Селективне заканчіваніе свердловин

В'ячеслав Щапін, генеральний директор ЗАТ «РІТЕККубаньнефтемаш»

Заканчіваніе свердловин є найбільш важливим і економічно значущим етапом при будівництві свердловин. Промислова практика переконливо свідчить, що якість виконання робіт цього етапу, починаючи від розкриття продуктивного пласта бурінням і закінчуючи викликом припливу, безпосередньо впливає на досягнення свердловиною потенційно можливих дебіт нафти, газу і газового конденсату, її експлуатаційну надійність і термін ефективної експлуатації. Один з інноваційних проектів компанії "РІТЕК» в цій галузі спрямований не просто на підвищення якості заканчіванія, а, по суті, на зміну загальноприйнятої в Росії концепції розробки многопластових покладів, пройдених однієї свердловиною.

Сьогодні існують добре відпрацьовані технології заканчіванія свердловин. У той же час їх застосування дозволяє розробляти лише один продуктивний об'єкт навіть у тих випадках, коли свердловиною пройдена многопластовая поклад.

В закордонній практиці вже використовуються інноваційні рішення по спільній експлуатації продуктивних пластів многопластових покладів, що одержали назву технологій селективного заканчіванія свердловин.

Промислові випробування

Вперше в Росії практичне застосування технології селективного заканчіванія свердловин було проведено в 2001 році на многопластових Енорусскінском і Черемуховском родовищах, що належать компанії «РІТЕК". Саме тоді, оцінюючи можливості та потенціал її розвитку, фахівцями НГДУ «ТатРІТЕКнефть» був розпочато проект зі спільної експлуатації кількох продуктивних об'єктів, пройдених однією щілиною.

Оскільки у номенклатурі продукції, що випускається вітчизняними машинобудівниками для нафтогазового комплексу, відсутні навіть приблизні аналоги свердловинного обладнання, необхідного для практичної реалізації технології, «РІТЕК" перші випробування проводив на обладнанні американських виробників. Тим не менше переконаність у перспективності починання дозволила керівникам компанії одночасно прийняти рішення і приступити до організації виробництва необхідних технічних засобів на власному машинобудівному підприємстві «РІТЕККубаньнефтемаш».

Початкові випробування повністю підтвердили прогнозні оцінки. Однак вони ж показали, що в повному обсязі переваги даної технології можуть бути отримані лише в разі її доопрацювання з урахуванням особливостей геологічної будови родовищ. У процесі доопрацювання вносилися відповідні конструкційні зміни на знову організовуваний виробництві необхідного свердловинного обладнання. У результаті НГК країни отримав новітнє обладнання для якісного заканчіванія многопластових, а в ускладнених умовах однопластових свердловин.

Нафтовики вважають, що влітку 2003 року в НГК Росії відбулася подія, яка з технічної точки зору можна розглядати як революційне. Саме в цей час на родовищах "РІТЕК» в Татарстані нові свердловини стали оснащуватися інструментом селективного заканчіванія (ІСЗС), вироблених на потужностях заводу «РІТЕККубаньнефтемаш».

Техніко-технологічна база

За суті, ідея що впроваджується технології досить проста. Але її технічна реалізація представляє собою складну інженерну задачу.

В процесі цементування при установці обсадної колони в зоні пласта встановлюються золотникові модулі, які керуються спеціальним інструментом. Використовуючи цей інструмент, технолог має можливість у режимі реального часу відкрити або закрити будь-який з модулів, забезпечивши, тим самим, інтеграцію свердловини і пласта в єдину видобувні систему або, навпаки, їх роз'єднання.

Повний комплект свердловинного обладнання, освоєний до виробництва заводом «РІТЕККубаньнефтемаш», отримав назву модульного інструменту селективного заканчіванія свердловин.

Комплекти ІСЗС, кількість яких залежить від кількості планованих до одночасної розробки продуктивних пластів, опускаються в свердловину у складі компонування експлуатаційної колони.

Можливості інструменту селективного заканчіванія свердловин

В результаті модернізацій, проведених за результатами промислових випробувань технології, до первісної конструкцію інструменту селективного заканчіванія свердловин були внесені зміни, що дозволяють говорити про те, що сьогодні в НГК РФ існує новітнє обладнання для якісного заканчіванія многопластових свердловин, ефективної підготовки пластів і продуктивної експлуатації свердловини.

Головним гідністю інструменту селективного заканчіванія свердловин, виробництво якого налагоджено на заводі «РІТЕККубаньнефтемаш», є його здатність надійно ізолювати:

кожен з пластів, пройдених свердловиною, від контакту з цементним розчином під час цементування свердловини;

продуктивні пласти від взаємних перетоків флюїдів;

продуктивні пласти від водяних.

Ізоляція продуктивних пластів від водяних досягається установкою зверху і знизу кожного продуктивного пласта наливних пакерів, оснащених байпасні проходами, завдяки яким цементний розчин при цементування стовбура свердловини рухається, минаючи пласт. Крім ізоляції, таке рішення виключає негативний вплив на пласт тиску цементування.

ІСЗС комплектується золотникові клапанами, що забезпечують інтеграцію або роз'єднання експлуатаційної колони з пластом. При цьому установка золотникових клапанів поруч з верхнім або нижнім наливними пакера дає можливість виконувати (за допомогою набору спеціальних інструментів, що спускаються на НКТ) очистку що примикає до свердловини поверхні шару від бурового розчину, а також обробку хімреагенти не тільки поверхні, а й самого шару. Промислові випробування показали, що в багатьох випадках це дозволяє отримати приплив навіть з тих об'єктів, які при використанні традиційних технологій заканчіванія свердловин не працювали.

