Дефекты крепления скважин виды

Обновлено: 07.07.2024

Осложнения при креплении скважин

Если недоподъем раствора или недоспуск колонн в целом связан с нарушение технологического регламента при креплении, то межпластовые перетоки и флюидопроявления требуют изменения технологии крепления скважин и применение других тампонажных материалов, повышения качества геофизического исследования скважин.

Анализ осложнений показывает, что вследствие неправильного определения ВНК около 38% скважин содержит обводненную продукцию; 29 % осложнений связано с поглощением тампонажного раствора и как следствие недоподъемом цементного раствора, на межпластовые перетоки приходится около 15-25%, флюидопроявления – 5 % и 5-13 % связано с недоспуском колонн.

Восстановление герметичности заколонного пространства требует значительных затрат.

Так, например, затраты на ликвидацию межпластовых перетоков составляют в среднем 15% от стоимости скважины при продолжительности ремонтных работ превышающих время строительство самой скважины. Все указанные выше причины некачественного крепления скважин резко снижают их долговечность.

Факторы, влияющие на качество крепления скважин

Природная группа факторов: термобарические условия в скважине, тектонические нарушения, ФЕС коллектора и степень его неоднородности, положение продуктивных пластов по отношению к подошвенным и пластовым водам.

Влияние природных факторов оценено в настоящее время неполно в следствии сложности моделирования процессов, отсутствия аппаратуры и соответствующих методик.

Технико-технологические факторы:

- состояние ствола скважины (интервалы проявлений и поглощений, кавернозность, кривизна и перегибы ствола, толщина фильтрационной корки);

- конструкция обсадной колоны и состав технологической оснастки (величина зазора, длина и диаметр колонн, расстановка технологической оснастки);

- тампонажные материалы (состав, физико-механические свойства коррозийная устойчивость тампонажного раствора (камня);

- технологические параметры цементирования (объем и вид буферной жидкости, скорость восходящего потока, соотношения между реологическими показателями и плотностью вытесняемой и вытесняющей жидкостей, расхаживание и вращение колонн);

- уровень технической оснащенности процесса цементирования.

Организационные факторы:

- уровень квалификации членов тампонажной бригады;

- степень соответствия процесса цементирования технологическому регламенту;

- степень надежности цементировочной схемы.

Действие температур

Рост температуры с 20 до 75 0 С обеспечивает увеличение прочности цементного камня в течении всего периода твердения. Увеличение температуры до 110єС приводит к снижению прочности с одновременным увеличением проницаемости цементного камня. Другой причиной увеличения проницаемости цементного камня является усадка в процессе твердения, вследствии содержания в портландцементе до 60 % оксида кальция и последующего его выщелачивания гидрооксида кальция при его взаимодействии с кальцийсодержащими пластовыми флюидами.

На месторождении с АВПД наиболее опасны заколонные нефтегазопроявления. Для их предупреждения необходимо:

- закачивание в скважину разнотемпературных пачек цементного раствора, отличающихся по времени схватывания на 2ч, обеспечивающее быстрое твердение нижней части столба цементного раствора и исключающее прорыв газа;

- создание в затрубном пространстве избыточного давления сразу после окончания цементирования;

- увеличение плотности бурового раствора до возможно максимальной величины;

- использование многоступенчатого цементирования;

- увеличение плотности жидкости затворения;

- использование седиментационно устойчивых тампонажных материалов с ускоренным сроком схватывания;

- создание плотной баритовой пробки, размещаемой между верхней и нижней порциями тампонажного раствора. Осаждение барита в период ОЗЦ приводит к образованию непроницаемой перегородки.

Крепление скважин

Процесс крепления скважин разделяется на два этапа: спуск обсадных труб и их цементация. Обсадные трубы в скважине испытывают сложные напряжения: наружное давление горных пород, внутреннее давление текущих по ним рабочих агентов, продольное растяжение и изгиб под действием собственного веса, а в некоторых случаях и температурное удлинение. Для большей надежности обсадные трубы изготавливаются цельнотянутыми или цельнокатаными. Соединяются трубы при помощи муфт или сваркой.

Перед спуском обсадных труб каверномером определяется внутренний диаметр скважины и рассчитывается потребное количество цементного раствора. Цементация добычных скважин является одним из основных моментов в подготовке скважины к эксплуатации. Хорошо выполненный тамлонаж затрубного пространства обеспечивает герметичность, а следовательно, успех работы скважины при добыче полезного ископаемого. Кондуктор и колонна обсадных труб крепятся подбашмачной заливкой цементным раствором. Кроме герметичности, цементация затрубного пространства предохраняет трубы от воздействия агрессивных сред (подземные воды, растворы солей). Перед цементацией затрубное пространство промывается водой или глинистым раствором до выравнивания удельного веса раствора в трубах и за ними. Цемент закачивают цементировочным агрегатом.

