Бурение бокового ствола с углублением на депрессии

Бурение удлинения и ответвлений БС скважин на депрессии - процесс бурения при отрицательном дифференциальном давлении в системе «сква­жина-пласт».

Цель бурения удлинения и ответвлений БС скважин - интенсификация системы разработки месторождений Общества, увеличение коэффициента извлечения нефти из продуктивных пластов.

Технология бурения удлинения и ответвлений БС скважин на депрессии и равновесии давлений в системе «скважина-пласт» позволяет исключать или снижать влияние негативных воздействий на пласт за счет сохране­ния коллекторских свойств продуктивных отложений в приствольной зоне и осуществлять гибкий переход от бурения на репрессии к «равновесному» и обратно. Для этого определяются горно-геологические условия, разраба­тываются технические требования и условия на специальное техническое оборудование.

Преимущества данного метода перед традиционной технологией:

- предотвращение загрязнения и сохранение естественной проницаемо­сти прискважинной зоны продуктивного пласта;

- возможность безопасного бурения в зонах АВПД.

Одним из определяющих условий безаварийного бурения удлинения и ответвлений БС скважин является поддержание (регулирование) задан­ного дифференциального давления в системе «скважина-пласт», величи­на которого выбирается исходя из условий предупреждения поглощений. промывочной жидкости, флюидопроявления, осыпей, обвалов и других осложнений ствола скважины, охраны недр и экологии. Величина депрессии на продуктивный пласт определяется исходя из геологических, технологиче­ских и технических условий при бурении в каждый момент времени. Расчеты по управлению депрессией, величине давления в затрубном пространстве, давления на буровых насосах, плотности и расхода промывочной жидкости и азота производится с помощью программного обеспечения. Создание заданной величины депрессии в ходе производства работ осуществляет­ся путем аэрирования промывочной жидкости инертным газом - азотом, а также регулирования его расхода при закачке промывочной жидкости. Регулирование давления в скважине осуществляется с помощью системы дросселирования, находящейся в сепараторном блоке. Регулирование дав­ления осуществляется штуцерами как с изменяемым проходным сечением, так и с постоянным сечением. Выбор штуцера определяется исходя из геолого-технических условий.

Работы выполняются по индивидуальному плану на капитальный ремонт скважины по углублению на депрессии. Бурение удлинения и ответвлений БС скважин осуществляется в соответствии с технологическими решениями документов на разработку месторождения и с учетом текущего состояния л структуры остаточных запасов нефти.

Комплекс работ по углублению БС в режиме депрессии с бурильными трубами включает в себя следующие этапы:

- выполнение работ по зарезке с заходом в продуктивный пласт и креп­лению бокового ствола бригадой капитального ремонта скважин (далее - ЗБС);

- дополнительная подготовка кустовой площадки (при необходимости);

- подготовительные работы, расстановка и обвязка оборудования для углубления в режиме депрессии с оборудованием бригады ЗБС;

- бурение горизонтального или пологого участка бокового ствола в про­дуктивном пласте в режиме заданных параметров;

- заключительные работы после бурения с креплением или без крепле­ния пробуренного ствола;

- спуск отсекателя (протектора) пласта (при необходимости);

- заключительные работы и демонтаж оборудования.

Бурение в режиме депрессии выполняется составом двух бригад и инже­нерно-телеметрической партией при направленном углублении:

- бригадой ЗБС, выполняющей зарезку бокового ствола с использовани­ем подъемного агрегата;

- бригадой УД, эксплуатирующей комплект оборудования углубления бокового ствола в режиме депрессии с использованием бурильных труб;

- инженерно-телеметрической партией, выполняющей контроль затра­екторией бокового ствола в режиме депрессии согласно утвержденному плану.

В состав комплекта УД входит следующее оборудование:

- блок управления комплектом «Углубление на депрессии» (опера­торная);

- насосно-циркуляционная система с манифольдами высокого и низкого давления;

- блок трехфазного сепаратора с насосами;

2 емкости объемом 60 м³, 1 емкость объемом 45 м³ с манифольдами и насосной группой;

- азотная установка;

- комплект противовыбросового оборудования [далее - ПВО];

- газовый манифольд со свечой рассеивания.

Инженерно-телеметрическая партия оснащается следующим обору­дованием:

- вагон-станцией;

- лебедкой для спуска и подъема геофизического кабеля (геофизиче­ский подъемник типа ПКС-5);

- комплектом забойного оборудования телесистемы с электромаг­нитным или комбинированным (кабельный и электромагнитный) каналом связи EGSS;

- комплектом наземного оборудования телесистемы EGSS.

Бригада УД обеспечивается:

- оборудованием, инструментом и приспособлениями согласно утверж­денному табелю оснащенности;

- приборами для замера и контроля за состоянием газовоздушной среды.

Подготовительные работы выполняются согласно «Временному регла­менту взаимоотношений подразделений ОАО «Сургутнефтегаз» по вопросам обеспечения подготовительно-заключительных работ для проведения капи­тального ремонта скважин (КР-6)» и «Регламенту взаимоотношений между Управлением по капитальному ремонту скважин и повышению нефтеотдачи пластов и нефтегазодобывающими управлениями ОАО «Сургутнефтегаз» при выполнении работ по забуриванию боковых стволов (КР-6) и обеспече­нию качественной проводки траекторий боковых стволов скважин».

Оборудование по УД подключается к системе электрообеспечения в рас­чете на максимальную потребляемую мощность - 250 кВт. Место подключе­ния жилого городка должно быть на расстоянии не более 70 метров от жилых вагонов и рассчитывается на максимальную потребляемую мощность 80 кВт.

Подготовительные работы должны быть закончены за 2 суток до начала переезда бригады УД. Ответственный за подготовку, отсыпку подъездных дорог и кустовой площадки - Заказчик.

Требования по подготовке скважин и фонтанной арматуры:

- колонная головка должна быть опрессована и должна обеспечивать герметизацию межколонного пространства и устья скважины; результаты опрессовки оформляются актом;

- ремонт скважин на кустовой площадке без остановки соседней сква­жины может производиться при условии осуществления и использования специальных мероприятий и технических средств, предусмотренных планом, утвержденным в установленном порядке (п. 4.6.23 ПБ в НГП).

Расстановка оборудования производится в соответствии с типовой схемой расстановки.

Требования по монтажу свечи рассеивания:

- свечу рассеивания следует размещать с учетом минимальной дли­ны трубопроводов на расстоянии не ближе 50 м от ближайшей скважины на кустовой площадке и блоков бригадного оборудования;

- территория вокруг свечи рассеивания в радиусе не менее 15 м должна иметь обвалование высотой не менее 1 м и шириной по верху не менее 0,5 м;

- трубопроводы должны быть минимальной длины и иметь минимальное число поворотов. Основной способ прокладки трубопроводов - надземный;

- трубопроводы свечи рассеивания должны прокладываться с уклоном в сторону ствола свечи рассеивания не менее 2 градусов, обеспечивающим сток конденсата.

- трубопроводы должны быть заземлены проводником сечением 6 мм² и иметь сопротивление заземляющего устройства более 0,4 Ом.

Требования к монтажу резервуарного парка:

- площадка под емкости резервуарного парка должна быть спланиро­вана, обвалована, отсыпана шлаком, утрамбована виброкатком и уложена дорожными плитами, зимой - очищена от снега до грунта;

- резервуарный парк монтируется на дорожные плиты, выложенные на подготовленную площадку, и обязывается с манифольдами;

- емкости резервуарного парка должны быть заземлены отдельным контуром;

- резервуарный парк располагается на расстоянии не менее 50 м от ближайшей скважины.

После установки емкостей производится монтаж и обвязка блока очистки раствора, шламовой емкости. В условиях низких температур обо­рудование подключается к нагревательной установке ЗБС.

