонажного агрегата создают давление, которое проталкивает в буровом инструменте транспортное устройство со скважинным прибором на забой. При этом подсоединенный к прибору кабель с магнитными метками сматывается с лебедки каротажного подъемника через обтяжной и подвесной ролики под соответствующим натяжением, синхронно вращая через сельсиновую передачу лентопротяжный механизм в каротажном регистраторе, что позволяет с помощью компьютера точно (с учетом поправок на изменение диаметров кабеля и роликов) определять глубины нахождения прибора в скважине. Транспортное устройство соединено со скважинным прибором ослабленным, по сравнению с прочностью кабеля, креплением для отрыва и сохранения прибора и кабеля в случае заклинивания устройства. В транспортном устройстве предусмотрены два клапана, позволяющие производить через него прямую и обратную промывку скважины (циркуляцию бурового раствора).

При необходимости выталкивания скважинного прибора в открытый ствол из бурового инструмента транспортное устройство устанавливается на кабеле выше скважинного прибора. В этом случае для создания жесткости кабелю между прибором и поршневым устройством на него одевается гиб-

 

 

кий шланг или еще два-три  слоя кабельной брони (рис. 119, t).

Остановка скважинного прибора одновременно регистрируется с помощью компьютера по повышению, а затем стабилизации давления на манометре устройства для передачи давления, уменьшению натяжения кабеля и прекращению изменения регистрируемого геофизического параметра (рис. 120).

Регистрация геофизических  параметров производится при подъеме  скважинного прибора в буринструменте: при ин-клинометрии в таймерном  режиме — в нижней его части  из немагнитных труб, при регистрации  ГК и НГК — по всему

а

Глубина, м

 

				1250	I
	/	2 \		1260		Г
				1270		i		>
	\	/				>	7

б

стволу. Глубины параметров определяются с помощью цифрового вычислительного комплекса по магнитным меткам и с привязкой к стволу ротора.

Для исправления показаний  ГК и НГК за экранирующее влияние бурового инструмента в процессе их регистрации с помощью компьютера вводятся поправки и одновременно регистрируются исправленные кривые:

I исп   is     I инст,

¹ ГК   ^— ^ГК¹ ГК   ^;

исп инст

¹ НГК ^— ^НГК¹ НГК ^,

IX        I тех.кол / I инст      К          I тех.кол  / | инст,      | тех.кол       | тех.кол      

показания соответственно ГК и НГК, зарегистрированные в верхнем  интервале технической (промежуточной) колонны без бурового инструмента; I ™^ст, I НГк — показания соответственно ГК и НГК, зарегистрированные в этом же интервале в буровом инструменте, спущенном в техническую (промежуточную) колонну.

В процессе углубления горизонтальной скважины путем сопоставления значений параметров ГИС, зарегистрированных до и после углубления в одном и том же интервале, с помощью компьютера вводятся исправления кривых ГК и НГК и показаний инклинометрии, искаженных муфтовыми соединениями (рис. 121).

Для эффективного применения усовершенствованной технологии исследований скважин необходимо использование цифровой программо-управляемой каротажной станции с полевым вычислительным комплексом (ПВК). Таким образом, можно получать исправленные диаграммы ГК и НГК, показания инклинометрии, а также других методов контроля за техническим состоянием скважин с точными глубинами их регистрации.

В качестве дальнейших усовершенствований технологии исследований горизонтальных скважин намечаются следующие перспективные направления.

Использование (аналогично технологии "Горизонталь-3") в нижней части бурового инструмента "прозрачных" для электрических и радиоактивных методов ГИС стеклопластико-вых труб с целью осуществления исследований горизонтального участка ствола скважины методами КС, ПС, БКЗ, БК, ИК, ГК, НГК, ННК и инклинометрии (рис. 119,   ).

Для исследования горизонтальных участков стволов обсаженных скважин предлагаются технические решения доставки скважинного прибора на забои, базирующиеся на использовании в качестве движителей электромагнитных систем, например винтового или модифицированного линейного электродвигателей (рис. 119, ,).

