Инженерно-технологическое сопровождение заканчивания скважин ГК «ТатПром-Холдинг»
Данная статья доступна для чтения и печати в нашем классическом PDF-формате (ссылка)
Авторы: Гатиятуллин Азат Кашфилевич, Руководитель службы производства; Шовкопляс Денис Сергеевич, Заместитель генерального директора; Матвеев Данил Андреевич, Ведущий инженер, ГК «ТатПром-Холдинг»
За сравнительно небольшой период ГК «ТатПром-Холдинг» успешно зарекомендовало себя как уверенный конкурент на рынке Российской Федерации и стран СНГ в области заканчивания скважин. В период с 2020 года по настоящее время закончено более 3000 скважин. Такой стремительный успех — это залог командной работы. Производственно-технологический департамент компании, использует комплексный подход к планированию работ по каждому заказчику, в соответствии с техническим заданием, а в последующем и по каждой скважине. Проводится оценка рисков и разрабатывается комплекс мероприятий по обеспечению дохождения хвостовика до проектной глубины, мероприятия включают в себя подбор определенных технологий по спуску, технических средств и инженерных решений.
Строительство горизонтальных скважин по по-прежнему остается наиболее эффективным и быстрым способом извлечения нефти. В условиях импортозамещения ГК «ТатПром-Холдинг» предлагает решения позволяющие успешно завершить строительство горизонтальных скважин сложной конструкции в сложных горно-геологических условиях.
Рассмотрим пример заканчивания горизонтальной скважины с длиной горизонтального участка более 2000 м. Согласно техническому заданию, скважина спроектирована на Сеноманские отложения (1100 м по вертикали) с фильтровым окончанием и подвешиванием нецементируемой колонны-хвостовика диаметром 178 мм в эксплуатационной колонне диаметром 245 мм (рисунок 1).
Рисунок 1 — Профиль скважины
Спуск нецементируемого хвостовика диаметром 178 мм с длиной горизонтального участка более 2000 м с фильтровым окончанием является не простой задачей, особенно на такую вертикаль. По мимо основных мероприятий для бурения горизонтальных скважин (роторно-управляемые системы, верхний силовой привод, растворы на углеводородной основе) технологическая группа ГК «ТатПром-Холдинг» предложила спуск подвески ПХГМН.УИФ 178/245 с возможностью промывки через башмак, а также применение специального вертлюга для возможности вращения колонны-хвостовика и вертлюга предотвращающего вращение промывочной трубы для безопасного ее извлечения.
Планирование работ начиналось с анализа исходных данных по скважине, подготовкой программы работ совместно с заказчиками и проведения расчетов при помощи специализированных программных комплексов.
Расчет жесткости компоновки низа бурильной колонны (КНБК). Расчет показывает обеспечит ли используемое для бурения и шаблонировки КНБК беспрепятственный спуск обсадной колонны.
Расчет дохождения обсадной колонны. Один из ключевых показателей успешности работы — это моделирование спуска хвостовика. Расчет дохождения включает в себя построение графика зависимости веса на крюке талевого блока от глубины спуска и графика напряжений в обсадной и транспортировочной колонне. Для оценки устойчивости системы графики строятся для коэффициентов трения в открытом стволе от 0,1 до 0,5 с шагом 0,1. Зачастую данный расчет производится дважды – при планировании и проектировании работ на основании проектных данных и перед спуском хвостовика на основании фактических данных. В случаях, когда для беспрепятственного дохождения хвостовика до проектной точки не хватает вертикальной составляющей силы тяжести, можно включить дополнительное утяжеленные бурильные трубы (ТБТ или УБТ) в транспортировочную колонну.
Гидравлический расчет. Благодаря данному расчету возможно выбрать оптимальные режимы промывки скважины для максимальной очистки ствола, а также возможно провести настройку оборудования до спуска во избежание нештатных ситуаций.
Расчет центрации. Используется для определения количества центраторов и подбора оптимальной расстановки на хвостовике.
Гидродинамическое моделирование. Для оптимальной расстановки автоматических устройств контроля притока и заколонных пакеров в скважине, производится гидродинамическое моделирование.
Второй этап — подбор оборудования. В арсенале ГК «ТатПром-Холдинг», имеется ряд оборудования, направленного для успешного закачивания горизонтальных скважин.
