Назначение и типы ловильного инструмента

Под ловильными работами понимают совокупность операций, необходимых для освобождения ствола скважины от посторонних предметов до возобновления в нем бурения.ловильный инструмент. Для ловильных работ используют специальные (ловильные) инструменты самых различных типов назначений. Метчики – предназначены для ловли оставшейся в скважине колонны бурильных труб, если обрыв произошел в утолщенной части трубы, в замке или муфте (рисунок 77). Правые метчики применяют для извлечения колонны целиком, а левые – по частям. Ловильный метчик имеет форму усеченного конуса для врезания в детали замка. На верхнем конце метчика резьба нарезана для замка бурильных труб, а в нижнем – специальная ловильная резьба (правая или левая).

Колокол – служит для ловли бурильных или обсадных труб, когда слом произошел в теле трубы, а также при срыве резьбовых соединений трубы, за исключением, когда срыв резьбы произошел со стороны ниппеля замка. Если вдоль трубы имеется трещина, то применяют «сквозной» (открытый) колокол. Для извлечения долота, оставленного в скважине из-за отвинчивания или срыва резьбы, применяют колокол-калибр. Правые колокола используют при ловле правыми бурильными трубами всей оставшейся колонны, а левые – при ловле левыми бурильными трубами для отвинчивания оставленной колонны.

Колокол представляет собой стальной кованый патрубок. В верхнем муфтовом конце резьба бурильного замка, а в нижнем на внутреннем конусе – ловильная резьба специального профиля для захвата бурильных труб.

Наружная труборезка – применяется для освобождения бурильной колонны, если жидкостные ванны не дали положительного результата и оставшиеся в скважине трубы не искривлены.

Удочка («ерш») – применяется для извлечения из скважины оставленного стального каната, каротажного кабеля. На стержне удочки расположены в шахматном порядке крючки. Спуск удочки в скважину запрещается без специального хомута, ограничивающего пропуск этого инструмента в зону нахождения оставленного каната или кабеля.

Магнитные фрезы и ловители – используют для извлечения с забоя крупных металлических предметов. Диаметр магнитного фреза должен быть на 20-60 мм меньше диаметра скважины. Магнитным фрезом работают без перегрузок на забой.

Фрезы – используют для частичного или полного удаления металлических выступающих частей или деталей (рисунок 79). Фрезой разрушают металл, превращая его в стружку. Фрезы бывают различных видов в зависимости от назначения - плоская, коническая, цилиндрическая. Так как работы по фрезерованию очень трудоемкие и требуют много времени, поэтому ликвидация аварий с помощью фрез используется в крайних случаях.

Отводные крючки – предназначены для центрирования оставшегося в скважине конца бурильных труб.

На внутренней поверхности зева крючка перед спуском в скважину делают насечки, по сработанности которых судят о том, как работал крючок, касался он колонны или нет. Отводной крючок разрешается применять только при свободном дохождении до «головы» слома.

Трубный паук – предназначен для извлечения из скважины металлических предметов: лап, шарошек, кувалд и др. Трубный паук изготавливают из обсадной трубы длиной 1, 5-2, 5 м. В нижней части нарезают зубья высотой 20-35 см, которые потом подвергают обжигу. Диаметр паука должен быть на 30-50 мм меньше диаметра скважины.

Печати - различных видов применяют для определения состояния верхней части предмета, находящегося в скважине, а также места и характера нарушения колонны. Для получения отпечатка печать нагружают с усилием до 20 кН и поднимают из скважины.

77. Назовите опера­ции и рабо­ты, связанные с воздействием на призабойную зону и пласты.

78. Химические методы воздействия на призабойную зону скважины (ПЗС). Химические методы воздействия целесообразно применять только в тех случаях, когда можно растворить породу пласта или элементы, отложение которых обусловило ухудшение проницаемости ПЗС, как например, соли или железистые отложения и др. Типичным методом воздействия является простая кислотная обработка.Применение химических методов воздействия на продуктивные пласты основано на происходящих реакциях взаимодействия закачиваемых химических веществ, . в основном различных кислот, с некоторыми породами, которые растворяются, тем самым увеличивая размеры поровых каналов и повышая пластовую проницаемость.