Если размеры кустового основания не позволяют разместить жилой городок (11 вагонов) и оборудование комплекта УД на одном кустовом основании, то жилой поселок бригады УД может располагаться отдельно,- за пределами кустовой площадки. Помещения для приготовления и при­ема пищи, отдыха вахты и др. размещаются на безопасном расстоянии, но не менее 100 м от устья ремонтируемой скважины.

Монтаж ПВО производится силами бригад ЗБС в соответствии с утвер­жденной схемой обвязки устья скважины противовыбросовым оборудова­нием для проведения работ по капитальному ремонту скважин в режиме депрессии.

В состав ПВО входит:

- крестовина устьевая КР-1 80/80x21 или корпус трубной головки ТНВ-21.05 (165/80x21);

- превентор HYDRIL СЕНТРИ 7 1/16" 3000, либо превентор ППСГ- 2Ф-156x21, либо двойной плашечный превентор Shaffer 7 1/16" 3000 PSI LXT (низ - глухие плашки, верх - трубные, диаметр - 73 мм);

- сферический противовыбросовый превентор Shaffer 7 1 /16" 5 KPSI компании Varco;

- отклонитель потока SPE RIGCO.

Монтаж, демонтаж ПВО на устье скважины и его эксплуатацию необхо­димо проводить в соответствий с требованиями утвержденной инструкции по монтажу и эксплуатации противовыбросового оборудования при прове­дении работ по капитальному ремонту скважин в режиме депрессии.

По окончании монтажных работ производится спуск КНБК для определения технического состояния эксплуатационной колонны, возможных участков сужения, обеспечения свободного спуска скважинного оборудо­вания, состоящего из:

- оконного фрезера;

- двух арбузообразных фрезеров;

- бурильных труб.

Шаблонирование эксплуатационной колонны осуществляется до глуби­ны установки адаптера хвостовика или до башмака эксплуатационной колон­ны. Характеристики применяемых фрезеров представлены в таблице 6.42.

В случае бурения удлинения из эксплуатационных колонн диаметром 168 мм в условиях Талаканского месторождения производится ее шабло­нирование компоновкой, включающей:

- конусный фрезер;

- два арбузообразных фрезера;

- БК 89x8 мм;

- ТБТ 89 мм (устанавливается в интервалах с зенитным углом не более 40°).

При проведении соответствующих расчетов допускается включение в состав КНБК легкосплавных труб ЛБТПН 90x9 мм с расположением их над фрезерами. При проработке открытого ствола в компоновку включается гидроясс. Установка гидроясса производится в интервале с зенитным углом не более 60°.

 

Таблица 7.1. Технические характеристики фрезеров, применяемых для шаблонирования эксплуатационной колонны

 

Наименование	Диаметр, мм	Частота вращения, с^-1	Осевая нагрузка, т	Расход промывочной жидкости, л/с
Для шаблонирования эксплуатационной колонны диаметром 168 мм
Оконный фрезер		1-1,5	0,5-0,8	12-14
Арбузообразный фрезер		1-1,5	0,5-0,8	12-14
Для шаблонирования эксплуатационной колонны диаметром 146 мм
Оконный фрезер		1-1,5	0,5-0,8	12-14
Арбузообразный фрезер		1-1,5	0,5-0,8	12-14
Для шаблонирования хвостовиков диаметром 114 мм
Фрезер	95-97	0,8-1,0	0,2-1,6	8-10
Для шаблонирования хвостовиков диаметром 102 мм
Фрезер		0,8-1,0 D	0,2-1,6	8-10

Примечание. Диаметр фрезеров уточняется в зависимости от толщины стенок эксплуатационной колонны (хвостовика).

 

При наличии спущенного хвостовика БС выполняется его шаблониро­вание. КНБК для шаблонирования хвостовика состоит из фрезера, ВЗД и колонны разноразмерных бурильных труб. При проектировании колонны разноразмерных бурильных труб руководствуются геометрическими ха­рактеристиками хвостовика или эксплуатационной колонны. Длина секции бурильных труб меньшего диаметра должна превышать длину хвостовика от адаптера до текущего забоя на 50 м. Шаблонирование производится до глубины установки элементов технологической оснастки хвостовика.