При цементации колонны обсадных труб в глинистых или соляных породах применение цементного раствора, приготовленного на пресной воде, не обеспечивает необходимой герметизации. Это объясняется тем, что избыток пресной воды в цементном растворе взаимодействует с этими породами, в результате чего в зоне контакта образуется рыхлый пограничный слой, служащий каналом для перетоков. Качество контакта цемент—глина (цемент—соль) значительно повышается при приготовлении цементного раствора на насыщенном водном растворе соли (360 кг на 1 м 3 воды). Промывка скважин перед цементацией и продавка цементного раствора производится насыщенным раствором поваренной соли. Продавку цементного раствора следует производить при скорости движения его в затрубном пространстве 1,2—1,8 м/с, т.е. закачку раствора на глубоких скважинах целесообразно вести параллельно тремя-четырьмя цементировочными агрегатами.

После окончания цементации скважину оставляют в покое на 16—24 ч для затвердевания цементного раствора. Время схватывания раствора можно изменять путем добавления специальных добавок. Ускорителями являются хлористый натрий и хлористый кальций, которые добавляют в раствор в количестве 2—3 % массы сухого цемента. Замедлителями служат ССБ и карбоксилметилцеллюлоза (КМЦ), добавляемые в количестве до 1 % массы сухого цемента. Для улучшения свойств раствора в него можно добавлять до 30—40 % кварцевого песка тонкого помола.

Опрессовка скважин. Обычно испытание пробуренных скважин на герметичность производится в два этапа. Первый этап проводится после затвердевания цемента, но до разбуривания цементного башмака. При малой глубине скважин колонна испытывается под давлением, в 2—3 раза превышающем давление рабочего агента в процессе разработки. При больших глубинах (до 1000 м) испытание ведется под давлением 60—100 МПа.

Второй этап осуществляется после разбуривания цементного башмака в трубе и под колонной обсадных труб; давление при этом равно двойному давлению рабочего агента.

Испытание герметичности скважин в несколько этапов позволяет сразу установить и ликвидировать нарушения. Герметичность испытывается водой, нагнетаемой в скважину поршневым насосом буровой установки, а при значительной приемистости скважины — центробежным насосом. Нагнетание воды производится до тех пор, пока давление не поднимается до заданной величины. Затем, перекрыв задвижку на напорной линии, наблюдают за падением давления. Отсутствие падения давления в течение часа указывает на надежную цементацию скважины. При появлении воды в затрубном пространстве приступают к повторной цементаци скважины.

Лекция 12. Аварии при креплении скважин

При креплении скважин обсадными колоннами встречаются следующие группы аварий: прихваты обсадных колонн, падение отдельных труб и секций колонн в скважину, смятие обсадных колонн, разъединение обсадной колонны по резьбовому соединению и другие аварии.

Прихваты обсадных колонн

Аварии этой группы происходят в основном из-за:

- недоброкачественной подготовки ствола скважины перед спуском колонны — проработка ствола проводилась не с жесткой компоновкой бурильной колонны, завышенная скорость проработки, спуск компоновки в осложненных участках без проработки;

- применение бурового раствора несоответствующего качества – недостаточное количество противоприхватных добавок, несоответствующие проекту параметры бурового раствора;

- наличия в стволе резких изменений кривизны и азимута;

- недостаточно продуманного плана работ по спуску колонны или его невыполнения.

Причины других случаев прихвата обсадных колонн подобны причинам прихватов бурильных колонн.

Падение труб и секций обсадных колонн. Обсадные колонны падают в скважину по ряду причин. Основные из них:

1. Неисправность спускоподъемного инструмента (элеваторов, клиньев, встроенных в ротор и т.д.) — частая причина падения обсадной колонны и отдельных труб в скважину. В последнее время для спуска обсадных колонн, особенно сварных, стали широко применять спайдер-элеваторы. Однако слабое закрепление трубы или плохое состояние сухарей спайдера вызывает проскальзывание трубы в спайдере, что приводит к падению колонны в скважину. Длительная эксплуатация спайдер-элеваторов без проверки их состояния ультразвуковой дефектоскопией не позволяет выявить своевременно развитие усталостных трещин, в результате происходит разрушение элеватора и падение колонны в скважину.

