Спуск обсадной колонны в скважину
Спуск обсадных колонн — Студопедия
Перед спуском обсадных труб, они шаблонируются шаблоном соответствующего размера. Трубы, через которые шаблон не проходит, бракуют и заменяют новыми. Свинчивание обсадных труб производят с определенной величиной натяга. Для труб с треугольным профилем резьбы натяг контролируется величиной момента, которая зависит от диаметра труб, и числом не завернутых витков резьбы, которое не должно быть более трех-четырех. Для труб с трапецеидальным профилем резьбы натяг контролируется метками, нанесенными на поверхности муфты и ниппеля.
Спуск колонны осуществляют в один прием, т.е. сразу до забоя, или по частям - секционный способ спуска.
Первый способ применяют, когда грузоподъемность буровой установки соответствует весу обсадной колонны; когда в течение2-3 суток отсутствия циркуляции не происходит осложнение ствола скважины; когда имеется весь ассортимент труб, определенный расчетами и когда гидравлическая мощность имеющихся цементировочных агрегатов обеспечит подъем тампонажного раствора в заколонном пространстве на требуемую высоту.
В процессе спуска колонны, в особенности, когда она оборудована обратным клапаном, во избежание смятия требуется периодически доливать ее промывочной жидкостью. Долив ее, обычно производят через каждые 300-400 м, а иногда и чаше. В этом случае лучше использовать обратные клапаны диафрагменного типа. Однако и в этом случае для избежания газирования раствора, также требуется проводить промежуточные промывки, которые осуществляют через 500-600 м. Промывку ведут в течении одного цикла циркуляции для данной глубины спуска, а при сильном газировании раствора - до полного удаления газа из него.
По окончании спуска всей колонны, скважину, как правило, промывают в течении одного-двух циклов. Восстанавливать циркуляцию при этом, во избежание поглощения, следует с малой скоростью, увеличивать скорость подачи следует только после разрушения тикстропной структуры промывочной жидкости. Желательно при этом рассматривать возможность расхаживания колонны либо ее вращение. Затем производят докрепление резьбовых соединений машинными ключами с контролем крутящего момента.
Спуск длинных колонн занимает длительное время, иногда 2-3 суток. При этом увеличивается вероятность возникновения осложнений в виде обвалов, осыпей, прихватов и т.д., которые вызывают недохождение колонны до проектной глубины.
В этих случаях осуществляют спуск колонны в несколько приемов. Секционный спуск колонны осуществляют в следующих случаях:
1. Когда вес обсадной колонны превышает грузоподъемность буровой установки;
2. Когда отсутствие циркуляции в течении 1-2 суток приведет к осложнениям в стволе скважины; '
3. Когда отсутствует требуемый ассортимент труб и гидравлическая мощность цементировочных агрегатов не обеспечивает подъема тампонажного раствора на требуемую высоту.
Крепление скважин с использованием секционного спуска обсадных колонн позволяет:
- перекрывать интервалы осложнений на больших глубинах с минимальной затратой времени от конца последней промывки до начала цементирования;
- надежно изолировать два или более продуктивных горизонта скважин с высоким пластовым давлением или какие-либо осложненные интервалы, разделенные между собой мощной устойчивой толщей горных пород;
- применять комбинированный бурильный инструмент, в результате чего увеличивается прочность бурильной колонны, снижаются гидравлические сопротивления, обеспечивается эффективность буровых работ и возможность углубления скважины на большую глубину;
- экономить металл в результате использования обсадных труб с меньшими толщинами стенок по сравнению со сплошными колоннами, а также использовать трубы с пониженными прочностными характеристиками.
При секционном спуске сначала спускают участок колонны, длина которого достаточна для перекрытия открытого ствола, при этом верхний ее конец должен располагаться в предыдущей колонне. Если длина открытого ствола большая, то крепят его в несколько приемов. Верхний конец нижнего участка следует размещать против устойчивых пород, на участке ствола с номинальным диаметром.
Длину первой секции обсадной колонны выбирают из геологических требований перекрытия интервала осложнений в минимально возможное время и из условий прочности верхних труб секции на растягивающую нагрузку. В случае установки головы секции в открытом стволе местоположения устройства для стыковки секций выбирают с учетом данных кавернометрии на номинальном по диаметру участке ствола скважины. При перекрытии высоконапорных горизонтов и наличии заколонных проявлений над головой опущенной секции необходимо наращивать последующую секцию обсадной колонны с применением герметизирующих заколонных устройств.