79. Методы увеличения производительности скважин. Производительность нефтяных и газовых скважин и по­глотительная способность нагнетательных зависят главным образом от проницаемости пород, складывающих продуктив­ный пласт. Чем выше проницаемость пород в зоне действия той или иной скважины, тем выше производительность эксп­луатационной скважины или поглотительная способность на­гнетательной скважины и наоборот.Проницаемость пород одного и того же пласта может резко изменяться в различных его зонах или участках. Иногда при общей хорошей проницаемости пород пласта отдельные скважины вскрывают зоны с пониженной проницаемостью, в результате чего ухудшается приток нефти и газа к ним. Естественная проницаемость пород под влиянием тех или иных причин также может с течением времени ухудшаться. Так, при заканчивании скважин бурением их призабойные зоны часто загрязняются отфильтровавшимся глинистым ра­створом, что приводит к закупорке пор пласта и снижению естественной проницаемости пород. При эксплуатации не­фтяных и газовых скважин проницаемость пород в призабойной зоне может резко снизиться из-за закупорки пор парафинистыми и смолистыми отложениями, а также глини­стыми частицами. Призабойная зона нагнетательных скважин загрязняется различными механическими примесями, имеющимися в зака­чиваемой воде (ил, глина, оксиды железа). Проницаемость по­род призабойной зоны скважин улучшают путем искусствен­ного увеличения числа и размеров дренажных каналов, увели­чения трещиноватости пород, а также путем удаления парафи­на, смол и грязи, осевших на стенках поровых каналов.

Методы увеличения проницаемости пород призабойных зон скважин можно условно разделить на химические, меха­нические, тепловые и физические. Часто для получения луч­ших результатов эти методы применяют в сочетании друг с другом или последовательно.

Выбор метода воздействия на призабойную зону скважин определяется пластовыми условиями. Химические методы воз­действия дают хорошие результаты в слабопроницаемых кар­бонатных породах. Их успешно применяют также в сцемен­тированных песчаниках, в состав которых входят карбонат­ные включения и карбонатные цементирующие вещества. Механические методы обработки применяют обычно в плас­тах, сложенных плотными породами, с целью увеличения их трещиноватости. Тепловые методы воздействия применяют для удаления со стенок поровых каналов парафина и смол, а также для интенсификации химических методов обработки призабойных зон [9]. Физические методы предназначены для удаления из призабойной зоны скважины остаточной воды и твердых мелкодисперсных частиц, что в конечном итоге уве­личивает проницаемость пород для нефти.

80. Назовите основное оборудование для кислотных обработок и их устройство. Обработка нефтесодержащего коллектора, в составе которого находятся карбонатные породы, кислотой улучшает проницаемость пласта в зоне скважины. Для обработки пласта кислотой применяется комплекс оборудования, в состав которого входят: арматура для устья скважины, насосный агрегат для нагнетания кислоты в скважину, автоцистерна для перевозки кислоты и химреагентов, манифольд для соединения автоцистерны с насосным агрегатом и устьевой арматурой. При солянокислотной обработке концентрация кислоты в растворе составляет 8-20%. Для предохранения оборудования от коррозионного воздействия кислоты в раствор добавляют ингибиторы. В качестве ингибитора применяют формалин. В процессе обработки скважины в соляной кислоте образуется значительное количество примесей в виде окислов железа, которые выпадают из раствора и закупоривают пласт. Для предотвращения выпадения применяются стабилизаторы, в качестве которых применяется уксусная кислота, добавляемая в раствор в количестве 0, 8-1, 6% объема разведенной соляной кислоты. Применяются кислотные обработки нескольких видов: закачка кислоты в пласт под давлением, кислотные ванны, закачка горячего кислотного раствора. Для транспортирования раствора ингибированной соляной кислоты и нагнетания его в пласты применяются специальные агрегаты «Азинмаш» 30А, АКПП-500, КП-1, 5. Агрегаты смонтированы на шасси автомобилей, оборудованы гуммированной цистерной, насосными агрегатами, трубопроводами и т. д. При отсутствии специальных кислотных агрегатов скважину обрабатывают при помощи обычных насосных или промывочных агрегатов с последующей промывкой водой гидравлической части насосов.