2. Наличие уступов в стволе скважины нередко способствует остановке на них спускаемой колонны, что приводит к открытию элеватора и падению труб в скважину.

3. Вырыв труб из муфты - одна из частых причин падения колонн в скважину. Этой подгруппе аварий способствуют:

некачественная нарезка резьбы, особенно в подгоночных патрубках, переходниках с одного диаметра труб на другой (например, с 140 на 146 мм). Как правило, некачественная нарезка резьбы осуществляется там, где трубная резьба нарезается в местных мастерских с применением в качестве калибра ниппеля или муфты трубы. Встречаются случаи вырыва трубы из муфты из-за заводских браков (несоответствие профиля резьбы и погрешности в конусности).

Недостаточное крепление трубы в муфте. Особенно часты такие случаи в местах крепления трубы с муфтой на заводе. Незакрепленное резьбовое соединение не в состоянии удержать вес колонны, и происходит выход трубы из сопряжения с муфтой. Чаще всего это наблюдается при снятии с клиньев большого веса спущенной колонны. Как правило, вырыв приходится на первую муфту или муфты, находящиеся недалеко от устья скважины. Эти соединения испытывают наибольшие растягивающие нагрузки.

Свинчивание резьбовых соединений с перекосом их осей. При этом происходит неправильные сопряжений резьбы, которая деформируется, или два-три витка ее разрушаются полностью, и труба выходит из сопряжения с муфтой. Свинчивание с перекосом отмечается в основном при креплении муфты с трубой буровой бригадой.

Приложение растягивающих нагрузок, превышающих допустимые. Чрезмерные нагрузки, как правило, прилагаются, когда колонна оказалась, заклинена или прихвачена. Желание освободить ее быстрее порождает приложение недопустимых нагрузок, которые приводят к вырыву трубы из муфты.

Во всех случаях выход резьбы из сопряжения сопровождается пластической деформацией резьбы и незначительным расширением муфты. Образующая резьба имеет форму изогнутой кривой, шаг резьбы несколько растянут, а профиль витков приобретает наклонную форму, направленную в сторону, противоположную выходу трубы из муфты.

Отсутствие повсеместного контроля моментомерами, устанавливаемыми на ключе, за величиной крутящего момента при свинчивании обсадных труб в колонну.

Известны случаи падения колонн в скважину из-за поперечного обрыва труб по телу вне трубной резьбы. Исследование аварийных труб показало, что они имеют относительное удлинение меньше допустимых норм и местное упрочнение металла, вызванное местной закалкой. Перезакалка приводит к обрыву трубы по телу.

При безрезьбовом соединении труб в колонне с помощью сварки отмечены случаи разрушения труб в зоне сварки из-за нарушения технических правил сварки (наличия непроваров в корке шва, несплавления кромок, наличия большого количества газовых пор и других дефектов сварного соединения), а также несоблюдения режима сварки по току и напряжению, неточное направление электрода в разделку кромки, плохая газовая защита или влажный углекислый газ.

Нарушения технических правил сварки приводят к обрыву резьбовых труб, когда для упрочнения соединения трубы с муфтой производят дополнительную приварку трубы к муфте. Группа прочности стали муфты, всегда выше группы прочности стали трубы. Соединение сталей разных групп прочности в условиях буровой приводит не к упрочнению, а к ослаблению прочности трубы в месте сварки.

Смятие обсадных труб. Аварии этой группы многочисленны, а причины их разнообразны. Характерно, что смятия происходят преимущественно с колоннами, спускаемыми с применением тарельчатого обратного клапана. Несвоевременный долив спускаемой колонны приводит к смятию трубы над обратным клапаном. На величину гидродинамического давления влияют скорость спуска колонны, разность диаметров скважины и спускаемой колонны, чистота стенок скважины, параметры бурового раствора.

Обсадная колонна часто сминается в нижней части из-за чрезмерной ее разгрузки, особенно в интервалах, осложненных кавернами и при большой разнице диаметров скважины и колонны.

Нередко причиной смятия обсадной колонны является плохое крепление спущенной колонны на устье. В таком случае колонна проскальзывает или проседает с последующим разрушением трубы.

При работе в скважинах, закрепленных промежуточными колоннами, возникают смятия последних от наружного давления, возникающего выше цементного кольца вследствие обвала пород, вызванного боковыми давлениями.

Известны случаи смятия обсадных колонн от наружного давления, возникающего в результате опорожнения скважины при подъеме бурильной колонны. Такие аварии характерны для кондукторов и первых промежуточных колонн, затрубные пространства которых зацементированы не до устья.

