Применение компанией Шлюмберже технологии управляемого спуска обсадных колонн с долотами серии Direct XCD в сложных скважинных условиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение компанией Шлюмберже технологии управляемого спуска обсадных колонн с долотами серии Direct XCD в сложных скважинных условиях

Управляемый спуск обсадных колонн с применением системы спуска обсадных колонн, специальных моменто-повышающих колец для обсадных труб и долот серии Direct XCD из разбуриваемого сплава - новое технологическое решение от компании Шлюмберже, позволяющее успешно осуществлять спуск обсадных колонн в самых сложных геологических разрезах.

Managed casing run with the use of Casing Running Tool, special Multilobe torque (MLT) rings, and Direct XCD Drillable Alloy Casing Bit is a new technology solution from Schlumberger allowing to land the casing strings in the most troublesome geological cross-sections.

Впервые такое комплексное решение по управляемому спуску обсадной колонны в условиях осложненного открытого ствола скважины с использованием специальных долот серии Direct XCD, выполненных из разбуриваемого сплава, было предложено именно компанией Шлюмберже в Российской Федерации.

Основные объекты применения такой технологии - это скважины с геологическими осложнениями:

* нестабильность ствола скважины;

* потеря циркуляции, катастрофические поглощения;

* осыпи и обвалы стенок скважины (неустойчивые интервалы);

* сужение стволов в соленасыщенных интервалах, в разрезах с присутствием глин периода раннего катагенеза (набухающих глин).

В целом применение данной технологии позволяет повысить качество буровых работ, снизить затраты на непроизводительное время и направлено на сокращение сроков строительства скважины через:

* снижение количества спуско-подъемных операций и шаблонировок;

* снижение риска недопуска обсадной колонны до проектной глубины;

* снижение временного фактора (времени открытого ствола);

* повышение качества очистки ствола скважины;

* снижение риска оставления в скважине КНБК;

Впервые комплексное решение по управляемому спуску обсадной колонны в условиях осложненного открытого ствола скважины с использованием специальных долот серии Direct XCD, выполненных из разбуриваемого сплава, было предложено компанией Шлюмберже в Российской Федерации.

* оптимизацию процессов строительства скважины;

* снижение НПВ и рисков, связанных с безопасностью ведения работ.

На этапе подбора скважины-кандидата выполняется анализ, предметом которого, в частности, является технико-экономическое обоснование применения данной технологии. В первую очередь рассматриваются скважины, где проработка ствола после бурения секции занимает значительное время, где велик риск прихвата бурильной колонны при ведении внутрискважинных операций или во время спуска обсадной колонны.

В тесном взаимодействии со специалистами компании-заказчика, Группой инженерной поддержки компании Шлюмберже на основании предоставленных данных по скважине-кандидату производится симуляция работы и выполняется анализ по следующим направлениям:

* гидравлический расчет;

* расчет нагрузок на обсадную колонну;

* расчет усталостного износа обсадной колонны;

* вырабатываются рекомендации и осуществляется подбор компонентов низа обсадной колонны;

* производится анализ прочности резьбовых соединений обсадной колонны и, при необходимости, вносятся рекомендации по использованию моменто-повышающих колец MLT.

На основании проведенного анализа составляются и согласовываются Программа, План работ.

Сокращение цикла строительства скважины на 10 дней в компании «Газпром нефть»

Применение разбуриваемого долота и управляемого спуска обсадной колонны позволило снизить затраты и повысить общую производительность буровых работ на Восточном участке Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

Применение разбуриваемого долота и управляемого спуска обсадной колонны позволило снизить затраты и повысить общую производительность буровых работ на Восточном участке Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

Компания ПАО «Газпром нефть» занимается разработкой Восточного участка Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения (далее - по тексту ВУ ОНГКМ). Из-за геологических особенностей данного месторождения и в силу ряда ограничений бурение и заканчивание некоторых скважин в интервалах ?400 - 1350 м под техническую колонну O244,5 мм (9-5/8 дюйма) сильно осложнено. При бурении таких скважин сталкивались с проблемами устойчивости ствола скважины в интервалах пластов, представленных глинами, склонными к набуханию и обрушению ствола скважины.

Стояла задача сократить время строительства секции под техническую колонну O244,5 мм. На основании всестороннего анализа, проведенного технологической службой компании «Газпромнефть-Оренбург» и инженерами Шлюмберже, было принято решение применить технологию управляемого спуска и испытать долото Direct XCD в предварительно пробуренной секции на скважине № 3244 куста 40 ВУ ОНГКМ.

Долото серии Direct XCD (рис. 1) разработано специально для бурения на обсадной колонне и идеально подходило для указанных выше условий. Долото позволяет прорабатывать осложненный ствол и бурить на обсадной колонне, одновременно обсаживая ствол скважины до достижения планового забоя. Долото устанавливается на стандартной обсадной колонне, которой передается вращение от привода на поверхности. Стандартное долото Direct XCD может быть оснащено 13-, 16- или 19-мм резцами PDC, стандартными или класса Premium. Наддолотный переводник долота изготавливается из стали.

