Зарубежный опыт применения высокопрочного соединения VAM Express™

Применение новейших разработок в области проектирования бурильных труб с высокомоментными соединениями способно значительно повысить протяжённость горизонтальных и наклонно-направленных скважин при одновременном обеспечении высокой степени безаварийности, возможности оптимизации гидравлических характеристик бурильной колонны и снижения затрат непродуктивного времени. Двухупорное соединение VAM Express, созданное компанией Vallourec Drilling Products является на сегодняшний день одним из лучших соединений бурильной трубы, его эксплуатационные характеристики проверены временем и применением в особо сложных условиях бурения.

Конструкция соединения

Соединение VAM Express™, рассчитанное на высокий момент свинчивания, имеет сверхпрочную конструкцию замка с двумя упорами и усовершенствованным запатентованным профилем резьбы. Внешний упорный торец обеспечивает первоначальный контакт, герметизирует соединение и воспринимает большую часть крутящего момента, в то время как внутренний упорный торец обеспечивает вторичное уплотнение и более высокую прочность на кручение. Уникальный профиль резьбы гарантирует легкость стыковки, быстрое свинчивание, высокую износостойкость, непревзойдённую усталостную прочность и надежность во время бурения.

Соединение обеспечивает высокий момент свинчивания, в среднем на 70-120% выше, чем у аналогичных соединений по стандарту API. Быстрое свинчивание — 6,5 оборотов от стыковки до полного рекомендуемого момента, что сопоставимо с количеством оборотов до полного свинчивания для соединений по стандарту API и существенно лучше, чем у аналогичных конкурентных соединений. Ввиду меньшего количества оборотов до полного свинчивания VAM Express™ позволяет сократить до 16% времени на СПО по сравнению с другими высокоэффективными соединениями.

Увеличенная длина замка VAM Express™ по сравнению с замками по API позволяет произвести как минимум для 1-2 дополнительных перенарезок резьбы, а также делает замок удобным для захвата буровыми ключами.

Внешний вид соединения VAM Express

Проверено на практике

Бурильные трубы с резьбовыми соединениями VAM ExpressTM использовались компанией Devon в разработке месторождения Polvo на шельфе Бразилии. В рамках этого проекта буровая платформа располагалась на морском блоке бассейна Campos примерно в 95 км от берега. Месторождение было открыто в 2004 году, а бурение началось в марте 2007 года. Всего было пробурено 32 скважины, включая наклонно-направленные с малым и сверхбольшим отходом от вертикали. Отклонение стволов скважин шло с интенсивностью набора угла в 3-7 гр/30м с зенитным углом 30-92. Стволы скважин были спроектированы в трехмерном режиме, чтобы наиболее полно охватить коллекторы.

После бурения 12 скважин и анализа результатов работ было начато бурение скважины с самым большим отходом от вертикали. Скважина Pol-O была успешно пробурена и закончена в 2010. Ее общая измеренная глубина составила 6489 м, глубина по вертикали – 2429 м и вертикальная секция на глубину 5615 м. Данная скважина до сих пор является рекордной в Бразилии по дальности отхода от вертикали.

Бурение скважины Pol-O

Конструкция скважины

Конструкция скважины состояла из кондуктора 24” на вертикальном участке, затем на участке набора кривизны располагалась обсадная колонна 17 ½, окончательное бурение до проектной отметки велось из под колонны 13 3/8, спущенной до 1 068м по стволу. Бурение велось пилотным стволом 8 ½, который, в последствии, разбуривался до 12 ¼. Скважина имела два дополнительных боковых отхода.

Особенности бурения

Скважина имела очень протяжённый интервал открытого ствола. Для снижения рисков, связанных с такой конструкцией скважины требовалось обеспечить максимальную скорость проходки данного интервала. На предыдущих скважинах месторождения Polvo бурение велось долотом 12 ¼ со скоростью 900-1000 м/сутки. Для сокращения времени нахождения ствола в открытом состоянии было решено увеличить скорость проходки до 1350 м/сутки, на интервале 1 068 — 5 330 м, для чего бурился пилотный ствол меньшим диаметром 8 ½, который затем расширялся до 12 ¼. Такое изменение программы бурения стало возможным при использовании инструмента, обеспечивающем мгновенную скорость проходки >90 м/час и высокую скорость СПО <12 мин. на наращивание каждой свечи.

Для поддержания ЭПЦ в пределах 1,5 г/см3, требовалось ограничивать производительность насосов по массе перекачиваемого раствора на уровне 4500 кг/мин. Вращение колонны осуществлялось со скоростью 160-180 об/мин для снижения биений долота и улучшения очистки интервала внутри обсадной колонны 13 3/8”. Кроме того, для снижения лавинообразного движения скоплений шлама на интервале набора кривизны с 0º до 60º, прокачивались очищающие пачки. Соединения VAM Express, обладающие улучшенными гидравлическими характеристиками, за счёт увеличенного внутреннего диаметра, значительно упрощали процесс прокачки таких растворов повышенной вязкости.

Бурильная колонна VX57

Бурение всего проекта велось поочерёдно двумя колоннами бурильных труб 5 ½”, VX57. При бурении интервала 8 ½” и разбуривания до 12 ¼” колонна испытывала нагрузки на кручение со средним значением в 16,5 кНм и пиковыми нагрузками до 40,5 кНм. Средняя скорость проходки составляла 1066 м/сутки со скоростью наращивания 8 мин на каждую свечу.

Проекту «Polvo» принадлежит рекорд скорости бурения: при стволе 215,9 мм (8 1/2 дюйма) за сутки было пройдено 1610 м. Этот рекорд был достигнут благодаря не только высокой скорости проходки, но и сокращению времени на свинчивание замковых соединений.

Плановые инспекции бурильных колонн проводились по очереди после бурения каждых 3-4 скважин, что соответствовало 15-20 тыс. метров проходки. Инспекция проводилась по стандарту DS-1 том 3 категория 5.

Бурильные колонны проработали безотказно даже после общей проходки свыше 100 000 м в скважинах с большим наклоном ствола. В течение всего срока реализации проекта не было отмечено повреждений бурильных труб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Бурильные трубы с замковыми соединениями VAM Express™ продемонстрировали на практике высокие механические характеристики и обеспечили снижение эксплуатационных расходов. В результате была достигнута значительная экономия затрат и времени на строительство при гарантированной высокой степени безопасности работ.

Бурильные трубы с замковыми соединениями VAM Express зарекомендовали себя как надёжный инструмент для реализации сложных проектов в бурении. Наряду с высокими прочностными характеристиками они характеризуются пониженными эксплуатационными расходами благодаря небольшому проценту отбраковки эксплуатируемых труб по результатам плановых инспекций.

Надёжность и работоспособность высокопрочных бурильных труб Vallourec Drilling Products с соединениями VAM Express проверена временем и мировым опытом. В условиях усложняющихся проектов при освоении новых месторождений в Арктике, Сибири и на Дальнем Востоке, такие трубы будут всё более и более востребованы.