Спуск и оснастка обсадной колонны

     Параметры раствора:

плотность – 1,282г/см³;

условная  вязкость – 30 с;

СНС_1/10 – 35-55/60-85 Па;

водоотдача  – 3-4 см³/30 мин;

рН=9-10;

толщина корки – 1,5 мм;

содержание  песка – 1%.

      После проведения проработки открытого ствола, обработки глинистого бурового раствора из скважины поднимают бурильный инструмент и производят спуск этого бурильного инструмента, который при спуске оснащают скребковыми устройствами, например, устанавливаемыми на трубах после спуска 20-30 м труб.

    После спуска каждой свечи (20-30 м собранных  бурильных труб) проводят расхаживание на ее высоту. В процессе спуска через каждые 200-500 м проводят промежуточные промывки скважины. По окончании спуска бурильной колонны проводят промывку скважины и обработку бурового раствора до свойств, достигнутых при первой обработке.

    После завершения обработки бурового раствора выполняют подъем бурового инструмента, оснащенного скребками, и спуск  обсадной колонны. При этом во время  спуска обсадную колонну оснащают центраторами и другой технологической оснасткой, согласно плану, спускают и цементируют.

    В проектируемых условия в скважину, обсаженную 324 мм колонной на глубину 450 м и имеющую открытую часть разреза в интервале 450-500 м, спускают бурильный инструмент на глубину 400-430 м. Скважину промывают. Во время промывки буровой раствор обрабатывают с поведением свойств, отвечающих требованиям. Затем бурильный инструмент поднимают и при спуске устанавливают трубу, оснащенную скребковыми устройствами в количестве, необходимом для полного охвата внутренней поверхности труб предыдущей колонны по всей длине окружности. После спуска каждой свечи (2-3 трубы) производят расхаживание (1-5 раз). Через каждые 20-30 м при спуске производят промывку скважины. По окончании спуска проводят промывку, массу густого раствора удаляют, пропуская через вибросита. Буровой раствор дообрабатывают до требуемых значений. Бурильный инструмент поднимают из скважины, производят спуск обсадной колонны и ее цементирование. Обсадную колонну во время спуска оснащают центраторами, а также она может быть оснащена скребками и расхаживаться в процессе цементирования.

    Преимущества  данной технологии заключаются в том, что сформировавшийся прочный слой бурового раствора удаляется при подготовке скважины к цементированию, а не во время движения цементного раствора по кольцевому пространству. При этом удаляемый структурированный раствор не попадает в цементный, не происходит его загущения, пробкообразования в элементах оснастки из-за смещения и, как следствие, повышения давления при прокачке, приводящего к остановке цементирования до окончания продавки.

    Буровой раствор обрабатывается до такого состояния, при котором он не подвержен неравномерному формированию, и после этого легко  может быть вытеснен.

    Возможности удаления неподвижного раствора возрастают, так как спуская скребки на бурильном инструменте, операцию по очистке можно проводить более длительное время.

    Все это определяет увеличение полноты  вытеснения бурового раствора при цементировании, повышение качества цементирования за счет предотвращения каналообразования в невытесненном буровом растворе, обеспечение контакта цементного камня с обсадной колонной.

    Технология подготовки скважины к спуску и цементированию обсадной колонны, включающий проработку, промывку, очистку стенок скважины скребковыми устройствами, отличающийся тем, что после проработки ствола скважины проводят обработку глинистого бурового раствора, снижая статическое напряжение сдвига глинистого бурового раствора до величины, при которой изменение температуры и электрического поля в скважине не вызывает его увеличения во времени до значений, превышающих пристенные касательные напряжения, возникающие при движении тампотажного раствора по кольцевому пространству, спускают бурильный инструмент, оснащенный скребковыми устройствами, и очищают предыдущую обсадную колонну от пристенного структурированного глинистого бурового раствора, дополнительно обрабатывают глинистый буровой раствор до свойств, достигнутых при первой обработке, а затем производят спуск обсадной колонны и ее цементирование.

    После спуска эксплуатационной колонны  согласно плану работ проводят его цементирование с высотой подъема цементного раствора до устья

     Расчет  цементирования эксплуатационной колонны Æ 146 мм

     Производим  расчет одноступенчатого цементирования кондуктора Æ146 мм, спущенного на глубину Н=2700 м, при следующих условиях: диаметр долота D_д=190,5 мм; наружный диаметр обсадных труб d₁=146 мм; внутренний диаметр обсадных труб d₂=124 мм; высота подъема цементного стакана Н_ц 450 м; плотность глинистого раствора γ_р=1282 кг/м³; плотность цементного раствора γ_ц=3150 кг/м³; кольцо «стоп» установлено на высоте h=20м от башмака.

1)      Объем цементного раствора, подлежащего  закачке в скважину:

k₁×=1,1;

V_цр = 0,785×[1,1×(0,1905² – 0,146²) ×2700 + 0,124² ×20] = 19,4 м³.

1.     Количество сухого цемента для приготовления цементного раствора:

т=0,5;

G_ц = (1/(1 + 0,5))×19,4×3150= 38740 кг = 38,74 т. 

          Количество сухого цемента с  учетом потерь при затворении цементного раствора:

k₂=1,01;

G^I_ц = 1,01×61,74 = 39,35 т.

2.        Необходимое количество воды для приготовления цементного раствора 50% консистенции:

т=0,5;

V_в =0,5×39,35 = 19,17м³.

