Отчет по практике в ЗСЭ ООО «ТУБР»

 

           3.2 Ловильный инструмент

 

Для ловильных работ применяют специальные инструменты различных типов и назначений. Рассмотрим категорию захватывающих инструментов для труб.

Овершоты — основной захватывающий снаружи инструмент и, возможно, самый распространенный из всех ловильных инструментов. Поскольку принцип заклинивания цельного или составного захвата в конической полости, имеющей спиральную (винтовую) проточку, используется почти во всех случаях.

 

 

Рис. 3.1 Овершот:

а - с плашечным захватом; б - со спиральным захватом: 1 - верхний переводник; 2 - корпус; 3 - плашечный захват; 4 - ограничительное кольцо; 5 -направляющая воронка; 6 - пакер; 7 - спиральный захват

 

 

Овершот, оснащенный плашечным захватом и кольцевым фрезером-ограничителем, следует применять для извлечения бурильных труб, если они вписываются по габаритам в захват. Часто "голова" извлекаемой трубы имеет заусенцы, зазубрины и другие неровности. В этом случае "голову" обрабатывают кольцевым фрезером до размеров, позволяющих разместить ее внутри захвата.

Метчики предназначены для ловли оставшейся в скважине колонны бурильных труб, если обрыв произошел в утолщенной части трубы, в замке или муфте. Правые метчики применяют для извлечения колонны целиком, а левые (на левых бурильных трубах) — для извлечения колонны по частям.

Колокола служат для ловли бурильных или обсадных труб, когда слом произошел в теле трубы, а также при срыве резьбовых соединений трубы, за исключением случаев, когда срыв резьбы произошел со стороны ниппеля замка.

Преимущество метчиков и колоколов — большая длина нарезанной конической части, которой можно соединиться с трубами разного диаметра. Главный недостаток этих инструментов в том, что их обычно нельзя освободить от прихваченных объектов.

Метчики и колокола — самонарезающие ловильные инструменты с упрочненной резьбой и обычно с продольными канавками для выхода стружки, образующейся при нарезании резьбы.

Метчиками и колоколами не следует соединяться с трубами и УБТ, которые могут оказаться прихваченными, но они удобны для извлечения небольших кусков колонн, долот и других объектов, для извлечения которых не требуется больших усилий.

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.2. Универсальный метчик с направляющим патрубком:

1 - головка; 2 - прокладка; 3 -упорное кольцо; 4 - муфта; 5 -направляющий патрубок; 6 - метчик; 7 - воронка

Рис. 3.3. Колокол: а - с направляющей воронкой;   б - с вырезом на нижнем конце  

 

Для извлечения из скважины мелких предметов обычно применяют магнитные фрезеры, металлошламоуловители различных типов, гидростатические желонки и специальные инструменты для конкретных условий.

Магнитные фрезеры — это или постоянные магниты, встроенные в корпус с промывочными каналами, или электромагниты, спускаемые на кабеле.

У фрезеров с постоянными магнитами (рис. 3.4, а) промывочные отверстия расположены по периферии нижнего торца, что позволяет вымыть осадок и шлам и обеспечить непосредственный контакт с извлекаемыми предметами. Обычно между корпусом фрезера и магнитным стержнем имеется бронзовая втулка, поэтому при движении фрезера внутри стальных труб не возникает заметных дополнительных сил трения.

После промывки непосредственно над забоем с целью обнажения поверхности предметов, подлежащих извлечению, фрезер опускают на забой с небольшой нагрузкой и вращением ротором. Когда забой нащупан, ротор останавливают и интенсивно промывают скважину. Затем останавливают насосы, отрывают фрезер от забоя и приступают к его подъему. Во время подъема нельзя вращать колонну ротором, так как при этом увеличивается вероятность потери пойманных предметов.

Металлошламоуловители. Инструменты колонкового типа уже много лет применяются для извлечения шарошек и других предметов аналогичных размеров с забоя бурящихся скважин. Инструмент состоит из верхнего переводника 1, корпуса 2, башмачного фрезера 5 и обычно из двух пружинных кернорвателей: верхнего 3 и нижнего 4 (рис. 3.5). Он предназначен для вымывания осадка с забоя и отбора небольшой колонны породы с забоя. Два кернорвателя, один из которых с короткими пружинными перьями, отрывают керн от забоя и поднимают его на поверхность. Все посторонние предметы, находившиея на забое, оказываются в корпусе инструмента, запертые снизу керном.

Важное условие нормальной работы металлошламоуловителя колонкового типа — свободное вращение кернорвателей в корпусе или башмачном фрезере.