Винтовой электродвигатель представляет собой двигатель — насос с ротором в виде шнека, прокачивающего через внутреннюю полость насоса заполняющую ствол скважины жидкость и использующий ее реактивную отдачу.

Модифицированный линейный электродвигатель представляет собой электрическую машину, в которой основным элементом конструкции является обсадная колонна (подобно монорельсу для скоростных железнодорожных экспрессов на воздушной подушке).

Кроме того, представляет интерес  транспортное устройство, разработанное НПО "Тарис" (г. Москва) и имеющее следующую техническую характеристику (по данным фирмы):

Масса, кг, не более  20

Тяговое усилие, кг  220

Мощность, Вт  296

Скорость проходки, м/мин  3,51

Дальность проходки, м  800

Напряжение питания, В  96

 

Габариты, мм:

диаметр 

длина  

100 500

Транспортное устройство может быть использовано в скважинах  с диаметрами труб обсадных колонн 1 40— 400 мм.

Другим направлением проведения геофизических исследований в ГС является технология с использованием гибких труб и автономной геофизической аппаратуры.

"Газпромгеофизика" предлагает  осуществлять ГИС-конт-роль ГС  с помощью автономной аппаратуры, спускаемой в скважину с помощью комплексной мобильной установки АРТ-800, предназначенной для ликвидации гидратных, парафиновых и песчаных пробок при герметизированном устье, с использованием в качестве носителя геофизической аппаратуры длинномерной безмуфтовой стальной трубы. Для реализации указанной технологии необходимы прежде всего выбор и адаптация параметров фондовых устройств и формирование на их основе геофизических комплексов для решения технических и геологических задач. Авторы отмечают, что несмотря на кажущуюся простоту, технология может быть реализована лишь после тщательного изучения конкретных геолого-промысловых условий и

разработки модульной автономной аппаратуры, обеспечивающей проведение исследований с использованием установки АРТ-800.

По данным авторов, предлагаемая технология проведения геофизических  исследований ГС обладает существенными  недостатками:

невозможность точного определения  глубины местоположения скважинного прибора;

малый срок службы гибких труб, используемых в качестве носителя автономной геофизической аппаратуры (по данным разработчиков не более 30 спусков-подъемов);

высокая стоимость установки  АРТ-800 и, следовательно, высокая стоимость  проведения исследований.

Следует отметить, что горизонтальные скважины, особенно на ПХГ, нуждаются в более эффективном контроле за их техническим состоянием, чем вертикальные в связи с более сложными условиями строительства и эксплуатации.

В НТЦ предприятия "Кубаньгазпром" разработан и успешно испытан в вертикальных скважинах комплекс средств контроля за техническим состоянием крепи скважин, состоящий из: малогабаритного локатора муфт МЛМ-36, дифференциального локатора магнитных аномалий ДЛМ-42, локатора потери ЛПМ-42, аппаратуры механоакустического каротажа СМАШ-42, индукционного дефектомера ИДК.

Указанная аппаратура создана  для работы в скважинах, заполненных  буровым раствором, водой, газом, нефтью, их смесями, и предназначена для  определения местонахождения муфтовых соединений в обсадных колоннах и НКТ, привязки диаграмм ГИС к их характерным элементам контроля за спуском скважинных приборов в нефтяных и газовых скважинах, выделения интервалов перфорации, измерения изменений внутреннего диаметра обсадных труб и НКТ, выявления повреждений типа порывов и трещин с продольной и поперечной ориентацией, интервалов интенсивной коррозии и сквозных проржавлений, а также заколонных перетоков.

Начаты работы по адаптации  данной аппаратуры к условиям проведения с ее помощью контроля за техническим состоянием ГС Кущевского ПХГ с использованием перечисленных вариантов технологии доставки приборов в горизонтальную часть ствола скважин.