Прочие аварии с обсадными колоннами.

Редко, но встречается отсоединение нескольких нижних труб от кондукторов или промежуточной колонны после цементирования или во время работы в ней. Эта подгруппа аварий характерна для роторного бурения. Они происходят, как правило, там, где колонна не спущена до забоя или до места перехода на меньший диаметр, а также при установке башмака колонны в мягкие породы, легко поддающиеся размыву.

Ускорению отсоединения способствуют наличие каверн под башмаком, кривизна скважины, несоосность бурильной и обсадной колонн.

Невозможность отсоединения секции обсадной колонны от колонны бурильных труб, на которых она спускалась. Такое довольно частое явление происходит по следующим причинам:

применение резьбовых разъединителей, у которых трудно определить нейтральное нагружение левой резьбы (она бывает или сжата частью веса бурильных труб, или растянута);

применение разъединителей с левой термически незакаленной резьбой, которая при большом весе подвешенной колонны деформируется и не отвинчивается.

В связи с все большим распространением спуска секционных обсадных колонн появилась новая подгруппа аварий — прорезание обсадной колонны и забуривание нового ствола при разбуривании оснастки и узлов соединения секций. Частицы металла от них, оседая на забое нижеустановленной секции, образуют как бы клинья, которые в начале бурения (если их не удалить) приводят к прорезанию стенок трубы.

Аварии из-за неудачного цементирования

При цементировании обсадных колонн наиболее частыми являются аварии из-за разрушения обсадных колонн под действием внутреннего давления. Происходят они при восстановлении циркуляции бурового раствора после спуска обсадной колонны; при продавке цементного раствора, особенно в момент его выдавливания в затрубное пространство; при преждевременном схватывании цементного раствора; во время создания внутреннего давления при испытании колонны на герметичность, а также при ликвидации водогазонефтепроявлений.

Создаваемые давления в момент аварии, как правило, бывают выше допустимых. В тех случаях, когда давления в момент аварии были ниже допустимых, разрушениям способствовали заводские дефекты в трубах (закаты металла, плены, раковины и т.д.).

Аварии этой группы являются типовыми и многократно повторяются. Например:

1. Во время закачивания продавочной жидкости при цементировании первой секции обсадной колонны был обнаружен преждевременный выход через устье цементного раствора. Впоследствии выяснилось, что спущены неопрессованные обсадные трубы: цементный раствор при закачке был продавлен через продольную трещину в трубе длиной около 300 мм.

2. Приготовление цементного раствора с замедлителем схватывания проводилось непосредственно в мерниках цементировочных агрегатов без достаточного контроля. При этом порции цементной смеси имели неоднородную концентрацию и различные сроки схватывания, которые привели к преждевременному схватыванию цементного раствора в колонне и последующему разрыву трубы от внутреннего давления.

К преждевременному схватыванию цементного раствора иногда приводят остатки цемента и растворенного замедлителя схватывания в цементно-смесительных машинах и цементировочных агрегатах.

Посадка башмака и нижней части обсадной колонны в шлам, а также несвоевременная остановка цементировочных агрегатов по достижению давления "стоп" нередко являются причиной разрыва обсадной колонны от внутреннего давления.

Рассмотрим другие типовые причины аварий из-за неудачного цементирования.

Установка неправильно собранного перед спуском разъединительного устройства между обсадной колонной и бурильными трубами не позволяла продавить цементный раствор в затрубное пространство. В результате он был оставлен внутри обсадной колонны.

Спуск секции обсадной колонны на неопрессованных бурильных трубах привел во время продавливания цементного раствора к продольному разрыву бурильной трубы и последующему зацементированию бурильной колонны.

Цементирование без продавочных пробок, особенно при спуске секционных колонн, а также с пробками, не отвечающими требованиям надежного разделения цементного раствора и продавочной жидкости, часто является причиной образования цементных стаканов высотой до нескольких сот метров, при разбуривании которых нарушаются обсадные колонны.

Удаление цементного раствора, находящегося над разъединителем секции обсадной колонны, и последующая промывка скважины одним насосом с малой подачей приводят к одностороннему движению цементного раствора и зацементированию бурильных труб.

Ошибки в расчетах объема продавочной жидкости, образование воздушных пробок между цементным раствором и продавочной жидкостью, насыщение продавочной жидкости воздухом приводят к оголению башмака обсадной колонны.