3.                   Потребное количество продавочного раствора:

D=1,04;

V_пр = 1,04×0,785× ( 0,124²)×(2700 – 20) = 26,87 м³.

4.   Давление, развиваемое насосом в последний момент закачки глинистого раствора,

р₁ = 10^-5×[(2700 – 20)×(3150 – 1282)]=11,768кгс/см² = 1,1 МПа; 

р₂ = 0,01×2700+ 8 =  1,45МПа;

р_тах = 1,1 + 1,45= 2,55 МПа.

6) Время необходимое  для закачки цементного раствора:

t = (V_цр+V_пж)/Q_ца+t_во=29,4+46,87/15,9+15=19,7 мин.

Для проведения цементирования потребуется 2 цементо – смесительных машины 2СМН – 20 и 4 цементировочных агрегатов ЦА – 320 М

    

Схема обвязки агрегатов  при цементировании скважин с использованием 20–40 т сухого тампонажного материала:

1 – цементосмесительная машина 2СМН-20; 2 – цементировочный агрегат ЦА-320М; 3 – цементировочный агрегат 3ЦА-400А; 4 – блок манифольда 1БМ-700; 5 – станция контроля цементирования; 6 – цементировочная головка; штрихпунктир – движение продавочной жидкости; сплошная линия – движение тампонажного раствора 

 

4 Охрана труда и  противопожарные  мероприятия

    Спуск обсадных колонн предусматривается  согласно планам, разработанным буровой  организацией и утвержденным в установленном  порядке. К плану прилагаются  исходные данные для расчета обсадных колонн, использованные коэффициенты запаса прочности, результаты расчета  обсадных колонн (компоновка колонны) и ее цементирование, анализ цемента, а так же акт готовности скважины и буровой к спуску колонны. Перед  подготовкой ствола скважины к спуску колонны должен быть проведен комплекс электрометрических работ и других исследований, необходимых для детального планирования процесса крепления.

    Ведение спуско-подъемных операций должно осуществляться с использованием механизмов для свинчивания-развинчивания труб и специальных приспособлений.

    Между бурильщиком и верховым рабочим  должна быть обеспечена надежная связь, в т.ч. путем установления четкого  порядка обмена сигналами между  верховым рабочим и бурильщиком.

    Крепить и раскреплять резьбовые соединения обсадных труб и других элементов оснастки обсадной колонны вращением ротора запрещается.

    При спуске обсадной колонны запрещается включать клиновой захват до полной остановки колонны.

    Подводить машинные и автоматические ключи  к колонне обсадных труб разрешается только после посадки их на клинья или элеватор.

    Скорости  спуско-подъемных операций с учетом допустимого колебания гидродинамического давления и продолжительность промежуточных промывок регламентируются проектом. При отклонении реологических свойств бурового раствора от проектных необходимо внести коррективы в регламент по скорости спуско-подъемных операций с учетом допустимых колебаний гидродинамического давления.

    При появлении посадок во время спуска обсадной колонны следует произвести промывку и проработку ствола скважины в интервалах посадок.

    На  устье необходимо устанавливать  устройство, предупреждающее падение  посторонних предметов в скважину при отсутствии в ней колонны  труб и при спуско-подъемных операциях.

    Запрещается проводить спуско-подъемные операции при:

    - отсутствии или неисправности ограничителя подъема талевого блока, ограничителя допускаемой нагрузки на крюке;

    - неисправности  спуско-подъемного оборудования и инструмента;

    - неполном  составе вахты для работ на конкретной установке;

    - скорости  ветра более 20 м/с;

    Буровая бригада ежесменно должна проводить профилактический осмотр подъемного оборудования (лебедки, талевого блока, крюка, крюкоблока, вертлюга, штропов, талевого каната и устройств для его крепления, элеваторов, спайдеров, предохранительных устройств, блокировок и др.) с записью в журнале.

    При спуско-подъемных операциях запрещается:

    - находиться  в радиусе (зоне) действия автоматических  и машинных ключей, рабочих и  страховых канатов;

    - открывать  и закрывать элеватор до полной  остановки талевого блока;

    - пользоваться  перевернутым элеватором.

    Режимы  подъема ненагруженного элеватора, а также снятие с ротора колонны  обсадных труб, должны исключать возможность  раскачивания талевой системы.

    При применении пневмораскрепителя необходимо, чтобы натяжной канат и ключ располагались в одной горизонтальной плоскости. Канат должен надежно крепиться к штоку пневмораскрепителя. Работа пневмораскрепителя без направляющего поворотного ролика запрещается.

    Запрещается поднимать или опускать талевый  блок при выдвинутых стрелах механизма  подачи труб.

    Тампонажные материалы, используемые при строительстве скважин, должны иметь соответствующие сертификаты качества. Свойства тампонажных материалов (в т.ч. цементно-бентонитовых смесей) и формируемого из них цементного камня должны соответствовать требованиям стандартов. Порядок хранения и сроки использования тампонажных материалов устанавливаются заводом-изготовителем. ампонажные материалы, используемые при строительстве скважин, должны иметь соответствующие сертификаты качества. Свойства тампонажных материалов (в т.ч. цементно-бентонитовых смесей) и формируемого из них цементного камня должны соответствовать требованиям стандартов. Порядок хранения и сроки использования тампонажных материалов устанавливаются заводом-изготовителем.