Оснащення кожного пласта свердловини ІСЗС дозволяє здійснювати в свердловині без її засмічення, перетоків, розбурювання і перфорованого цілий ряд важливих операцій. Таких, наприклад, як:

тестування;

обробка;

видобуток;

виборче перекриття;

управління окремими ділянками потужних пластів, розділених наливними пакера.

Існуюча можливість управління золотникові клапанами забезпечує, без вилучення НКТ, почергове нагнітання в різні шари різних технологічних рідин. Наприклад, води з метою підтримання пластового тиску. Очевидно, що використання цієї можливості призводить до значної економії матеріальних коштів, оскільки в даному випадку відсутня необхідність будівництва додаткових нагнітальних свердловин, орієнтованих на підтримання пластового тиску в кожному окремо взятому шарі.

Конструкторами ІСЗС передбачений варіант його оснащення золотникові клапанами з протівопесочнимі фільтрами з природними і штучними гравієвим набивками. У результаті в разі освоєння піски свердловин інструмент зберігає всі можливості боротьби з піском у відкритому стовбурі, що використовуються в традиційних технологіях.

Склад та призначення основних елементів ІСЗС

Комплект інструменту селективного заканчіванія свердловин у своєму складі може містити наступні модулі (рис. 1):

верхнього і нижнього наливних пакерів;

видобувні золотникові;

контрольно-промивні золотникові;

проставочних секцій;

управління золотникові клапанами.

Модулі верхнього та нижнього наливних пакерів ІСЕС ізолюють продуктивний пласт в процесі цементування колони від цементного розчину.

Пакер гумовий рукав наповнюється рідиною після установки всього комплексу ІСЗС в свердловині шляхом зрізання збитих заглушок клапаном-пробкою, виготовленим з разбуріваемих матеріалів.

Зрізавши заглушки, клапан-пробка зупиняється на кільці-стоп. При утриманні тиску в межах 8,5-9,0 МПа протягом 15-20 хв. відбувається наповнення рідиною гумових рукавів (оболонок) пакерного модуля.

При тиску 12,0 МПа клапан в пробці зрізається і в затрубний просторі, через байпаси ІСЗС, відновлюється циркуляція. Факт наявності циркуляції з деяким підвищенням тиску свідчить про те, що наливні Пакера знаходяться в робочому стані і свердловина підготовлена до цементування.

золотникові пристрій відсікає надходження цементного розчину під гумовий рукав при досягненні тиску заповнення в 8,0 МПа. При цьому зміна тиску в колоні не призводить до зміни тиску під гумовим рукавом. Цементний розчин від забою до гирла свердловини проходить по байпасні простору.

Кожен з модулів золотникових клапанів встановлюється в строго визначеному місці.

Видобувні золотникових модуль розміщується в тому місці продуктивного пласта, яке рекомендовано геологічною службою нафтової компанії. Він має 8 отворів діаметром 18 мм і оснащений елементом, що фільтрує, виготовленим з нержавіючої дроту з осередком 0,2 мм.

Контрольно-промивні золотникові модулі, що входять до складу ІСЗС, повинні бути встановлені по верхній і нижньої кромці продуктивного пласта. Як і видобувні, промивні золотникові модулі мають по 8 отворів діаметром 18 мм.

Істотно, що відкривши золотники промивних модулів і закривши аналогічні пристрої видобувних, після установки пакера в районі останніх з'являється можливість проводити повний комплекс технологічних операцій, спрямованих на підвищення нафтовіддачі пласта. Наприклад, намив піску або гравію, кислотну обробку, заходи з ППД та ін

Модулі проставочних секцій призначені для забезпечення точної установки в стовбурі свердловини золотникових модулів. Випробування показали, що завдання вирішується в разі комплектації ІСЗС проставочнимі секціями п'яти розмірів - 500 мм, 1000 мм, 1500 мм, 3000 мм і 6000 мм.

До теперішнього часу налагоджено серійне виробництво трьох типів модулів (механізмів) управління золотникові клапанами, кожний з яких спускається в свердловину на колоні труб НКТ (рис. 2).

В механізмі управління Золотниками 1-го типу (рис. 2а) приведення його кулачків в робоче положення відбувається при тиску 2 МПа. Після відкриття або закриття золотника при збільшенні тиску до 8 МПа кулачки складаються в транспортний становище.

Вихід кулачків в робоче положення в механізмі управління Золотниками прямого дії (мал. 2б) відбувається при подачі на його поршень тиску в 4 МПа. При скиданні тиску пружинний вузол механізму повертає кулачки в транспортний становище.

Приведення кулачків в робоче положення в механічному модулі управління (рис. 2в) проводиться зрушенням колони труб НКТ вниз і наступним обертанням вправо на 7-8 обертів. Після виконання необхідних операцій з золотником механізм переводиться в транспортне положення підйомом труб на 300 мм і обертанням вправо на 7-8 обертів.

Перспективи розвитку ІСЗС

До теперішнього часу серійно налагоджено випуск ІСЗС з динамічним і механічним принципом управління золотника. У той же час в рамках реалізованого в "РІТЕК» проекту створення т.зв. інтелектуального родовища продовжуються роботи з удосконалення інструменту з використанням новітніх досягнень НТП. Можна очікувати, що вже в короткостроковій перспективі інструмент селективного заканчіванія свердловин буде оснащений оптико-волоконними каналами зв'язку і, отже, перетвориться на автоматизовану систему управління технологічними процесами.

Можливості і області застосування ІСЗС, наведені вище, лише частина технологічного потенціалу інструменту селективного заканчіванія свердловин.

Очевидно, що в міру накопичення досвіду промислового використання ІСЗС його цінність буде тільки збільшуватися.

Список літератури

http://www.oilcapital.ru/ Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту