image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 6 2018

Бурение

»  01.06.2018 10:00 Новейшие технические решения для крепления скважин
В последнее время увеличиваются объемы горизонтального бурения для добычи нефти и газа на суше и на шельфе России. При этом наблюдается повышение сложности горно-геологических и технико-технологических условий строительства и эксплуатации скважин. Это отражается в повышении сложности профилей (траекторий) стволов скважин, увеличении пространственной интенсивности искривления, увеличении отходов от устья (отклонение от вертикали), а также зачастую в необходимости строительства скважин в условиях геологической несовместимости, в том числе из-за выработки ряда месторождений. Все эти факторы отрицательно влияют в том числе и на качество условий разобщения и крепления пластов и, соответственно, требуют постоянного поиска новых и совершенствования известных технических и технологических решений в области крепления скважин.
Открыть PDF


Для успешного спуска эксплуатационных обсадных колонн на плановые глубины, а также для качественного цементирования скважин требуется привлечение самых современных разработок в этой области. Представляем новейшие технические решения для спуска обсадных колонн и для повышения качества цементирования методом вращения обсадных колонн при промывках перед цементированием и непосредственно во время цементирования, а также достижения ООО «ОКСЕТ» в этом сегменте нефтесервисных услуг.

1.png

TESCO Corporation (на момент написания статьи компания находится на стадии интеграции в Группу компаний NABORS) является мировым лидером на рынке предоставления в аренду систем верхнего привода, а также оказания сервисных работ по спуску обсадной колонны с применением собственной инновационной разработки. Компания на глобальном рынке – уже почти 25 лет, из них в России – 10 лет (с 2008 г.). До слияния двух корпораций ООО «ОКСЕТ» являлось дочерней компанией корпорации TESCO Corporation и в настоящее время продолжает оказывать услуги по спуску обсадных колонн от собственного имени, используя принадлежащее Обществу оборудование, произведенное TESCO Corporation.

ООО «ОКСЕТ» оказывает сервисные услуги по спуску обсадной колонны с применением инновационной разработки TESCO Corporation – системы Casing Drive System™ (CDS™). Данная технология была изобретена TESCO для бурения на обсадной колонне, но функционал настолько широк, что может использоваться для реализации разных задач. Путем снижения затрат на выполнение буровых работ и сокращения непроизводительных потерь времени мы повышаем реальную экономическую эффективность для заказчиков.

1_1.png

Система CDS™ позволяет расширить возможности верхнего привода буровой установки и использовать его для свинчивания резьбовых соединений обсадной колонны. Система CDS™ полностью заменяет стандартный набор оборудования для спуска обсадных колонн. Наличие гидравлического вертлюга у системы CDS™ позволяет вращать обсадную колонну при спуске, циркуляции и расхаживании (к примеру, при больших коэффициентах трения вращение позволяет их кратно снизить), а также дает возможность осуществлять циркуляцию и долив во время спуска обсадных колонн. Дополнительно благодаря системе CDS™ можно приступить к проработке ствола скважины в месте получения посадки. Наличие дополнительного независимого моментомера TesTork™ (с беспроводной передачей данных WTTS) обеспечивает возможность регистрировать и контролировать в режиме реального времени и с записью в память на электронный носитель показатели момента свинчивания через адаптированную компьютерную систему.

Система оснащена регулируемыми по длине штропами, позволяющими на большинстве буровых установок брать трубу сразу с мостков. Грузоподъемность гидравлического элеватора для одиночных труб составляет 5 т, что более чем достаточно для одной трубки. Грузоподъемность самой CDS™ составляет 350–750 т. Также имеются новейшие компактные системы длиной всего 2 м. Поскольку CDS™ автоматизирована и управляется удаленно, при работе с нет необходимости привлекать верховых рабочих, в отличие от Fill Up Tool и спайдер-элеваторов. Соответственно, исключаются риски из-за работы с ключами, так как это не требуется при CDS™.