Как видно из сказанного, неудачному цементированию способствуют: несоответствие качества цементного раствора температурным условиям скважины; применение для затворения цементного раствора и воды, загрязненной примесями, которые ускоряют сроки схватывания; применение плохого качества продавочных пробок и стоп-кольца и другой оснастки обсадных колонн; слабый контроль за качеством приготовления цементного раствора и соблюдением технологических требований по спуску колонны и ее цементированию.

К неудачному цементированию очень часто приводит разрыв во времени между окончанием закачивания цементного раствора и началом закачивания продавочной жидкости. Нередко в подобных случаях сразу же после закачки 5-10 м 3 продавочной жидкости наблюдается резкое повышение давления до сверхдопустимых норм. В таких случаях работы по цементированию прекращаются, а колонна оказывается почти полностью заполненной цементным раствором.

ОСН1 [стр.173-184], ОСН3 [стр.6-27]

1.Какие группы аварии встречаются при креплении скважин обсадными колоннами?

Как понять, что скважина доживает последние дни

Народная мудрость гласит, что скупой покупатель платит дважды. Бурение скважины – это процедура далеко не бюджетного и доступного каждому класса, но после оплаты n-суммы заказчик может получить не желаемые удобства, в дополнительные расходы на ремонт.

В рекламе бурильные компании используют подкупающие лозунги о гарантиях и высоком качестве работ, а на деле заказчик может остаться со своей нерабочей скважиной сам на сам. Чтобы избежать подобной ситуации, рекомендуем не верить подрядчику на слово, а по возможности контролировать ход работ и полученный результат, и подписывать акт приема объекта только после проверки.

Под одним термином «скважина» могут подразумевать водозаборы разной глубины: на песок, на известняк и артезианские. В зависимости от вида отличается общая стоимость водозабора, длительность его эксплуатации и возможность ремонта.

Бурение скважины – где пытаются халтурить бригады

Как и в любой работе, которую потребитель заказывает на стороне, в бурении скважин есть несколько моментов, где недобросовестные исполнители могут недоработать. При приеме объекта недостаток будет невиден, но спустя пару месяцев заявит о себе пустой шахтой, грязной водой и дорогим ремонтом.

Среди типичных отхождений от строительной технологии встречаются:

Превышение необходимой глубины за счет клиента;
Безостановочное бурение, в процессе которого забиваются водоносные протоки;
Неправильная установка обсадной трубы;
Несоответствие толщин и диаметров наружной и внутренней трубы;
Использование увеличенной мощности компрессора из-за чего скважина засушивается;
Недостаточное заглубление в водоносный слой.

Такие тонкости, случайные или умышленные, сокращают средний период эксплуатации скважины. Вместо пресной воды в неограниченном количестве владелец сталкивается с необходимостью искать компанию, которая согласится исправлять чужие ошибки.

Заказывать скважину нужно у компании, которая работает на рынке не меньше 5 лет. Эту информацию можно проверить по выписке из налоговой службы. Организация не должна требовать оплату вперед. Возможность оплаты частями подтвердит, что компания уверена в качестве услуги

Нарушение буровой технологии дает о себе знать по-разному. У каждой неисправности питьевых скважин есть причины.

Диагностика и ремонт скважин

В основном скважину бурят, когда верхние водоносы не дают пресной воды нужного качества и в нужном количестве. Заказчик, рассчитывая на практически неограниченный объем воды, скрепя сердцем отдает десятки тысяч рублей, но в итоге может получить малый дебит или вообще сухую скважину через несколько месяцев пользования. Если такое случилось, то, скорее всего, бригада неправильно определила водоносный слой и не дошла до безнапорных жильных горизонтов.

Положительный момент в такой ситуации есть. Обычно проблемы с дебитом выясняются раньше, чем заканчивается срок гарантии, если такая была предоставлена. Компания, которая заботится о своей репутации, исправит свой косяк бесплатно. Другое дело, если работы выполняли сезонные рабочие. Тогда владельцу придется за свой счет нанимать другую бригаду. Чаще всего проблема решается бурением новой скважины в другом месте, и консервацией старой.

По степени сложности проблемы со скважиной можно разделить на два типа:

Периодические – возникают в ходе эксплуатации из-за изнашивания компонентов (зарастание фильтра, свищи в трубах, разрушение цементирования, коррозия);
Необратимые – серьезные повреждения колонны или проблемы с водоносным горизонтом, которые приводят к полной потере работоспособности.