По достижении проектной глубины осуществляется цементирование стандартными методами. Долото серии Direct XCD изготавливается из уникального сплава, который разбуривается стандартным долотом PDC, без применения специальных разбуривающих долот.

Для управляемого спуска обсадной колонны была применена Система спуска обсадной колонны (ССОК) - механически активируемый инструмент с внутренним захватом (рис. 2).

Данное оборудование активно используется компанией Шлюмберже на протяжении последних лет от Арктики до Средней Азии, от Калининграда до о. Сахалин и отлично зарекомендовало себя как очень надежное и одновременно простое в обращении. Отсутствие гидравлической станции и линий манифольда значительно упрощает монтаж и способствует быстрой подготовке оборудования к работе. ССОК заменяет ряд стандартного наземного оборудования и служит для спуска обсадных колонн, докрепления резьб обсадных труб при спуске, для вращения колонны с расхаживанием и без расхаживания, с циркуляцией и без циркуляции, а также для бурения скважин на обсадной колонне. В конструкции ССОК применяется многозаходный винтовой клиновой захват, который приводится в действие крутящим моментом в сочетании с приложением осевой нагрузки. Захват осуществляется за внутреннюю поверхность обсадной колонны. Имеющийся пакерный элемент с уплотнением V-образного профиля обеспечивает надежную гидравлическую изоляцию и позволяет производить промывку через обсадную колонну с давлением до 340 атм (зависит от типоразмера ССОК).

Управление колонной обсадных труб через ССОК аналогично управлению бурильной колонной, что является неоспоримым преимуществом в работе для буровой бригады и, в частности, для бурильщика, поскольку не требует дополнительного обучения и приобретения специальных навыков. ССОК обладает компактной конструкцией. Все оборудование размещается в кузове пикапа, что значительно упрощает его транспортировку до места ведения работ и обратно.

Долото серии Direct XCD позволяет прорабатывать осложненный ствол и бурить на обсадной колонне, одновременно обсаживая ствол скважины до достижения планового забоя. Долото устанавливается на стандартной обсадной колонне, которой передается вращение от привода на поверхности.

Поскольку спускаемая обсадная колонна состояла из труб с резьбой ОТТМ, в соответствии с проведенным анализом было рекомендовано использовать специальные моменто-повышающие кольца MLT (рис. 3 и рис. 4), что значительно увеличивало прочностные характеристики обсадной колонны при передаче крутящего момента.

При непосредственной поддержке руководства и служб Управления «Газпромнефть-Оренбург» испытание технологии прошло успешно, поставленная задача была выполнена. Работы по спуску обсадной колонны с одновременной проработкой ствола скважины заняли всего 30,7 часа.

На рис. 5 приведен сравнительный график, где показано время, затраченное на каждую операцию, и непроизводительное время на скважинах ВУ ОНГКМ со схожими условиями бурения и заканчивания, аналогичными скв. № 3244. Несмотря на то что в некоторых интервалах под тех. колонну на скв. № 3244 потребовалось осуществлять интенсивную проработку ствола, секция была закончена в рекордно короткое время, что позволило сократить цикл строительства скважины в среднем на 10 дней.

Результат работы:

* Первый в России спуск долота Direct XCD на обсадной колонне O244,5 мм с проработкой (вращением и промывкой).

* Первая работа в России с применением моментоповышающих колец MLT для муфт ОТТМ.

* Глубина спуска по стволу - 1348,2 м.

* Общая длина открытого ствола - 948,2 м.

* Общее время работ по спуску обсадной колонны - 30,7 ч.

* Сокращение сроков строительства скважины на 10 суток.

Сокращение цикла строительства скважины на 16 дней в компании ЛУКОЙЛ

Применение технологии управляемого спуска с разбуриваемым долотом на обсадной колонне позволило снизить затраты и повысить общую производительность буровых работ на скважине № 31 Баяндыского месторождения.

Баяндыское месторождение, расположенное на территории Усинского района Республики Коми, на правом берегу р. Колва, и относящееся к Тимано-Печерской нефтегазоносной провинции, было открыто в 2007 г. и запущено в эксплуатацию в начале 2008 г.

Бурение секции O295,3 мм под O244,5 мм техническую колонну на месторождении осуществляется в Триасовой и Пермской системах, геологический разрез которых представлен мягкими и средними по категории буримости терригенными горными породами. Спуск промежуточной колонны производится с целью изоляции интервалов залегания неустойчивых пород Верхнего и Нижнего отделов Пермской системы, которые являются причиной осыпей и обвалов стенок скважины, что приводит к прихвату инструмента.