Нижние участки обсадных колонн спускают на бурильных трубах. Для соединения бурильной и обсадной колонн применяют специальные переводники, которые позволяют цементировать нижний участок, промывать верхнюю часть скважины после цементирования и отсоединять бурильные трубы от обсадных по окончании цементирования и стыковать последующие секции.
Существует несколько конструкций стыковочных узлов, конструкция которых в основном включает в себя направляющее устройство, левый переводник, посадочный переводник, специальную муфту по конструкции
решающая задача ступенчатого цементирования. Стыковочные поверхности покрываются слоем мягкого металла (свинца). Заканчивают спуск верхней секции с малой скоростью. Перед посадкой осуществляют промывку скважины и наблюдают за изменением давления. Быстрое увеличение давления свидетельствует о вхождении нижнего участка верхней секции в муфту нижней. Верхнюю секцию спускают до соприкосновения сочленяемых поверхностей, и затем, приподнимают так, чтобы ее нижний конец располагался внутри муфты. Цементирование этой секции колонны осуществляется на весу. После цементирования соединительный конус верхнего участка сажают на коническую поверхность специальной муфты нижнего участка и колонну оставляют в покое натвердение цементного раствора.
studopedia.ru
11.2. Спуск обсадных колонн
Перед спуском обсадных труб, они шаблонируются шаблоном соответствующего размера. Трубы, через которые шаблон не проходит, бракуют и заменяют новыми. Свинчивание обсадных труб производят с определенной величиной натяга. Для труб с треугольным профилем резьбы натяг контролируется величиной момента, которая зависит от диаметра труб, и числом не завернутых витков резьбы, которое не должно быть более трех-четырех. Для труб с трапецеидальным профилем резьбы натяг контролируется метками, нанесенными на поверхности муфты и ниппеля.
Спуск колонны осуществляют в один прием, т.е. сразу до забоя, или по частям - секционный способ спуска.
Первый способ применяют, когда грузоподъемность буровой установки соответствует весу обсадной колонны; когда в течение 2-3 суток отсутствия циркуляции не происходит осложнение ствола скважины; когда имеется весь ассортимент труб, определенный расчетами и когда гидравлическая мощность имеющихся цементировочных агрегатов обеспечит подъем тампонажного раствора в заколонном пространстве на требуемую высоту.
В процессе спуска колонны, в особенности, когда она оборудована обратным клапаном, во избежание смятия требуется периодически доливать ее промывочной жидкостью. Долив ее, обычно производят через каждые 300-400 м, а иногда и чаше. В этом случае лучше использовать обратные клапаны диафрагменного типа. Однако и в этом случае для избежания газирования раствора, также требуется проводить промежуточные промывки, которые осуществляют через 500-600 м. Промывку ведут в течении одного цикла циркуляции для данной глубины спуска, а при сильном газировании раствора - до полного удаления газа из него.
По окончании спуска всей колонны, скважину, как правило, промывают в течении одного-двух циклов. Восстанавливать циркуляцию при этом, во избежание поглощения, следует с малой скоростью, увеличивать скорость подачи следует только после разрушения тикстропной структуры промывочной жидкости. Желательно при этом рассматривать возможность расхаживания колонны либо ее вращение. Затем производят докрепление резьбовых соединений машинными ключами с контролем крутящего момента.
Спуск длинных колонн занимает длительное время, иногда 2-3 суток. При этом увеличивается вероятность возникновения осложнений в виде обвалов, осыпей, прихватов и т.д., которые вызывают недохождение колонны до проектной глубины.
В этих случаях осуществляют спуск колонны в несколько приемов. Секционный спуск колонны осуществляют в следующих случаях:
1. Когда вес обсадной колонны превышает грузоподъемность буровой установки;
2. Когда отсутствие циркуляции в течении 1-2 суток приведет к осложнениям в стволе скважины; '
3. Когда отсутствует требуемый ассортимент труб и гидравлическая мощность цементировочных агрегатов не обеспечивает подъема тампонажного раствора на требуемую высоту.
Крепление скважин с использованием секционного спуска обсадных колонн позволяет:
- перекрывать интервалы осложнений на больших глубинах с минимальной затратой времени от конца последней промывки до начала цементирования;
- надежно изолировать два или более продуктивных горизонта скважин с высоким пластовым давлением или какие-либо осложненные интервалы, разделенные между собой мощной устойчивой толщей горных пород;
- применять комбинированный бурильный инструмент, в результате чего увеличивается прочность бурильной колонны, снижаются гидравлические сопротивления, обеспечивается эффективность буровых работ и возможность углубления скважины на большую глубину;
- экономить металл в результате использования обсадных труб с меньшими толщинами стенок по сравнению со сплошными колоннами, а также использовать трубы с пониженными прочностными характеристиками.