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.4. Магнитный  фрезер  с  постоянным магнитом (а) и с электромагнитом [б]

  Рис. 3.5. Металлошламоуловитель колонкового типа

 

Фрезер используют для разрушения и измельчения подлежащих извлечению из скважины посторонних предметов. Форма фрезера определяется его назначением:

а) фронтального действия: плоский (рис. 3.6, а), конический (рис. 3.6, б) и цилиндрический (рис. 3.6, а);

б) внешнего воздействия: в форме усеченного конуса (рис. 3.6, а), конический (рис. 3.6, а),   цилиндрическо-конический (рис. 3.6, е) и цилиндрический (рис. 3.6, ж);

в) внутреннего     воздействия:     цилиндрическо-конический (рис. 3.6, з) и комбинированного воздействия (рис. 3.6, и).

Применяют фрезеры и других конструкций (рис. 3.6, к, л, м, н). Работы по фрезерованию очень трудоемки и требуют много времени, поэтому к этому способу ликвидации аварии следует прибегать в крайних случаях.

 

Рис. 3.6 Фрезеры различных типов

 

               4 Вскрытие пластов в процессе бурения

 

Продуктивным на данном месторождении является пласт Всюганской свиты.

При вскрытии пластов должны быть сохранены на высоком уровне фильтрационные свойства пород призабойной зоны.

Вскрытый продуктивный пласт обсаживается эксплуатационной колонной с дальнейшей кумулятивной перфорацией. Это вызвано, что пласт-коллектор склонен к осыпанию и в процессе эксплуатации будет значительная осыпь песка на забой скважины. Следовательно, целесообразно вскрывать пласт на всю глубину с дальнейшим углублением скважины в нижележащие породы с целью создания отстойника для песка и других механических примесей.

В соответствии с едиными правилами буровых работ столб бурового раствора в скважине должен создавать давление, превышающее пластовое на величину (в зависимости от глубины) от 1,5 до 3,5 МПа. В реальных условиях давление на продуктивные пласты существенно больше из-за переутяжеления бурового раствора, гидравлических сопротивлений при его движении в кольцевом пространстве, а также движении вниз бурового инструмента.

Технология вскрытия продуктивного пласта в процессе бурения практически не отличается от технологии бурения всего ствола скважины, поэтому, как правило, физико-механические свойства продуктивного пласта не учитывают. Исключение составляет выбор типа бурового раствора (но не во всех случаях).

Кроме ухудшения естественного состояния продуктивного пласта за счет проникновения фильтрата бурового раствора и в некоторых случаях твердой фазы на скорость бурения влияет ряд технологических факторов, определяемых буровым раствором: плотность, вязкость, показатели фильтрации, содержание и состав твердой фазы. Эти показатели могут способствовать увеличению механической скорости проходки (фильтрация) и одновременно снижать проницаемость призабойной зоны или способствовать уменьшению скорости проходки и улучшать состояние призабойной зоны. Вместе с тем основные показатели технологических свойств буровых растворов взаимосвязаны.

В бурении предъявляются повышенные требования к выбору бурового раствора, в первую очередь с позиции предупреждения осложнений и аварий, затем учитывают обеспечение наилучших условий работы породоразрушающего инструмента и, к сожалению, очень редко уделяют внимание максимальной возможности сохранения естественного состояния продуктивного объекта.

 

          5 Опробование и испытание пластов в процессе бурения

 

Опробование пластов

Для оценки промышленной нефтегазоносности вскрытого скважиной геологического разреза проводят специальные исследования, объем и методы которых зависят от целевого назначения скважины. Эти исследования направлены на решение следующих задач: определение нефтегазоносности отдельных интервалов и предварительную оценку их промышленной значимости, получение достоверных данных для подсчета запасов и последующего проектирования системы разработки месторождений, определение эксплуатационных характеристик пласта.

Задача опробования - вызвать приток флюида из пласта, отобрать его пробу для анализа, определить свободный дебит скважины. При проведении испытаний ставятся более широкие задачи.

Применяют различные глубинные инструменты, которые по конструктивному исполнению, особенностям применения и назначению можно условно разделить на три типа: а) пластоиспытатели, спускаемые в скважину на колонне труб; б) аппараты, сбрасываемые внутрь колонны бурильных труб сразу после вскрытия бурением намеченного объекта; в) аппараты, спускаемые в скважину на каротажном кабеле.

Наиболее полную информацию об исследуемом пласте получают с помощью пластоиспытателя на колонне труб. Аппараты второго и третьего типов позволяют выполнить лишь опробование пласта, поэтому их обычно называют опробователями.

Сбрасываемый внутрь бурильной колонны опробователь позволяет вызывать приток сразу после вскрытия продуктивного пласта и отбирать пробу пластовой жидкости. Для этого над долотом устанавливают специальное пакерующее устройство, которое при промывке скважины не препятствует циркуляции бурового раствора по затрубному кольцевому зазору (рис.5.1, I). После спуска пробоотборника в пакерующее устройство открываются каналы, по которым буровой раствор под давлением подается под пакерующий элемент и вызывает его расширение вплоть до полного контакта со стенками ствола скважины и перекрытия кольцевого зазора; происходит изоляция призабойной зоны скважины от остального ствола (рис. 5.1, II). С повышением давления внутри бурильной колонны открывается клапан в пробоотборнике и давление в подпакерной зоне резко понижается, в результате чего пластовый флюид проникает в скважину (рис. 5.1, III) и попадает в пробоотборник. Одновременно регистрирующим манометром записывается кривая восстановления давления.

По истечении времени, отведенного для опробования пласта, давление в бурильной колонне снижают, в результате чего закрывается клапан в пробоотборнике и пакер постепенно возвращается в исходное положение. Пробоотборник захватывают овершотом и поднимают при помощи кабеля на поверхность. Иногда пробоотборник извлекают на поверхность вместе с бурильной колонной.

 

 

 

 

 

Рис. 5.1. Этапы (I-III) работы опробователя, сбрасываемого внутрь бурильной колонны:

1 — шлипсовая головка; 2 — грунтоноска; 3 — седло запорного устройства; 4 — впускное окно; 5 — отсекатель; 6 — пакерующее устройство; 7 — нижнее седло опробователя; 8 - впускной клапан; 9 - долото

 

9.2 Испытатели пластов

Современный пластоиспытатель включает в себя инструменты, аппараты и приборы, скомпонованные воедино для выполнения функций, необходимых при испытании пласта и проведении измерений. Такой испытатель называется комплектом испытательных инструментов (КИИ).

В состав пластоиспытателя входят следующие основные узлы (рис. 5.2): циркуляционный клапан, переводник с глубинным регистрирующим манометром, запорный поворотный клапан ЗПК, гидравлический испытатель пластов ИПГ, ясс, безопасный переводник, пакер, фильтр-хвостовик, опорный башмак.

Рис. 5.2. Схема пластоиспытателя:

1 — бурильные трубы; 2 — циркуляционный клапан; 3 — глубинный манометр; 4 — запорный поворотный клапан; 5 — гидравлический испытатель пластов; 6 — ясс; 7 — безопасный переводник; 8 — пакер; 9 — фильтр; 10 — местоположение глубинных манометров; 11 — хвостовик; 12 — опорный башмак (пята)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В комплект КИИ входит также несколько глубинных манометров, которые помещают в приборном патрубке и устанавливают в других местах для записи изменения давления. Одновременное использование нескольких манометров позволяет контролировать достоверность полученной информации об изменении давления и надежность срабатывания систем пластоиспытателя. Проверку осуществляют сопоставлением диаграмм, записанных в разных пунктах. Применяют регистрирующие манометры поршневого или геликсно-го типа. Поршневые манометры используют чаще, хотя по сроку службы и точности измерения они уступают геликсным. Вместе с манометром иногда применяют регистрирующий термометр.

Пластоиспытателями управляют с поверхности. В соответствии с командами пластоиспытатель выполняет следующие функции: изолирует интервал ствола скважины против исследуемого объекта от остальной его части, вызывает приток пластового флюида созданием депрессии на пласт, отбирает пробы пластового флюида на исследование, регистрирует восстановление давления в подпа-керной зоне.

Регистрация изменений давления происходит автоматически в течение всего периода нахождения пластоиспытателя в скважине в пределах ресурса рабочего времени манометра.

Под действием усилия сжатия за счет разгрузки на забой части веса колонны бурильных труб пакерующее устройство изолирует подлежащий испытанию объект от остальных проницаемых зон в стволе скважины и от воздействия гидростатического столба жидкости; на этой стадии надпакерная и подпакерная зоны сообщаются между собой по истечении определенного времени срабатывает гидравлическое реле и закрывается уравнительный клапан а затем открывается приемный клапан ИПГ, через который подпакерное пространство сообщается с внутренней полостью бурильных труб, частично заполненных жидкостью; давление под пакером резко уменьшается до величины гидростатического давления столба жидкости в колонне труб, и на исследуемый пласт действует депрессия, приводящая к притоку пластового флюида внутрь бурильной колонны. При интенсивном притоке на конце отводного трубопровода на устье отмечается выход воздуха, жидкости, заполняющей колонну и даже пластового флюида; вращением колонны труб с поверхности закрывают запорный поворотный клапан и записывают кривую восстановления давления; на конечном этапе дают натяжку инструмента, под воздействием которой закрывается приемный клапан ИПГ, и некоторое время спустя открывается уравнительный клапан, восстанавливающий гидрав лическую связь подпакерной зоны с надпакерной. Давление в этих зона выравнивается, и под влиянием натяжения пакер восстанавливает свою форму. В некоторых случаях для его освобождения приходится использовать ясс. В случае прихвата пакера или компоновки фильтра пластоиспытатель развинчивают по безопасному переводнику.