1 — Прорабатывающий башмак (ПУР-178). Прорабатывающий башмак ПУР состоит из вращающегося башмака, вооруженного твердосплавными пластинками и корпуса с многоступенчатой гидравлической турбиной. Внутренние элементы и режуще-калибрирующая часть ПУР состоят из легкоразбуриваемого материала (Рисунок 2). Также отличительной особенностью данного прорабатывающего башмака является возможность фиксации вращающихся частей при разбуривании.
Рисунок 2 – Башмак прорабатывающий гидроприводный
2 — Пружинные центраторы. Являются важным элементом оснастки обсадных колонн, минимизирующие вероятность прихвата за счёт высоких восстанавливающих усилий работы лопастей центратора и минимальных стартовых и проталкивающих сопротивлений конструкции при спуске в скважину, в том числе на участках сужений и высокой интенсивности кривизны ствола скважины. Так же они уменьшают сопротивление при спуске в скважину и позволяют вращать и расхаживать колонну. Конструкция центратора выдерживает большие осевые и радиальные нагрузки, исключая риск отрыва лопастей от муфт изделия.
3 — Подвески хвостовиков разной модификации различных типоразмеров. В частности, для заканчивания данной скважины, выбрана подвеска-хвостовика гидромеханическая нецементируемая с узлом изоляции фильтров (УИФ) типа ПХГМН УИФ 178/245 представляющая собой комплекс из пяти функционально законченных узлов, размещенных в одном устройстве:
— гидравлический якорь;
— узел гидравлического разъединения;
— узел механического разъединения отворотом по левой резьбе, дублирующего гидравлический разъединитель;
— гидромеханический пакер;
— узла допакеровки гидромеханического.
На рисунке 3 представлена принципиальная схема компоновки хвостовика с применением ПХГМН УИФ.
Рисунок 3 – Принципиальная схема компоновки хвостовика с применением ПХГМН УИФ
4 — Набухающие пакера. Пакеры заколонные с набухающим элементов предназначены для надежного разобщения вскрытых продуктивных пластов от затрубного пространства спущенной обсадной колонны и целью исключения возможности возникновения заколонных перетоков пластового флюида. Для активации не требуются манипуляции с трубой или гидравлическое давление. После завершения периода активации, когда эластомер пакера ступает в контакт с жидкостью разбухания, она впитывается в структуру эластомера.
При впитывании жидкости эластомер увеличивается в объеме до тех пор, пока пакер не соприкоснется со стенкой ствола скважины, или пока не заполнится канал или пустота в цементном камне. Давление разбухания создает стойкий к действию давления герметичный стык при подаче дифференциального давления.
5 — Фильтры скважинные разной модификации различных типоразмеров. Устанавливаются в продуктивном пласте скважины и предназначены для фильтрации добываемого продукта от посторонних включений, предотвращения разрушения призабойной зоны, выноса песка и других механических примесей из нефтяных и газовых скважин, а также для снижения износа насосно-компрессорного оборудования.
6 — Вертлюг ВЗ.178 (рисунок 4) обеспечивает возможность вращения транспортировочной колонны при спуске хвостовика в условиях повышения гидромеханических, механических, дифференциальных сопротивлений продвижению хвостовика к проектному забою. В таких ситуациях, когда нехватка веса на крюке препятствует спуску хвостовика до запланированной проектной глубины, инструмент позволяет снизить силы сопротивления спуску транспортировочной колонны, путем её вращения без передачи вращаюего момента на хвостовик. После окончания спуска хвостовика производят блокировку инструмента, в этом состоянии инструмент становится способным передавать крутящий момент.
Рисунок 4 – Вертлюг 178
На производственных мощностях ГК «ТатПром-Холдинг» при сборке всех изделий проводятся приемосдаточные испытания. Все испытания контролируются службой контроля качества с обязательной видеофиксацией всего цикла испытаний.
Завершающим этапом являлось сервисное сопровождение по спуску оборудования. Полевой персонал высокой квалификации в круглосуточном режиме сопровождал спуск хвостовика с предоставлением рекомендаций на всех этапах. За 250 м до проектной глубины спуск хвостовика сопровождался «сходящими» посадками не более 5 т, на глубине 3225 м получена жесткая посадка, но при помощи расхаживания хвостовика и проворота транспортировочной колонны интервал удалось пройти. Допустив хвостовик до проектной глубины произведена активация якорного узла, далее создав давление для среза латунных винтов выполнили активацию (блокировку) ВЗ.178. Следующий этап — выполнено механическое разъединение транспортировочной колонны, с последующей активацией верхнего пакера подвески и подъемом установочного инструмента с промывочной трубой НКТ 89.
