Технология строительства и заканчивания боковых стволов

Филиал  федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего  профессионального  образования "Уфимского  государственного нефтяного  технического университета"

в г. Октябрьском 
 
 

                                                                                                                           Кафедра: РРНГМ 
 

                                                              

Реферат

по  дисциплине: «Контроль  технического состояния  скважин при КРС»

на тему: «Технология строительства и  заканчивания боковых стволов» 
 
 
 

 

               2011 г.

   Содержание

   Введение                                                                                                             3

   Выбор места для вскрытия «окна»                                                                  4

   Подготовка  скважины к спуску отклонителя                                                 5

   Спуск и крепление отклонителя в  колонне                                                    6

   Вскрытие  «окна» в колонне                                                                             7

   Турбобуры                                                                                                          8

   Режим бурения                                                                                                   9

   Промывочные жидкости                                                                                11

   Химическая  обработка и утяжеление бурового раствора                          12

   Специальные буровые растворы                                                                    13

   Разобщение  пластов                                                                                        15

   Цементирование  колонны                                                                              17

   Литература                                                                                                       19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Введение

   Зарезка и бурение бокового ствола – метод  восстановления скважин, которые известными способами отремонтировать технически не возможно или экономически нецелесообразно. Этот метод позволяет восстанавливать  скважины на тех участках, где по условиям и состоянию разработки пласта бурение новых скважин  сложно или нерентабельно.

   Основные  этапы работ по зарезке и бурению  второго ствола:

1. Обследование и выбор места в колонне для вскрытия «окна»;
2. Цементирование на соответствующей глубине и установка отклонителя;
3. Вскрытие «окна» в колонне;
4. Бурение второго ствола до требуемой глубины;
5. Осуществление комплекса электрометрических работ;
6. Спуск эксплуатационной колонны или «хвостовика» с последующим их цементированием и испытанием на герметичность;
7. Перфорация колоны против продуктивного горизонта и вызов притока нефти.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выбор места для вскрытия «окна»

   При выборе глубины вскрытия «окна» в  колоне необходимо учитывать следующие  факторы: конструкцию скважины, угол искривления ствола, наличие цементного кольца за колонной, характер залегающих пород, наличие вышезалегающих водоносных горизонтов, техническое состояние  колонны. При наличии в скважине двух или нескольких колонн место  для вскрытия окна выбирают на такой  глубине, чтобы работы производились  в одной колонне. Практика показала, что окно следует вскрывать в  тех интервалах, выраженных глинистыми породами. В скважинах где окна вскрывались против слабосцементированных песков, песчаников. Наблюдались случаи размыва и осыпания пород, приводивших в обвалам, прихватам инструмента. Вскрытие окна против крепких и часто перемежающихся мягких и крепких пород приводит к тому что второй ствол зачастую не отходит от основного ствола и бурится рядом с ним. Такие скважины оказываются малопроизводительными вследствие нарушения ПЗП в процессе предыдущей эксплуатации скважины основным стволом.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Подготовка  скважины к спуску отклонителя

   Перед спуском отклонителя колонну  исследуют печатью, диаметр которого должен быть на 10мм меньше внутреннего  диаметра колонны, а затем направлением, чтобы установить возможность спуска отклонителем. После этого с помощью  локатора муфт или с помощью гидравлического  расширителя определяют местоположение двух или трех муфт обсадной колонны, между которыми предполагается вскрыть  окно.

   Принцип действия локатора муфт основан на том, что магнитные свойства тела трубы резко отличаются от магнитных  свойств на участке муфты. Поэтому  при прохождении прибора внутри муфтового соединения поля постоянных магнитов перераспределяются. В результате чего на выходе магнитного зонда появляется импульс э.д.с., записываемый на диаграмме в виде пики.

   Местонахождение муфт гидрорасширителем определяют следующим образом: гидрорасширитель спускают в скважину на бурильных  трубах и устанавливают его на 20-30м выше предполагаемого места  вскрытия окна. В колонну бурильных  труб закачивают жидкость, под давлением  которой резцы выходят из корпуса  расширителя и упираются во внутреннюю поверхность обсадной колонны. Не прекращая  закачки жидкости, гидрорасширитель осторожно опускают вниз. В месте  расположения муфты резцы гидрорасширителя упираются в стык обсадных труб, что отмечается на гидравлическом индикаторе массы.  Затем гидрорасширитель извлекают  из скважины и создают цементный  стакан в колонне с расчетом установки  отклонителя между муфтами.

   Если  место установки отклонителя  выбрано неправильно, то райбер в  процессе вскрытия окна может попасть  на муфтовое соединение, а это приведет к значительному удлинению времени  на зарезку, к нарушению колонны  и к другим осложнениям.

   Для совмещения работ по определению  местонахождения одного или нескольких муфтовых соединений эксплуатационной колонны и создания цементного стакана  под отклонитель применяют глубинный  механический фиксатор 1ФГМ-168. Он состоит  из корпуса, узлов центрирования  и патрубка с ловушкой.  

   Спуск и крепление отклонителя  в колонне

   Отклонитель – инструмент, предназначенный для  обеспечения необходимого отклонения райберов при вскрытии окна в колонне  и придающий начальное направление  буровому инструменту при бурении  второго ствола. Он представляет собой  плоский или желобообразный клин, спускаемый в скважину на бурильных трубах. Тип отклонителя выбирают с учетом диаметра колонны и ее состояния. Перед спуском отклонителя в скважину необходимо проверить его размеры и все основные узлы. Затем болтами соединяют спускной клин с направляющим клином. Отклонитель в собранном виде на бурильных трубах при небольшой скорости спускают в скважину, наблюдая за показаниями индикатора массы. При достижении отклонителем забоя скважины телескопическое устройство срабатывает, шпильки срезаются, а отклонитель, продолжая перемещаться вниз, закрепляется плашками в колонне. Затем резкой посадкой инструмента срезают болты, соединяющие отклонитель со спускным клином, и поднимают клин на поверхность.

   Направленный  спуск отклонителя. Одной из главных особенностей технологии проводки наклонно-направленных скважин роторным способом является точное ориентирование отклонителя в колонне по заданному направлению (азимуту). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Вскрытие  «окна» в колонне

   Для вскрытия окна в колонне, через которое  в последующем предполагается бурить второй ствол, применяют комплект трех фрезеров-райберов типа ФРС. Рейберы имеют форму усеченного конуса с продольными зубьями, усиленными пластинами из твердого сплава, приваренными стержневым чугуном.

   В целях ускорения процесса вскрытия окна в колонне вместо комплекта  трех фрезеров - райберов типа ФРС применяют  комбинированный райбер, райбер - фрезер типа РПМ конструкции АзИНМАШа, универсальный  райбер типа РУ и другие, обеспечивающие за один рейс полное вскрытие окна в  колонне. Комбинированный райбер состоит  из трех секций соединенных между  собой. Секции имеют различный диаметр  и длины и по мере сработки могут  быть заменены новыми. Боковые поверхности  секций райбера армированы пластинками  из твердого сплава. Угол встречи зуба с колонной в момент резания составляет 10град. Колонна протирается не одновременно всей поверхностью райбера и бурильной  колонны. Торцевая часть райбера  также усилена пластинками из высокопрочного твердого сплава.

   Для циркуляции промывочной жидкости в  процессе вскрытия окна в секциях  имеются боковые отверстия, расположенные в шахматном порядке. Конструкция райбера – разборная.

   Окно  считается полностью вскрытым и  обработанным, когда третий райбер без вращения инструмента свободно проходит в него, при этом диаметр  райбера сохраняется в пределах не меньше 142мм.

   Вскрытие  окна необходимо производить , не превышая заданной осевой нагрузки. Значительные осевые нагрузки на райбер приводят к  преждевременному выходу его за колонну, и окно получается укороченным. Это  создает условия для возникновения  и концентрации переменных напряжений в теле бурильных труб, особенно в то время, когда в интервале  нижней части среза отклоняющего клина, т.е. на выходе окна, находится  замковое соединение бурильных труб. Это приводит к довольно быстрому появлению усталости металла и, как следствие, к поломке бурильных труб в утолщенной части. Поломка бурильных труб в месте, где конец оставшихся труб находится сразу же за окном, опасна тем, что в последующем их трудно извлечь.

   При укороченном окне подвергается кольцевым  порезам и тело бурильных труб, что снижает их прочность и  может привести к аварии. Кроме  того затрудняется пропуск долота за колонну, и оно, как правило. Останавливается  в окне в результате образования  «мертвого» пространства – необработанной стенки колонны, возвышающейся над  нижним окончанием среза отклоняющегося клина. Обработать эту выступающую  часть стенки райберами практически  невозможно, и в некоторых случаях  приходится вновь спускать отклонитель  и повторять работы по вскрытию нового окна.

   Во  избежание этого над райбером для создания жесткости устанавливают  утяжеленные бурильные трубы  соответствующих размеров.  

   Турбобуры

   Турбобур  – забойный гидравлический двигатель, предназначенный для бурения  вертикальных и наклонно – направленных скважин в различных геологических  условиях.

   На  практике широко распространены высокоэффективные  шпиндельные турбобуры: унифицированные  типа ЗТСШ1 и высокомоментные типа А.

   Шпиндельный турбобур состоит из турбинных и  одной шпиндельной секций. Верхним  переводником турбобур соединяется  с бурильными трубами, а к валу шпинделя через переводник вала присоединяется долото. Число турбинных секций определяется технологическими условиями бурения.

   Гидравлическую  нагрузку и массу вращающихся  деталей воспринимает расположенная  в шпиндельной секции непроточная, многорядная осевая опора. Вынесение  осевой опоры в отдельную секцию позволяет производить замену ее непосредственно на скважине без  разборки турбинных секций. Турбинные  и шпиндельные секции соединены  между собой посредством замковых резьб, а валы – посредством конусно-шлицевых муфт, а в турбобуре А6Ш валы соединены посредством муфт, имеющих  квадратное сечение.

   Эксплуатация  турбобуров.

1. Перед сборкой турбинные и шпиндельную секции необходимо тщательно осмотреть снаружи, обратив особое внимание на состояние присоединительных резьб, плотность соединения резьбовых торцов, отсутствие трещин и вмятин на корпусных деталях.
2. Собрать секции в турбобур и проверить: А)осевой люфт; Б)легкость и плавность запуска; В)герметичность резьбовых соединений.
3. Проверить плавность остановки вала при прекращении подачи           жидкости. Резкая остановка свидетельствует о значительном трении в опорах турбобура. Для приработки трущихся деталей произвести обкатку турбобура в течении 3-5мин.
4. Бурение скважины турбобуром начинать с минимальной осевой нагрузки на долото, затем ее постепенно увеличивать до максимальной, воспринимаемой турбобуром и обеспечивающей максимум механической скорости.
5. Установить сетку – фильтр для предохранения турбины от засорения при опробовании турбобура и в процессе дальнейшего бурения и промывки скважины.