Скважина, как и колодец, сигнализирует о возникшей проблеме снижением дебита и/или ухудшением качества воды. Если вода перед подачей проходит несколько ступеней очистки, то владелец может заметить неисправность уже после выхода из строя системы водоподготовки. Для диагностики нужно вызвать специалиста, самостоятельно определить, что происходит на глубине 40-60 метров невозможно.

Обязательный момент приема готовой скважины – наличие ее паспорта, который вручается заказчику. В нем указана все спецификации: глубина, диаметр, вид труб, тип почвы и др. Этот документ используется для правильного подбора насосного оборудования и служит отправной точкой для ремонта

Одна проблема может иметь несколько причин. Для определения неисправности извлекают насос, проверяют, исправен ли он, а дальше выполняют исследование шахты. Сейчас буровые компании проводят каротаж скважин с помощью видеокамеры. Это позволяет получить исчерпывающую информацию о состоянии обсадной колонны и наличии дефектов. Видеодиагностика выявляет причину поломки, посторонние предметы и степень общего износа труб.

После обследования компания должна выдать дефектный акт, который содержит информацию о выявленных неисправностях и нарушениях. Профессиональный капитальный ремонт проводится только после получения такого документа. Заключение о состоянии скважины включает характеристики объекта, показатели износа, техническую возможность восстановления и рекомендации по проведению ремонта.

Ремонтные работы состоят из нескольких этапов:

Очистка от загрязнений;
Проверка глубины и высоты водного столба и сравнение полученных данных с паспортом скважины;
Ремонтные работы.

Типичные неисправности скважин на воду

Распространенная проблема – появление в воде песка и ила. Ниоткуда примеси взяться не могут, а значит, попадают сквозь неправильно подобранную или поврежденную фильтрующую секцию. Также причиной становится разгерметизация или перфорация обсадных труб. Стальные трубы желательно соединять сварными швами, а не резьбовыми. Песок может поступать в скважину через башмак колонны (из-за отсутствия цементирования или его повреждения). При неправильном оборудовании оголовка скважины мусор легко попадает в скважину через незащищенный верх.

Снижение дебита вызывается зарастанием или кольматацией фильтра. Такое происходит, если его неправильно изготовили, использовали материалы, которые подвержены электрохимической коррозии, или не выполнили обсыпку фильтрующего конуса.

Даже при серьезных повреждениях, есть шанс реанимировать скважину. Если потребуется, то в ходе ремонта выполняют полную замену эксплуатационной колонны. Ремонт готовой скважины – это дорогая услуга, сложность которой может быть выше, чем бурение новой

Появление цветности воды связано с тем, что фильтр или колонна пропускают в шахту воду из незащищенных горизонтов. Верхние грунтовые воды должны отсекаться трубой большего диаметра, а зазор цементироваться, чтобы исключить возможность межтрубного перетекания. Заменить фильтр реально только когда скважина состоит из двух колон: обсадной и эксплуатационной. Если труба одна, то после ее вытягивания шурф скважины затянется окружающими породами. Единственная возможность в таком случае – вставка ремонтной трубы меньшего диаметра.

Строительные ошибки могут привести к перекосу и деформации колонны. В таком случае извлечь насос и саму трубу очень проблематично, его просто зажимает сплющенными стенками. Ремонт возможен, но стоимость будет высокой. При обрыве троса насос можно попробовать достать «кошкой».

Самая простая ремонтная процедура – это прочистка фильтра от отложений. Ее выполняют несколькими способами, в том числе и с использованием специальных химических растворов. Важно понимать, что если фильтр засорился в первый год эксплуатации, то высока вероятность, что его подобрали неправильно, и засорение будет постоянным.

К необратимым проблемам относится разрушение колонны, сплющивание труб грунтом и изменения гидрогеологической структуры участка. Здесь шанс на успех стремится к нулю.

Для уменьшения шансов столкнуться с неисправностью скважины, нужно обращаться за услугой бурения только в профильную компанию. Объявление на столбе или две строчки в газете – это не признак серьезности и стабильности компании.

Нефть, Газ и Энергетика

Природная группа факторов: термобарические условия в скважине, тектонические нарушения, ФЕС коллектора и степень его неоднородности, положение продуктивных пластов по отношению к подошвенным и пластовым водам.