По окончании проработки производится промывка ствола раствором в двукратном объеме скважины. При необходимости в случае осложнений выполняется очистка эксплуатационной колонны и/или открытого бокового ствола магнитным фрезером.

Работы по углублению ствола на депрессии проводятся согласно плану работ, составленному производственным отделом инженерно-геологическо­го сопровождения капитального ремонта скважин. Для бурения удлинения из хвостовиков диаметром 114 мм рекомендуется использовать долота диаметром 84,8 мм, 91 мм, 95,3 мм. Из хвостовиков диаметром 102 мм рекомендуется использовать долота диаметром 84,8 мм. Для бурения удлинения и ответвлений из эксплуатационных колонн диаметром 168 мм в условиях Талаканского месторождения рекомендуется использовать до­лота диаметром 142,9 мм.

Для бурения удлинения и ответвлений БС скважин рекомендуется ком­поновка низа бурильной колонны (далее по тексту – КНБК), включающая:

- долото;

- ВЗД;

- обратный клапан;

- немагнитная УБТ 3 1/8" (27/8");

- нижняя часть телесистемы EGSS (Wet Sub),

Инженер-технолог бригады УД совместно с инженером-технологом бригады ЗБС на основании плана работ составляют схему КНБК, прове­ряют наличие и исправность элементов. Эскиз КНБК, результаты замеров длины и диаметров КНБК с номерами всех элементов заносятся в вах­товый журнал. При наличии телесистемы ее размеры предоставляются инженерами ИТС.

Сборка КНБК производится под руководством инженера-технолога бригады ЗБС, под контролем инженера партии ИТС, инженера-технолога бригады УД

Запрещается проводить спуско-подъемные операции при:

- неисправности гидравлической системы;

- неисправности электрооборудования и датчиков КИП;

- неисправности талевой системы подъемного агрегата;

- неисправности ПВО;

- видимости менее 20 м;

- скорости ветра более 15 м/с;

- отсутствии электроэнергии;

- разгерметизации устья скважины или ПВО.

В условиях низких температур после каждого подъема КНБК из скважи­ны необходимо производить продувку всех всасывающих и нагнетательных манифольдов инертным газом (азотом).

Технические характеристики ВЗД для бурения удлинений из хвостовиков, и эксплуатационных колонн на депрессии указаны в п. 6.4.7.

Для управления процессом и траекторией бурения удлинен/я и ответв­лений в режиме депрессии используется.телесистема EGSS с электро­магнитным каналом передачи сигнала. Технические характеристики теле­системы указаны в п. 6.7.

Производится соединение антенн с наземным оборудованием теле­системы EGSS, проверяется наземное оборудование на работоспособность и программирование.

При необходимости до начала сборки КНБК для бурения производится спуск верхней части телесистемы EGSS (GapSub) для определения опти­мальной глубины установки электромагнитного передатчика.

На время сборки телеметрической системы устье скважины должно быть загерметизировано сферическим превентором. В скважинах с из­быточным давлением работы по сборке КНБК на устье проводятся с при­менением лубрикатора.

Производится сборка КНБК и забойной (нижней) части телеметриче­ской системы EGSS для углубления на депрессии (Wet Sub). После сборки, тестирования и программирования забойной (нижней) части телесистемы EGSS производится спуск бурильной.колонны с КНБК и забойной (нижней) частью телесистемы EGSS до интервалов с величиной зенитного угла 60°. При достижении заданной глубины спуска первой секции бурильной колонны выполняется сборка радиоприемника (соединителя) и спуск беспроводной передающей антенны (с механизмом фиксации) на геофизическом кабе­ле в бурильные трубы с периодической проверкой качества соединения и сигнала от забойной (нижней) компоновки. Производится фиксация модуля беспроводного приема в модуле беспроводной передачи нижней части телесистемы (Wet Sub). Выполняется заделка кабеля в наконечник для соединения с забойной (верхней) частью телесистемы EGSS (Gap Sub). Проверяется качество соединения и сигнала от забойной (нижней) части телесистемы EGSS. После этого производится сборка забойной (верхней) части телесистемы EGSS и выполняется тестирование и программирование забойной (верхней) части телесистемы.