1_1_1.png

Преимущества применения CDS™ очевидны. Система исключает использование громоздких спайдер-элеваторов, привлечение верхового рабочего, использование циркуляционного оборудования (Fill-Up Tools), использование силовых ключей.

Таким образом, использование CDS™ существенно сокращает количество оборудования и персонала, требуемого для спуска обсадной колонны, обеспечивает высокий уровень механизации работ и устраняет необходимость работы персонала в особо опасных условиях.

В отличие от традиционного спуска колонн и свинчивания труб при помощи обыкновенных силовых ключей наши разработки, помимо непосредственно свинчивания труб, позволяют осуществ-
лять спуск колонны с доливом колонны во время спуска, с циркуляцией во время спуска, с одновременным расхаживанием и вращением при спуске, с проработкой при спуске колонны с созданием (передачей) нагрузки (части веса СВП). Применение данной технологии обусловливает минимизацию рисков получения дифференциального прихвата, посадок, прилипания колонны. Возможность вращения с нагрузкой в зоне осложнений (обвалов/осыпей горных пород, сужение, выпучивание и т. д.) способствует достижению плановых глубин спуска колонн. Кроме того, спуск с циркуляцией и вращением обеспечивает снижение коэффициента трения, что особенно актуально для скважин со сложными горно-геологическими условиями и сложными профилями (траекториями) ствола скважин, горизонтальных скважин вообще и ERD (англ. extended reach drilling wells – скважины с большим отходом от вертикали, БОВ) скважин в частности.

1_1_2.png

Особого внимания заслуживают наши достижения в области разработки оборудования и технологий для повышения качества цементирования колонн.
В числе факторов, влияющих на качество цементирования обсадных колонн:

• состояние ствола скважины и качество бурового раствора;

• центровка (центрирование) обсадной колонны относительно оси ствола скважины;

• расхаживание («вира – майна» либо вращение);

• сокращение времени на рабочие операции;

• скорость прокачки цемента.

На поиск решения повлияло то, что на ряд перечисленных факторов может оказать непосредственное влияние оснащение буровых установок специализированным оборудованием.

ООО «ОКСЕТ» с 2015 г. в Российской Федерации успешно применяет свою инновационную разработку – вращение колонны при цементировании. Система CDS™ может оснащаться системой Cementing Plug Launching System (CPLS™), представляющей собой специальный цементировочный вертлюг Swivel/Side Entry Sub™ (SSES™) с возможностью вращения обсадных колонн при цементировании. Данная система уникальна, не имеет аналогов в мире. Только CPLS™, в отличие от конкурентов, позволяет в оперативном режиме (10–20 мин) осуществлять переход после промывки на забое к цементированию обсадной колонны с вращением обсадной колонны.

Очевидно, что чем меньше времени ствол скважины остается открытым, тем лучше качество крепления. Поэтому отдельного внимания заслуживают не только технологические, но и технические преимущества. Габариты и вес CDS™ и CPLS™ меньше, чем конкурентов, следовательно, меньше времени требуется на подготовительно-заключительные работы (ПЗР), монтаж и демонтаж.

При вращении колонны перед и во время цементирования увеличивается коэффициент замещения бурового раствора цементным раствором и, соответственно, улучшается распределение. Кроме того, данная технология способствует минимизации заколонных перетоков и межколонных давлений.

Наш опыт, оборудование и технологии позволяют с честью выдерживать тяжелые горно-геологические и скважинные условия. Оборудование CDS & CPLS рассчитано на крутящий момент 67,8 кН.м. В России и СНГ мы выполняем работы на ряде проектов, и все они успешны. Качество сцепления цемента при вращении повышается кратно.

Приведем пример: у нас выполняются работы по спуску колонн и цементированию с вращением:

• ОК 178 мм глубиной 3222 м, TVD ~2700 м (частота 25 мин–1, крутящий момент при цементировании – 19 кН.м);

• ОК 245 мм глубиной 2656 м, TVD ~1000 м (частота 12 мин–1, крутящий момент при цементировании – 39,4 кН.м).

Мы спускали колонны в различных вертикальных скважинах:

• ОК 340 мм – на глубину 2854 м;

• ОК 273 мм – на глубину 3552 м;

• ОК 245 мм – на глубину 3855 м;

• ОК 194 мм – на глубину 4132 м.

Мы осуществляли спуск колонны в скважинах с большим отходом от вертикали (БОВ – ERD wells), при этом показатели говорят сами за себя:

• ОК 340 мм – на глубину 1605 м (зенитный угол – 72°);

• ОК 245 мм – на глубину 5630 м (зенитный угол – 75°, отход от вертикали – 4346 м);

• ОК 178 мм – на глубину 6997 м (зенитный угол – 75°, отход от вертикали – 5675 м, TVD – 2820 м).

Благодаря техническим и технологическим преимуществам оборудования производства TESCO Corporation буровые установки, оснащенные системами CDS™ выполняют операции по спуску обсадной колонны более безопасно и эффективно, ручные операции обсадными трубами на буровой площадке сведены к минимуму, а также минимизируются риски, обусловленные применением стандартных приводных (гидравлических) ключей.

Нашими заказчиками и операторами в России являются ПАО «НОВАТЭК», ОАО «Ямал СПГ», ООО «РН-Уватнефтегаз», АО «Мессояханефтегаз», АО «Роспан Интернешнл», АО «Инвестгеосервис», Группа Eriell, ОАО «ССК», ГК «Интегра» и др. Реализуется ряд проектов в Республике Казахстан.

Качество цементирования с вращением выше, чем без вращения:

• по проекту «Мессояха» – сплошное сцепление по всему интервалу цементирования выше на 89 %, по интервалу облегченного цемента улучшение на 67 %, по интервалу тяжелого цемента улучшение средних показателей более чем в 2,4 раза;

• по проекту «Ямал СПГ» – повышение коэффициента цементирования выше на 20 %, отсутствие заколонных перетоков и отсутствие межколонного давления на скважинах за счет совмещения технологий цементирования и вращения ОК.

Экономическая эффективность:

• в сравнении с обычным методом спуска колонн применение CDS™ позволило снизить временные затраты на 20 %;

• в сравнении с конкурентами CDS™ монтаж системы спуска быстрее в четыре раза, скорость спуска выше на 27–35 % (в зависимости от типоразмера колонн), монтаж цементировочной системы – быстрее в 8 раз, демонтаж систем – быстрее в 2–3 раза.

В таблице приведен краткий сравнительный анализ работ на ЮТГКМ.

В заключение хотелось бы отметить, что с использованием CDS™ во всем мире уже произведено спусков более 40 млн м обсадных труб. 

 

Краткий сравнительный анализ работ по спуску и цементированию с вращением ОК-178 и ОК-245 на Южно-Тамбейском газоконденсатном месторождении с применением системы Casing Drive SystemTM (TESCO Corporation) и аналога (конкуренты)

Характеристики

CDSTM TESCO (ОК-178)

CDSTM TESCO (ОК-245)

Аналог (OK-178)

Аналог (OK-245)

ПЗР к монтажу, ч:мин

0:30

0:30

3:00

3:00–4:00

Монтаж, ч

CDSTM – 1

CDSTM – 1

Аналог – 4

Аналог – 3–5

Скорость спуска, м/ч

140

130

80

65–110

Монтаж цементировочного оборудования, ч:мин

0:15

0:20

2:00

2:15

Демонтаж, ч

CDSTM – 1

CDSTM – 1

Аналог – 2,5

Аналог – 2,5–3,0

Количество персонала, человек

2

2

6

6

Длина, мм

2920

3940

Ширина, мм

720

1100

Высота, мм

585

620

Вес в период эксплуатации, т

2,15

4,20

Вес при траснпортировке, т

2,60

4,40

 


1_1_3.png

ООО «ОКСЕТ»

125047, РФ, г. Москва,

1-я ул. Тверская-Ямская, д. 23, стр. 1

Тел.: +7 (495) 663-38-41, 782-85-90

e-mail: Moscow_BD@canrig.com

www.ocset.ru



← Назад к списку


im - научные статьи.