В процессе строительства скважины № 13 Баяндыского месторождения время подготовки ствола и спуск промежуточной колонны O244,5 мм составили 17 и 3 суток, соответственно. Продолжительная подготовка ствола скважины к спуску обсадной колонны была обусловлена проблемами с устойчивостью стенок скважины.

ССОК заменяет ряд стандартного наземного оборудования и служит для спуска обсадных колонн, докрепления резьб обсадных труб при спуске, для вращения колонны с расхаживанием и без расхаживания, с циркуляцией и без циркуляции, а также для бурения скважин на обсадной колонне.

долото скважина производительность буровой

На скважине № 31 Баяндыского месторождения с целью сокращения сроков строительства была поставлена задача минимизировать время подготовки ствола перед спуском промежуточной колонны, а также свести к минимуму риски недохождения и прихвата O244,5 мм обсадной колонны во время спуска.

Инженеры Управления технологии бурения «ЛУКОЙЛ-Коми» и «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», совместно с инженерной группой подразделения «Породоразрушающий инструмент и буровое оборудование» компании Шлюмберже, разработали программу работ по управляемому спуску промежуточной колонны в наклонно-направленный ствол до планируемой глубины 2671 м в открытом стволе протяженностью 2001 м и с максимальным зенитным углом 23 градуса, с использованием:

* 295,3 мм Direct XCD 419 - четырехлопастного разбуриваемого долота, оснащенного резцами PDC 19 мм (рис. 6);

* моментоповышающих колец MLT - с целью увеличения предельного крутящего момента до 57 кН*м;

* ССОК для обеспечения возможности вращения, расхаживания колонны и циркуляции промывочной жидкости (рис. 7).

При непосредственной поддержке руководства и служб компании-заказчика испытание прошло успешно. При схожих конструкциях скважин (рис. 8) и условиях бурения поставленная задача была выполнена - опережение составило 16 суток (рис. 9).

Применение технологии управляемого спуска

с разбуриваемым долотом на обсадной колонне позволило

снизить затраты и повысить общую производительность буровых работ на скважине № 31 Баяндыского месторождения.

После проведения комплекса работ по цементированию O244,5 мм обсадной колонны для разбуривания оснастки колонны и долота Direct XCD использовалось долото MDSI 616 LMUEBPX O219 мм (8-5/8 дюйма) (рис. 10). Код износа долота после отработки - 1-1-BT-S-X-IN-CT-BHA (рис. 11).

Результат работы:

* Первый в регионе Тимано-Печерской нефтегазоносной провинции спуск долота Direct XCD на обсадной колонне O244,5 мм с проработкой (вращением и промывкой).

* Глубина спуска по стволу - 2671 м.

* Общая длина открытого ствола - 2001 м.

* Общее время работ на подготовку и спуск обсадной колонны - 4 суток.

* Сокращение сроков строительства скважины на 16 суток.

Усложнение скважин при одновременном сокращении затрат на их строительство заставляет компании искать новые подходы в производстве буровых работ, изобретать и внедрять новые технологии, обеспечивающие выполнение поставленных задач с одновременной оптимизацией процессов строительства скважин, постоянным повышением качества работ и улучшением показателей по ОТ и ТБ. 2015 - 2016 гг. стали ключевыми для сервиса по управляемому спуску обсадных колонн, бурению на обсадной колонне с использованием долот Direct XCD и наклонно-направленному бурению на обсадной колонне.

Данная технология получила новый импульс в своем развитии, о чем говорит быстрый рост интереса к этой технологии среди компаний-заказчиков с одновременным ростом конкуренции в данном сегменте нефтесервисных услуг.

Компании Шлюмберже удалось добиться выдающих результатов в сфере проектирования и производства разбуриваемых долот. Direct XCD показывают отличные результаты при бурении абразивных песчаников, карбонатных пород, а также в породах с гравием.

В течение последних двух лет непрерывного тестирования и опытно-промышленных работ на территории Российской Федерации, где было проведено более 20-ти спусков, технология управляемого спуска и бурения с использованием долот Direct XCD отлично зарекомендовала себя и доказала свою эффективность.

В течение последних двух лет непрерывного тестирования и опытно-промышленных работ на территории Российской Федерации, где было проведено более 20-ти спусков, технология управляемого спуска и бурения с использованием долот Direct XCD отлично зарекомендовала себя и доказала свою эффективность.

Настоящим выражаем свою благодарность в подготовке данной статьи:

1. Наговицыну Владимиру Михайловичу - заместителю генерального директора по строительству скважин «Газпромнефть-Оренбург»;

2. Семкину Алексею Александровичу - начальнику управления по реализации проекта «Технический предел» «Газпромнефть-НТЦ»;

3. Полетаеву Александру Николаевичу - заместителю генерального директора по бурению ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»;

4. Гайнуллину Игорю Юрьевичу - начальнику Управления технологии бурения ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»;

5. Кузнецову Анатолию Александровичу - начальнику Управления технологий бурения и закачивания скважин «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг».

Размещено на Allbest.ru