81. Технология гидравлического разрыва пласта (ГРП). Технология ГРП включает следующие операции: промыву скважины; спуск в скважину высокопрочных НКТ с пакером и якорем на нижнем конце; обвязку и опрессовку на определение приемистости скважины закачкой жидкости; закачку по НКТ в пласт жидкости-разрыва, жидкости-песконосителя и продавочной жидкости; демонтаж оборудования и пуск скважины в работу. По технологическим схемам проведения различают однократный, направленный (поинтервальный) и многократный ГРП. При однократном гидроразрыве под давлением закачиваемой жидкости оказываются все вскрытые перфорацией пласты одновременно, при направленном — лишь выбранный пласт или пропласток (интервал), имеющий, например, заниженную продуктивность, а при многократном ГРП осуществляется воздействие последовательно на каждый в отдельности пласт или пропласток. Проектирование технологии ГРП в основном сводится к следующему. Применительно к конкретным условиям выбирают технологическую схему процесса, рабочие жидкости и расклинивающий агент. При однократном ГРП, исходя из опыта, принимают 5-10т песка. Концентрацию песка в носителе устанавливают в зависимости от ее удерживающей способности. При использовании воды она составляет 40-50кг/м3. Тогда по количеству и концентрации песка рассчитывают количество жидкости-песконосителя. На основании опытных данных обычно используют 5-10м3 жидкости-разрыва. Объем продавочной жидкости равен объему обсадной колонны и труб, по которым проводится закачка в пласт жидкости-песконосителя. Минимальный расход закачки жидкости должен составлять не менее 2м3/мин и может быть оценен при образовании вертикальной и горизонтальной трещин соответственно по формулам:

.

где Qгор – мин. расходы, л/с; h – толщина пласта, см; Wверт, Wгор – ширина верт. и гор. трещины, см; µ — вязкость жидкости, мПа х с; Rт – радиус гориз. трещины, см.

Давление ГРП пласта устанавливают по опыту или оуенивают по формуле:

РГРП=рr + sр где рГРП – заб. давление разрыва пласта; рr =Hrпg – горное давление; sр – прочность породы пласта на разрыв в условиях всестороннего сжатия; H – глубина залегания пласта; rп – средняя плотность вышележащих горных пород, равная 2200-2600 кг/м3, в среднем 2300 кг/м3; g – ускорение свободного падения.

Давление нагнетания на устье скважины: РУ = рГРП + Δ ртр — рс

где Δ ртр –потери давления на трение в трубах; рс – гидростатическое давление столба жидкости в скважине. Если давление нагнетания рУ больше допустимого устьевого давления рУдоп, то на НКТ над кровлей продуктивного пласта устанавливают пакер якорем. Допустимое давление рУдоп принимается как наибольшее из двух давлений, вычисленых по формуле Ламэ и с использованием формулы Яковлева-Шумилова.

В осадочных горных породах обычно образуются субвертикальные трещины, длина которых достигает первых десятков метров, а раскрытие — нескольких мм, реже см. ГРП вызывает возрастание дебитов в 1, 5-2 раза и более. Для повышения эффективности ГРП в карбонатных породах его сочетают с кислотной обработкой пород. Давление разрыва плохо поддается теоретическому предсказанию, поскольку зависит от многих причин: напряжений в породе, ее прочности, уже существующей трещиноватости, угла наклона пласта и т.д. Обычно избыточное давление подбирается эмпирически и колеблется от 0, 1 до 1, 5 (в среднем примерно 0, 8) гидростатического.

Для проведения ГРП скважина соответствующим образом оборудуется. К ее устью подключаются высокопроизводительные насосы, способные развить необходимое избыточное давление. Внутрь обсадных труб опускаются насосно-компрессорные трубы, оборудованные в нижней части пакером (рис. 1). Затрубное пространство обсадной колонны выше интервала ГРП должно бать надежно зацементировано.При соблюдении всех технологических требований и благоприятных условий для ГРП эффект его несомненен.

Специальные агрегаты и технические средства, применяемые при ГРП Организация гидроразрыва состоит в приготовлении соответствующих реагентов в качестве жидкости гидроразрыва и последующей закачки ее в продуктивную зону с низким расходом и под высоким давлением с тем, чтобы расклинить породу, образовать в результате трещину как результат гидравлического воздействия. Прежде всего, чистая жидкость (буфер) закачивается в скважину для инициирования трещин и ее продвижения в пласте. После этого суспензия продолжает развивать трещину.Подготовка жидкости ГРП производится на кусту скважин, непосредственно перед закачкой ее в пласт. Система подготовки жидкости ГРП включает: песковоз, ёмкость с нефтью или дизтопливом, смесительный агрегат (блендер). Обвязка системы имеет 1, 5-кратный запас прочности.Перед началом ГРП, оборудование и обвязка опрессовываются на рабочее давление. Управление непосредственно ГРП (насосными агрегатами) осуществляется через компьютерный центр, который имеет автоматическую защиту от возможных аварий (порывов обвязки). В случае аварии компьютерный центр автоматически отключает насосы, обратные клапана обвязки закрывают обратное течение жидкости у скважины и перед каждым насосным агрегатов. Сброс давления производится в вакуумную установку, входящую в комплект оборудования ГРП и постоянно включенную в обвязку. Эта жевакуумная установка собирает остатки жид кости в обвязке и насосах после ГРП, с целью исключения проливов на почву при демонтаже линий. Сброс давления из затрубного пространства производится в емкость ЦА-320, постоянно подключенной к устью скважины через крестовину фонтанной арматуры.

Для производства ГРП используется следующая техника (на примере рассматриваемой области месторождений): 1. КРАЗ-250 ЦА 2. Урал-4320 пожарная машина 3. Кенворд песковоз 4. Кенворд хим.фургон. 5. Кенворд блендер 6. Кенворд насосная установка 7. Кенворд цемент агрегат 8. Кенворд-трубовоз 9. Форд-350 лаборатория 10. УАЗ-3962 санитарный фургон 11. К-700 вакуумная установка. Техника Кенворд оборудована специальными фильтрами, улавливающими выбросы. Подземное оборудование, применяемое при ГРП.Глушение скважины производится специальным солевым раствором, который готовится на растворном узле.Применяемая технология исключает попадание раствора на поверхность почвы и ближайшие водоемы. При подготовке скважины к ГРП для исключения возможных выбросов жидкости глушения и продукции скважины устье последней оборудуется превенторными установками «Нydril».При подготовке к ГРП для закачки жидкости в скважину спускается колонна НКТ диаметром 89 мм. Затрубное пространство (обсадная колонна и НКТ 89 мм) герметизируется установленным в зоне ГРП пакером. Установка пакера проверяется опрессовкой затрубного пространства водой на рабочее давление обсадной колонны через ЦА-320.Устье скважины для проведение ГРП оборудуется двумя задвижками Хамера (рабочая и дублирующая).

82. Оборудование для теплового воздействия на пласт. Термические методы воздействия на пласт основаны на резком снижении вязкости нефти при нагреве, в результате чего ее подвижность в пластовых условиях увеличивается и улучшается приток к эксплуатационным скважинам. В настоящее время разработано много способов термического воздействия. Существуют три области воздействия термических методов: призабойная зона пласта, пласт в целом и ствол скважины. Воздействие на призабойную зону осуществляется: нагревательными устройствами – устьевыми и глубинными; тепловой обработкой в сочетании с другими средствами интенсификации. В качестве теплоносителя могут быть использованы: вода, пар, нефть, газ. Различают источники тепла двух видов: топливо, энергия которого используется в наземных теплообменных аппаратах, и топливо, находящееся в пласте или сжигаемое там же. При термическом воздействии на ствол скважины обычно осуществляют депарафинизацию, борьбу с гидратными пробками, повышение приемистости скважин. При термическом воздействии на пласт основная цель – повышение коэффициента нефтеотдачи и сокращение времени разработки месторождения. При воздействии на пласт применяется комплекс оборудования, состоящий из специальной арматуры устья скважин; головки колонной сальниковой; лубрикатора для спуска приборов; термостойких пакеров; внутрискважинных компенсаторов удлинения колонны НКТ.

Арматура устья для герметизации устья нагнетательных скважин в период тепловой обработки пласта обеспечивает подвеску колонны НКТ, компенсирует ее удлинение и позволяет проводить исследовательские работы по стволу скважины и на забое. Она состоит из запорных устройств – задвижек и вентилей, фитингов-крестовиков, тройников, катушек и специальных устройств для компенсации тепловых удлинений колонны и подводящего паропровода.Арматура устья устанавливается на скважине перед началом паротеплового процесса и после его окончания демонтируется. В качестве примера рассмотрим арматуру АП-65-150. В зависимости от внутрискважинного оборудования различают два исполнения: при установке на забое скважины термостойкого пакера и при отсутствии телескопического устройства для компенсации термических удлинений колонны НКТ; при отсутствии пакера на забое или при использовании его совместно с компенсатором теплового удлинения НКТ.