При секционном спуске сначала спускают участок колонны, длина которого достаточна для перекрытия открытого ствола, при этом верхний ее конец должен располагаться в предыдущей колонне. Если длина открытого ствола большая, то крепят его в несколько приемов. Верхний конец нижнего участка следует размещать против устойчивых пород, на участке ствола с номинальным диаметром.
Длину первой секции обсадной колонны выбирают из геологических требований перекрытия интервала осложнений в минимально возможное время и из условий прочности верхних труб секции на растягивающую нагрузку. В случае установки головы секции в открытом стволе местоположения устройства для стыковки секций выбирают с учетом данных кавернометрии на номинальном по диаметру участке ствола скважины. При перекрытии высоконапорных горизонтов и наличии заколонных проявлений над головой опущенной секции необходимо наращивать последующую секцию обсадной колонны с применением герметизирующих заколонных устройств.
Нижние участки обсадных колонн спускают на бурильных трубах. Для соединения бурильной и обсадной колонн применяют специальные переводники, которые позволяют цементировать нижний участок, промывать верхнюю часть скважины после цементирования и отсоединять бурильные трубы от обсадных по окончании цементирования и стыковать последующие секции.
Существует несколько конструкций стыковочных узлов, конструкция которых в основном включает в себя направляющее устройство, левый переводник, посадочный переводник, специальную муфту по конструкции
решающая задача ступенчатого цементирования. Стыковочные поверхности покрываются слоем мягкого металла (свинца). Заканчивают спуск верхней секции с малой скоростью. Перед посадкой осуществляют промывку скважины и наблюдают за изменением давления. Быстрое увеличение давления свидетельствует о вхождении нижнего участка верхней секции в муфту нижней. Верхнюю секцию спускают до соприкосновения сочленяемых поверхностей, и затем, приподнимают так, чтобы ее нижний конец располагался внутри муфты. Цементирование этой секции колонны осуществляется на весу. После цементирования соединительный конус верхнего участка сажают на коническую поверхность специальной муфты нижнего участка и колонну оставляют в покое натвердение цементного раствора.
studfile.net
Подготовка и спуск обсадных колонн — Студопедия
Пдразделяют на 4 этапа.
1-Подготовка обсадных труб
Она включает проверку резьбовых соединений и муфт. Шабланировку туб на овальность и опресовку водой с помощью цементировочного агрегата на давление 80-100 атм.. Эти операции могут производить на трубной базе при подготовке колонны или на мостках непосредственно на буровой. Кроме этого трубы замеряют по длине и маркируют, т.е. указывают № трубы, диаметр, толщину стенки, марку стали и завод изготовителя. Все эти данные заносят в журнал. А тубы укладывают на мостки в той последовательности, в которой будут спускать в скважину. Эти данные необходимы в случае аварии и предъявлении претензии заводу изготовителю.
2-подготовк ствола скважины. После окончания бурения для очистки скважины от шлама для облегчения поведения ГИС и последующего спуска обсадных труб скважины промывают до выравнивания плотности бурового раствора на входе в ствол скважины и на выходе из скважины. При осложненных условиях бурения иногда предварительно прорабатывают ствол скважины.
3-подготовка бурового оборудования и инструментов. В связи с большой нагрузкой на буровую установку поводят следующие виды работ.
А-осматривают вышку, поверяют все болтовые соединения
Б-проверяют исправность лебедки, силовых двигателей, прочности их крепления и особое внимание уделяют исправности мотора лебедки.
В-проверяют буровые насосы и … систему, кроме этого перед спуском колоны составляют план четкой организации работы и выполнения обязанностей членами буровой бригады. Проводят инструктаж членов буровой бригады. Перед спуском буровой колонны вторично их поверяют шаблоном.
4-спуск колонны.
А- Низ обсадной колонны оборудуют башмаком. Это стальной патрубок длиной 30-50 см. Нижняя часть башмака снабжается чугунной или дюралевой направляющей коробкой обтекающей формы. Для того чтобы не поступал шлам. Для пропускания цементного раствора в башмаке имеются торцевые и боковые отверстия.
Б-башмачный патрубок длиною 1.5-2м. в котором по спирали посверлены отверстия для выхода цементного раствора.
В-над патрубком устанавливают обратный клапан. Он предотвращает обратное поступление после вытеснения цемента раствора за колонну.