Технико-технологические факторы:

состояние ствола скважины (интервалы проявлений и поглощений, кавернозность, кривизна и перегибы ствола, толщина фильтрационной корки);

Организационные факторы:

уровень квалификации членов тампонажной бригады;

Действие температур

Рост температуры с 20 до 75ºС обеспечивает увеличение прочности цементного камня в течении всего периода твердения. Увеличение температуры до 110ºС приводит к снижению прочности с одновременным увеличением проницаемости цементного камня. Другой причиной увеличения проницаемости цементного камня является усадка в процессе твердения, вследствии содержания в портландцементе до 60 % оксида кальция и последующего его выщелачивания гидрооксида кальция при его взаимодействии с кальцийсодержащими пластовыми флюидами.

На месторождении с АВПД наиболее опасны заколонные нефтегазопроявления. Для их предупреждения необходимо:

закачивание в скважину разнотемпературных пачек цементного раствора, отличающихся по времени схватывания на 2ч, обеспечивающее быстрое твердение нижней части столба цементного раствора и исключающее прорыв газа;

Расположение продуктивного пласта

При расстоянии между продуктивным и напорными горизонтами менее 10 метров приводит к преждевременному обводнению скважин, число таких скважин достигает 30 %.

Цементное кольцо выдерживает перепад давления до 10 МПа при толщине разобщающей перемычки более 5 м, при толщине такой перемычки меньше указанной величины необходима установка заколонных пакеров.

Эффективность крепления с использованием от одного до четырех пакеров показал опыт работ на Самотлорском, Федоровском, Суторминском и Лянторском месторождениях.

Процесс цементирования с использование пакеров предусматривает расширения уплотни тельного рукава пакера с герметизацией затрубного пространства перед открытием циркуляционных отверстий, через которую цементирую колонну выше пакера.

Практика применения заколонных пакеров показала, что их применение эффективно, если расстояние перфорации до водоносного пласта 3 м, а диаметр каверн не превышает 0,25 м.

При толщине разобщающей перемычки 3 м возникают сложности с установкой пакера, т.к. существующие методы контроля не обеспечивают точную установку пакера, обусловленные тем, что довольно трудно подсчитать удлинение колонны под действием растягивающих нагрузок и температуры, а также разного характера деформации при удлинении каротажного кабеля и бурильных труб. В среднем удлинение эксплуатационной колонны Ø 146 мм достигает 1 м на каждые 1000 метров.

Наибольшую сложность при качественном креплении скважин представляют тонко переслаивающие пласты с внутрипластовыми водами. В этом плане заслуживает внимание метод основанный на разнопьезопроводности водных и нефтяных пластов отличающихся друг от друга в 50 раз.

Технико-технологические факторы

Доказано, что даже при скорости 3 м/с глинистая корка не удаляется. При механической очистки с помощью скребков иногда случаются поглощения или прихваты колонн, поэтому заслуживают внимание рекомендации не очищать корку, а упрочнять ее путем химической обработки или применения тампонажных растворов на полимерной основе, фильтрат которых способен отверждаться, упрочняя при этом корку. Однако такая технология не приемлема в ПЗП.

Кривизна и перегибы ствола

Качественное крепление наклонно-направленных скважин осложняется тем, что ствол всегда осложнен перегибами, желобными выработками, кавернами, осадками твердой фазы на нижней стенке ствола.

Указанные причины не позволяют качественно вытеснять буровой раствор, и даже применение центраторов не гарантирует соприкосновение обсадной колонны со стенками скважин с оставлением протяженных «защемленных» зон бурового раствора.

С отфильтровыванием части жидкости затворения в проницаемые породы и усадкой цементного камня связано возникновение 80 % микрозазоров размером 0,07-0,14 мм.

Существенное влияние оказывает изменение давления за колонной в процессе ОЗЦ, связанное с опережающим схватыванием цементного раствора против хорошо проницаемых пластов.

Отрицательное влияние оказывает подогрев продавочной жидкости, воды затворения и тампонажного раствора. Для предупреждения возникновения осложнений рекомендуется использовать незамерзающие продавочные жидкости и минерализованные тампонажные растворы с пониженным водоцементным отношением.

Общими мероприятиями по улучшению состояния контакта являются:

снижения давления до атмосферного сразу после продавливания раствора;

Ликвидация таких зон возможных воздействием на них высоконапорных струй жидкости или использование эксцентриковых устройств.

Вращение и расхаживание колонны

В большинстве случаев эти технологические операции не проводятся вследствие отсутствия соответствующего оборудования, а также недостаточной прочности колонн. Для обеспечения безаварийного расхаживания прочность колоны должны рассчитываться с коэффициентом запаса прочности на растяжении равным 1,6 (без учета плавучести).