После сборки КНБК с забойной и верхней частью телесистемы EGSS производится спуск бурильной колонны с установкой обратных клапанов. Места расстановки обратных клапанов в бурильной колонне подбирают­ся с учетом конструкции скважины, при этом рекомендуемое расстояние между ними - не менее 400 м.

При проведении СПО скорость ограничивать в зависимости от допусти­мых колебаний гидродинамического давления.

В интервалах изменения углов и диаметров, а также в интервале при­вязки геологических реперов по глубине скорость спуска должна быть ограничена до 3-5 м/мин. В процессе спуска с целью проверки индикатора веса и отсутствия посторонних предметов каждые 500 м выполняется тест на натяжение бурильной колонны (подъем колонны на 15 м). Тест на натя­жение производится также за 20 м до и 20 м после изменения внутреннего диаметра ствола скважины, связанного с конструкцией скважины.

При появлении посадок во время спуска КНБК в обсаженной части скважины производится подъем КНБК на 20 м выше места посадки и выполняется повторный спуск. При появлении посадок во время спуска КНБК в открытом стволе скважины производится промывка и проработка ствола скважины в данном интервале.

При достижении КНБК башмака эксплуатационной колонны или хвостовика производится перевод скважины на углеводородную жидкость (нефть, дизельное топливо) или иную промывочную жидкость. Перед переводом скважины на углеводородную жидкость или аэрацией промывочной жидко­сти азотом производится перевод инструмента в подвешенное состояние (во избежание превышения осевой нагрузки на долото). При необходимости производится розжиг свечи рассеивания в режиме малого пламени. Произ­водится спуск КНБК до текущего забоя с промывкой, на забое производится промывка в течение 1 цикла.

По окончании промывки производится приподъем КНБК в интервал башмака хвостовика или эксплуатационной колонны с постоянной циркуля­цией для калибровки программы АСУ бурения на депрессии и определения истинного забойного.давления. По окончании технологического отстоя производится контрольный спуск КНБК с. промывкой до глубины срезки. удлинения горизонтального участка ствола скважины. При необходимости производится проработка открытого ствола скважины до свободного хода инструмента. Производится закачка азота с оптимальным режимом для до­стижения минимально возможного давления на забое и расхода газообраз­ного азота. По данным датчиков давлений в КНБК регулируется расход и давление для обеспечения оптимального режима бурения на депрессии и получения стабильного притока. Величина депрессии на продуктивный пласт определяется планом работ исходя из геологических и технологиче­ских условий при углублении скважины. Расчеты по управлению депрессией, величинам давления в затрубном пространстве, давления на буровых насо­сах, плотности и расхода промывочной жидкости производятся инженером-технологом бригады УД.

Перед началом бурения удлинения или ответвления производится рас­хаживание КНБК с регистрацией параметров:

- вес инструмента при ходе вверх и вниз;

- крутящий момент;

- давление на линии нагнетания насосов;

- давление на устье скважины (в затрубном пространстве).

После этого производится спуск КНБК до текущего забоя горизон­тального участка скважины с одновременной промывкой промывочной жидкостью.

Углубление ствола производится с механической скоростью не более 10 м/ч - для обеспечения эффективного выноса выбуренного шлама. Углубление производится совмещенным методом (верхний привод/ ротор + ВЗД), следуя указаниям ведущего инженера партии ИТС. Враще­ние ротором/верхним приводом осуществляется со скоростью не более 10 об/мин. Осевая нагрузка на долото должна обеспечивать получение оптимальной механической скорости и не превышать технические харак­теристики. указанные в паспорте долота. Касание забоя долотом должно происходить плавно, нагрузку на долото и режимы углубления следует изменять в зависимости от конкретных условий. Момент касания долота на забой определяется по совокупности факторов:

- рост давления промывочной жидкости на стояке;

- уменьшение веса инструмента;

- появление крутящего момента.

Расход промывочной жидкости и газообразного агента выбирается из условия обеспечения депрессии, качественной очистки БС скважины в зависимости от энергетических характеристик ВЗД и типа применяемых телесистем.

 

В ходе бурения каждые 30 минут производится регистрация в журнале параметров бурения следующих данных:

- глубина нахождения КНБК;

- вес инструмента при спуске и подъеме;

- давление на забое;

- затрубное давление;

- объем промывочной жидкости на дневной поверхности;

- плотность промывочной жидкости;

- производительность насосов;

- механическая скорость.

В процессе углубления постоянно ведется контроль за количеством выносимого шлама. Для снижения вероятности шламообразования и определения обвалов открытой части ствола скважины при бурении удлинения или ответвления производится проработка открытого ствола скважины в следующем порядке:

- через каждые 10 м углубления скважины производится подъем ин­струмента с интенсивной промывкой на 20 м выше забоя;

- через каждые 50 м углубления скважины производится подъем ин­струмента с интенсивной промывкой до башмака эксплуатационной (тех­нической) колонны (хвостовика);

- через каждые 100 м углубления скважины производится контрольный подъем/спуск до глубины с зенитным углом до 40°.

С целью обеспечения выноса шлама при бурении удлинения и ответвле­ний БС производится закачка пачек раствора вязко-упругого состава (БУС). Частота и объемы закачки пачек раствора ВУС определяются по результатам контроля выноса шлама и затрубного забойного давления.

Перед наращиванием бурильного инструмента в ходе углубления произ­водится расхаживание инструмента со скоростью 3-5 м/мин на длину свечи (18-20 м) с промывкой текущего забоя в течение 5-10 мин. Наращивание инструмента осуществляется в следующем порядке:

- производится остановка буровых насосов, бурильщиком бригады КРС дается подтверждение инженеру-технологу бригады УД о готовности к наращиванию;

- инженер-технолог бригады УД производит закачку газообразного азота до обратного клапана с целью оттеснения промывочной жидкости: после остановки подачи азота производит стравливание давления со стояка манифольда до атмосферного давления и дает подтверждение бурильщику бригады КРС;

- бурильщик бригады КРС закрывает шаровой кран под верхним силовым приводом и производит наращивание бурильного инструмента. После этого производится открытие шарового крана под верхним силовым приводом, восстанавливается подача промывочной жидкости и дается под­тверждение инженеру-технологу бригады УД;

- бригада УД восстанавливает подачу газообразного азота для выхода на заданный режим депрессии, после чего дается подтверждение буриль­щику бригады КРС о продолжении углубления.

При наращивании в процессе углубления контролируется давление на устье скважины. В ходе наращивания давление на устье должно составлять от 0 до 2 МПа. При увеличении давления свыше.2 МПа производится дросселирование давления. Регулирование давления в скважине осуществляется с помощью системы дросселирования, находящейся в сепараторном блоке. Регулирование давления осу­ществляется штуцерами как с изменяемым проходным сечением, так и с постоянным сечением. Выбор штуцера определяется исходя из геолого-технических условий.

Бурение удлинения производится до планового забоя в режиме депрессии, строго следуя указаниям ведущего инженера партии ИТС. При достижении плановой глубины удлинения горизонтального участка скважины проводится промывка скважины в течение 2-х циклов, при этом поддерживается режим депрессии. Производится приподъем компоновки в интервал башмака хвостовика или эксплуатационной колонны с постоян­ной циркуляцией. Перед бурением ответвлений горизонтального удлинения производится спуск КНБК до проектной отметки по стволу и производится наработка уступа. Технология бурения ответвлений полностью соответствует технологии бурения удлинения.