Г-выше обратного клапана на ближайшем стыке труб укрепляют упорное кольцо, т.е. чугунную шайбу. На упорное кольцо в конце цементирования садится верхняя продавочная пробка-это свидетельствует о том, что весь цементный раствор вытесняет промывочную жидкость за кольцо
Д-для цементирования колоны создания по толщине равномерного кольца за колонной. Применяются цементирующие пружинные фонари. Расстояние между фанарями10-15м. Спуск колоны производится в соответствии с расчетом ее на сжатие согласно маркам стали и толщины стенки. При спуске через 300-400м. обсадные колонны доливают промывочной жидкостью, для того, что бы исключить смятие колоны.
studopedia.ru
Расчет глубин спуска и диаметров обсадных колонн. — Студопедия.Нет
Рисунок 3.3.1 – Обсадная колонна.
Наличие кондуктора позволит обеспечить выполнение следующих условий:
- перекрытие всей толщи рыхлого неустойчивого интервала разреза;
- разобщение водоносных горизонтов, залегающих в интервале спуска кондуктора;
- установку на устье противовыбросового оборудования.
Эксплуатационная колонна служит для крепления скважины и транспортировки углеводородного сырья на поверхность.
Минимальная глубина спуска кондуктора Н к рассчитывается по формуле , исходя из условия предупреждения гидроразрыва горных пород:
м,
где – максимальное пластовое давление в скважине, МПа;
L – глубина скважины, м;
– удельный вес флюида, кг/м3;
Δ – градиент гидроразрыва пород в интервале установки кондуктора, МПа/м.
Для перекрытия неустойчивых горных пород и с учетом предыдущего опыта бурения выбирается глубина спуска направления 40 м, глубина спуска кондуктора равна 753 м, с установкой башмака в кузнецовскую свиту, эксплуатационная колонна спускается на глубину 2757 м.
Определение диаметров обсадных колонн и скважины под каждую колонну.
Расчет конструкции скважины осуществляется снизу в вверх. При этом исходным является диаметр самой нижней колонны, в нашем случае – эксплуатационной, который принимается в зависимости от ожидаемого дебита, притока и условий опробования, эксплуатации и ремонта скважины. Ожидаемый дебит проектируемой скважины равен 150 тонн/сутки. Для данного дебита рекомендуемый диаметр эксплуатационной колонны составляет 0,146 м.
Диаметр долота для бурения ствола под эксплуатационную колонну рассчитывается по формуле:
где - диаметр долота под данную колонну ,м;
– наружный диаметр муфт обсадных труб , м;
2 – минимально необходимый радиальный зазор для свободного прохода колонны в скважину при спуске, м.
Наружный диаметр муфт для обсадных труб диаметром 0,146 м - 0,166 м, минимально необходимый радиальный зазор для свободного прохода колонны в скважину при спуске обсадных труб с муфтой диаметром 0,166 м - 0,02 м.
Принимается диаметр долота равный 0,2159 м.
Внутренний диаметр предыдущей обсадной колонны (кондуктора) рассчитывается следующим образом:
где dкв – внутренний диаметр кондуктора, м;
dэд – диаметр долота под эксплуатационную колонну, м;
2d - минимально необходимый радиальный зазор для свободного прохода внутри данной колонны долота для бурения под эксплуатационную колонну, м.
Минимально необходимый радиальный зазор равен 0,010…0,014 м.
Принимаются обсадные трубы с диаметром наружным 0,2445 м.
Диаметр долота для бурения ствола под кондуктор рассчитывается по формуле.
Наружный диаметр муфт для обсадных труб диаметром 0,2445 м - 0,270 м, минимально необходимый радиальный зазор для свободного прохода колонны в скважину при спуске обсадных труб с муфтой диаметром 0,270 м - 0,02…0,025 м.
Выбирается долото диаметром 0,2953 м.
Принимаются обсадные трубы диаметром 0,324 м.
Диаметр долота для бурения ствола под направление рассчитывается по формуле . Наружный диаметр муфт для обсадных труб диаметром 0,324 м - 0,351 м, минимально необходимый радиальный зазор для свободного прохода колонны в скважину при спуске обсадных труб с муфтой диаметром 0,351 м - 0,02…0,025 м.
Выбирается долото диаметром 0,3937 м.
Диаметры долот и обсадных колонн приведены в табл. 4.3.1
| Название обсадной колонны | Диаметр обсадной колонны, м | Диаметр долот под обсадную колонну, м |
| Направление | 0,324 | 0,3937 |
| Кондуктор | 0,2445 | 0,2953 |
| Эксплуатационная | 0,146 | 0,2159 |
studopedia.net