Эффект вращения существенен при частоте вращения до 35 об/мин. При скорости подъема 0,2-0,3 м/с, и плавного спуска без рывков при скорости 0,4-0,5 м/с перед остановкой опасения разрыва обсадной колонны не обоснованы. Эффективность цементирования при расхаживании и вращении колонны увеличивается на 15-20 %, успешность на 90 %. Не рекомендуется вращение и расхаживания колонны при осложнениях ствола вызванных сужениями, резкими перегибами, большими азимутальными углами искривления, использовании утяжеленного бурового раствора.

Характеристика контакта цементного камня с колонной

избыточное давление в колонне в период ОЗЦ;

Качество формируемого цементного камня

Важным условием надежного разобщения пластов является предупреждение фильтрации пластового флюида через поровое пространство твердеющего раствора. Для этих целей используются:

цементно-смолистая композиция (ЦСК) с добавкой смолы ТЭГ-1, обеспечивающих качество цементирования с близкорасположенными водоносными объектами;

Буферные жидкости

Для повышения степени заполнения заколонного пространства тампонажным раствором важен правильный выбор типа и объема буферной жидкости.

Объем буферной жидкости для эффективной очитки затрубного пространства зависит от времени контакта и определяется как произведение:

Время контакта играет существенную роль в эффективности цементирования. При времени контакта менее 7 мин в 50 % случае качество цементирования было неудовлетворительным и требовалось повторное цементирование.

Полноту вытеснения бурового раствора можно существенно увеличить, если в качестве буферной жидкости использовать нефть или дизельное топливо.

Добавление в буферную жидкость кварцевого песка с фракциями 0,2-0,8 мм в количестве 5-20 % (по массе) приводит к турбулизации потока даже при низких скоростях движения.

Технологические параметры цементирования

Определяющим фактором полноты замещения жидкостей в затрубном пространстве является - скорость восходящего потока и режим его течения. Последний оценивается обобщающим параметром Рейнольдса Re*.

Высокая степень вытеснения может быть достигнута и при низких скоростях течения при условии определенного соотношения реологических параметров контактирующих жидкостей. Турбулентный режим потока возможен при условии:

При меньшем значении скорости потока существует струйный режим.

Лучшее вытеснение бурового раствора происходит при меньшей разнице плотностей растворов, но при большей скорости закачивания тампонажного раствора.

Технологическая оснастка

Качество работ значительно повышается при совместном использовании центраторов и скребков.

В этом случае число ремонтных работ снижается с 60 % до 16%.

Если вследствие деформации диаметр центраторов уменьшается до диаметра долота, то эффективность их применения будет незначительна и образование застойных зон предупреждается при коэффициенте кавернозности не превышающим 1,1-1,3. Поэтому, для увеличения степени замещения цементный раствор необходимо прокачивать при высоких скоростях его течения, обеспечивая турбулентный режим.

Для упрощения технологической оснастки обсадных колонн и повышения их жесткости предложена конструкция центратора-турбулизатора, представляющий собой центратор, у которого планки относительно их средней части развернуты во взаимно противоположные стороны, что обеспечивает турбулизацию потока.

На практике число элементов технологической оснастки не превышает 50, хотя для качественного цементирования их число должно быть в 2 раза больше.

Нефть, Газ и Энергетика

Различают два вида несовершенства скважин - несовершенство по степени вскрытия и несовершенство по характеру вскрытия.

Несовершенная скважина по степени вскрытия - это скважина с открытым забоем, вскрывшая пласт не на всю мощность, а частично.

Скважина, хотя и доведённая до подошвы пласта, но сообщающаяся с пластом только через отверстия в колонне труб, в цементном кольце или в специальном фильтре, называется несовершенной по характеру вскрытия пласта.

На практике чаще всего встречаются скважины несовершенны как по степени, так и по характеру вскрытия пласта.

Отношение дебита гидродинамически несовершенной скважины к дебиту совершенной скважины характеризует степень несовершенства скважины и называется коэффициентом несовершенства. Коэффициент несовершенства зависит: от относительного вскрытия пласта; от числа отверстий, приходящихся на 1м колонны, размеров и формы отверстий; от глубины прострела. Дебит несовершенной скважины при одинаковых прочих условиях меньше дебита совершенной скважины, поэтому коэффициент несовершенства всегда меньше единицы.

Дебит несовершенной скважины

При расчете несовершенных скважин нередко используют понятие приведенного радиуса несовершенной скважины r ' _с

Это радиус такой совершенной скважины, дебит которой равняется дебиту данной несовершенной скважины при тех же условиях эксплуатации. Величина r ' _с определяется по графику или по формуле

Читайте также: