Технические средства и технологии для восстановления герметичности эксплуатационной колонны скважины
В предлагаемой Вашему вниманию статье представлен обзор технологий института «ТатНИПИнефть», направленных на восстановление герметичности скважины: как проверенных на практике, так и перспективных технологий для ремонта эксплуатационных колонн (ЭК).
Представлены такие решения, как извлекаемые летучки и металлические пластыри для восстановления герметичности ЭК и отключения обводнившихся пластов, скребок для очистки внутренней поверхности эксплуатационной колоны, различные пакеры-гильзы, а также устройство для отворота ЭК.
Кроме того, приводится описание технологии по локальному расширению ЭК для ликвидации заколонных перетоков, хорошо зарекомендовавшей себя на ряде объектов.
ИЗВЛЕКАЕМАЯ КОЛОННА-ЛЕТУЧКА
Извлекаемая летучка ИЛ-ГИ-122 (140)-35 предназначена для отключения обводнившихся пластов и восстановления герметичности ЭК в добывающих и нагнетательных скважинах (рис. 1).
Летучка представляет собой стальной патрубок с присоединенными на концах сужеными стальными наконечниками, на которые надеты резиновые уплотнители. Установка летучки производится последовательным расширением двух наконечников пуансонами с помощью гидравлического привода. Плотное прижатие уплотнителей к стенкам ЭК обеспечивает надежную и герметичную изоляцию ремонтируемого участка, а также фиксацию летучки в колонне скважины (рис. 2, 3).
Летучка изготавливается для ЭК диаметрами 146 и 168 мм с рабочими диаметрами 110 и 130 мм соответственно, выдерживает перепад давления от пласта до 15 МПа. Максимальная длина извлекаемых летучек может достигать 60 метров.
К преимуществам ИЛ-ГИ-122 (140)-35 можно отнести, во-первых, оперативность и относительную дешевизну проводимых работ, а также широкий рабочий диаметр и возможность извлечения.
Резка и извлечение летучки из скважины производится за одну операцию после последовательного срезания режущим элементом резака в продольном направлении верхнего суженного наконечника летучки за счет разгрузки веса подвески колонны труб на верхний резак и нижнего суженного наконечника снизу верх за счет натяжения подвески колонны труб подъемным агрегатом (рис. 4).
МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПЛАСТЫРЬ
Металлический пластырь ПМР-146 предназначен для восстановления герметичности ЭК (рис. 5). Установка пластыря в скважине осуществляется за счет протягивания через трубу круглого сечения пуансона с диаметром, изменяющимся в зависимости от внутреннего диаметра ЭК и нагрузки на гидравлический инструмент. Технические характеристики пластыря представлены в таблице 1. На рис. 6 представлена диаграмма циклов посадки пластыря.
Также был разработан инструмент для извлечения пластыря (рис. 7, 8, 9), представляющий собой «резак», который спускается в скважину, проходит через весь пластырь и за счет натяжения колонны удаляет пластырь. При этом инструмент фактически отгибает край пластыря, создавая необходимый зазор, подцепляет и вытягивает его на поверхность (рис. 10).
СКРЕБОК «КЫРГЫЧ-5 (6)»
Скребок «Кыргыч» предназначен для очистки внутренней поверхности ЭК от глинистой и цементной корок, парафиновых отложений, коррозионной окалины, металлических заусенцев, наплывов, следов перфорации и т.п. (рис. 11).
Инструмент состоит из корпуса, в поперечных окнах которого установлены поршни, взаимодействующие с ножами, установленными в проточках корпуса.
Под давлением жидкости поршни выдвигаются и прижимают ножи к стенкам ЭК. При этом осуществляется одновременная промывка ЭК через отверстие в нижней части скребка.
ПАКЕР-ГИЛЬЗА ПГД-ГРИ-122(140)-35
ПГД-ГРИ-122(140)-35 предназначен для защиты ЭК от высокого давления. Посадка пакера-гильзы с помощью гидропривода основана на расширении с применением пуансона – металлического патрубка с надетыми на него эластичными уплотнительными элементами. Плотное прижатие уплотнительных элементов к стенкам ЭК обеспечивает герметичность пакера и его фиксацию в ЭК (рис. 12).
Инструмент прост в изготовлении, состоит из трех деталей. А за счет отсутствия якорного узла он совершенно не повреждает ЭК в месте установки. Легко извлекается из скважины, независимо от срока его пребывания в ней.
Надо отметить, что это фактически пакерное оборудование постоянного типа. При проведении работ основная часть пакера не извлекается, так как НКТ поднимается вместе с ниппелем. Образовавшийся при этом проход диаметром 90 мм позволяет спускать хвостовики, делать промывки и т.п.
Если в дальнейшем надобность в пакере отпадет, его можно извлечь специальным ловильным инструментом (рис. 13).
На основе пакер-гильз было создано несколько технологических схем для герметизации протяженных участков ЭК (рис. 14). В первом варианте представлена ситуация, когда герметизация производится от устья до пакера.
Во втором варианте в скважину устанавливаются два пакера, между которыми устанавливается колонна НКТ. При этом промежуток между пакерами может достигать нескольких сотен метров.
И третий вариант представляет ситуацию, когда верхний пакер жестко соединен с нижним ниппелем нижнего пакера. Это позволяет увеличить диаметр НКТ, если, например, необходимо спустить насосное оборудование как можно ниже.
Также разработан пакер-гильза разбуриваемый, принцип действия которого основан на холодной деформации (рис. 15). За счет гидравлики происходит посадка пакера и его расширение, после чего спускается НКТ с мундштуком и производится закачка. Отличительная особенность данного пакера заключается в возможности проведения комбинированных закачек.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОРОТА ЭК
Для месторождений, разработка которых началась в прошлом веке, характерно отсутствие в верхней части скважины заколонного цемента, что в свою очередь приводит к появлению коррозии. В связи с этим был поставлен вопрос о замене этих участков, для чего было разработано устройство, предназначенное для отворота обсадной колонны в скважине.
Устройство состоит из двух якорей и винта с большим шагом (рис. 16). Принцип действия основан на преобразовании поступательного движения труб во вращение с помощью винта с большим шагом. При этом вращающий момент передается на обсадную колонну через гидравлические якоря.
Среди преимуществ данного метода надо отметить, что работа производится на насосно-компрессорных трубах без применения вращения сверху, а отворот делается точно в заданном соединении.
Устройство было использовано более чем на 230 скважинах ПАО «Татнефть» и других нефтяных компаний.
ГЕРМЕТИЗАЦИЯ ЗАКОЛОННЫХ ПЕРЕТОКОВ
Технология герметизации заколонных перетоков локальным расширением эксплуатационной колонны позволяет повысить эффективность и снизить стоимость капитального ремонта скважин (рис. 17).
Принцип действия основан на расширении непосредственно самой ЭК, за счет чего происходит уплотнение цемента. Надо отметить, что данный метод можно использовать только при наличии за ЭК цементного камня, не содержащего пустот и иных дефектов.
ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ
По опыту применения можно сказать, что мы получили хорошие результаты. В некоторых случаях удалось полностью ликвидировать заколонные перетоки.
Но здесь еще надо сказать об ограничениях. Во-первых, такое устройство нельзя применять в скважинах, где есть сероводород, так как происходит охрупчивание материала, и тогда ЭК действительно выйдет из строя. Во-вторых, само расширение не такое большое. Расширение происходит на 5 мм на одну сторону.
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.