Повышение эффективности работ при нормализации забоя в скважинах с эксплуатационной колонной d-102, 114 мм

В процессе ремонта/освоении скважин после гидравлического разрыва пласта (ГРП), возникают риски нормализации забоя скважины (образование проппантовых корок). Для возобновления нормальной эксплуатации скважины необходимо очистить забой от проппанта и песка.

Ключевые слова: эксплуатационная колонна, забой скважины, промывка скважины, капитальный ремонт скважины, нормализация забоя скважины.

Существующие проблемы при работе в стволах малого диаметра:

После проведения ГРП и, в дальнейшем, во время эксплуатации скважины возникают следующие проблемы при нормализации забоя в эксплуатационной колонне d-102 мм:

1. Невозможность разрушения пропантовой пробки с помощью «пера» или других компоновок низа технической колонны НКТ.
2. Возникает необходимость в бурении пропантовой корки винтовым забойным двигателем и повторного спуска «пера»;
3. Наличие значительного риска прихвата инструмента при извлечении песка или пропанта с помощью прямой промывки по следующим причинам:

– поглощения скважины;

– небольшого зазора между спускаемым инструментом и внутренним диаметром эксплуатационной колонны;

– резкой потере скорости восходящего потока при прямой промывке в месте перехода с эксплуатационной колонны 102 мм на материнскую эксплуатационную колонну (значительное изменение площади сечения);

– из-за значительных потерь вследствие большой абразивности выносимого материала (пропант, песок).

Была поставлена задача в создании приспособления для разрушения пропантовой пробки и удаления пропанта и песка с помощью только обратной промывки.

В ходе неоднократных работы по нормализации забоя скважины был разработан Гидравлический монитор (схема 1,2), который предназначен для удаления из эксплуатационной колонны d-102 мм (внутренний диаметр 89 мм) песка, пропанта с помощью обратной промывки. Очень эффективен при разрушении и удалении из хвостовиков пропантовых пробок (промывка только обратная).

Рис. 1. Гидравлический монитор для стволов малого диаметра (хвостовиков) d-102 мм

Рис. 2. Гидравлический монитор для стволов малого диаметра (хвостовиков) d-102 мм (в разрезе)

Данный инструмент был собран из имеющихся материалов, которые используются при капитальном ремонте скважин, а именно:

1. Кожух с наружным d-83 мм и внутренним диаметром 73 мм, длина 350 мм;
2. Червячное направление с центральным отверстием d-45 мм (от ротора винтового забойного двигателя Д-105) длиной 550 мм, которое вставляется в кожух. С одной стороны червячного направления изготовлены пять «зубьев», с другой стороны нарезается цилиндрическая резьба для навинчивания переводника. Кожух крепится к червячному направлению через 10 просверленных отверстий d-12 мм с помощью сварки нержавеющими электродами;
3. Муфтовый переводник с цилиндрической резьбы на метрическую 60 мм (от НСН–44). Герметичность между переводником и торцом ниппеля с цилиндрической резьбой обеспечивает ножевое уплотнение;
4. Монтажный патрубок 60 мм длиной 500 мм с муфтой.

Принцип действия:

1. Производится спуск гидромонитора и за 10 м до текущего забоя начинается обратная промывка с помощью ЦА-320 (поршни d-115 мм) и допуск компоновки;
2. При выполнении обратной промывки происходит движение промывочной жидкости двумя потоками:

а) между стенкой эксплуатационной колонны d-89 мм и наружным диаметром кожуха 83 мм;

б) между внутренним диаметром кожуха d-73 мм и корпусом червячного направления, по пяти гидравлическим каналам, суммарное проходное сечение которых больше проходного сечения между колонной и кожухом (а).

3. В результате на выходе из гидромонитора возникают прямая (обычная) струя, двигающаяся по каналу (а), и пять закручивающихся струй, двигающихся по каналам (б);
4. Во время работы гидромонитора происходит эффективное разрушение пропантовых и песчаных пробок по всему диаметру эксплуатационной колонны с помощью комплекса гидравлических струй. При этом из-за эффекта закручивания струй происходит качественная очистка стенок эксплуатационной колонны и боковое воздействие на пробку;
5. При дальнейшей промывке производится подъем на поверхность песка и пропанта через центральное отверстие червячного направляющего и лифта НКТ.
6. При необходимости, можно производить механическое воздействие на текущий забой с помощью фрезерованных зубьев.

Рис. 3. Схема движения потоков жидкости

Обязательные условия:

1. Промывка только обратная. Прямая промывка ведет к прихвату колонны НКТ, в связи с небольшим проходным сечением в эксплуатационной колонне d-102 мм;
2. Использование при промывке ЦА-320 с поршнями d-115 мм. Это дает возможность увеличить скорость восходящего потока жидкости и подъем пропанта производится постепенно, а не плотной пачкой, что снижает риска «забивания» проходного сечения НКТ.

Также был разработан Гидравлический монитор, который предназначен для разрушения и удаления из эксплуатационной колонны (d-146 мм) пропантовых корок и безопасно выносит на поверхность пропант, песок и другие мех. примеси.

Данное оборудование состоит из:

– Корпус (изготавливается из НКТ 73x7,0);

– Перо (изготавливается из замка бурильной трубы ЗП-95);

– Сопло/шток (перемещается от направления промывки);

– Ограничить.

Основное преимущество:

– Достижение положительного результата за одну спускоподъемную операцию;

– Сокращение продолжительности ремонта.

Принцип действия:

1. Производится спуск гидромонитора до текущего забоя и начинаем обратную промывку с помощью двух ЦА-320;
2. При выполнении работ, в случае прохождения пропантовых корок, необходимо использовать прямую промывку ;
3. При выполнении прямой промывки происходит перемещение штока из положения (б) в положение (а), что приводит к точечному потоку жидкости, за счет уменьшение площади проходного центрального канала (отверстия);
4. В результате чего, за счет увеличение скорости потока жидкости через центральный канал, происходит интенсивное разрушение пропантовой корки;
5. После ликвидации пропантовой корки, необходимо менять промывку на обратную, шток перейдет из положения (а) в положение (б) за счет чего увеличится площадь проходного центрального канала.
6. Производить дальнейшую обратную промывку до следующие пропантовой корки или текущего забоя.
7. При необходимости, можно производить механическое воздействие на текущий забой с помощью фрезерованных зубьев;

Рис. 4. Схема движения потоков жидкости.

Литература:

1. Ремонт нефтяных и газовых скважин. — Профобразование, Саратов, 2021 г., 271 стр.

2. Справочник мастера КРС (капитального ремонта скважин) по сложным работам. — ТюмГНГУ, Тюмень, 2016 г., 285 стр.

3. Правила ведения ремонтных работ в скважине. РД 153–39–023–97.

4. Сулейманов А. Б. Техника и технология капитального ремонта скважин. — М.: Недра, 1987.