Если вы скопируете книгу или главу книги, Вы должны незамедлительно удалить ее сразу после ознакомления с содержанием. Копируя и сохраняя его Вы принимаете на себя всю ответственность, согласно действующему международному законодательству. Любое коммерческое и иное использование кроме предварительного ознакомления запрещено. Публикация данной книги не преследует никакой коммерческой выгоды, но документ способствуют быстрейшему профессиональному росту читателей и являются рекламой бумажных изданий таких документов. Все авторские права сохраняются за правообладателем. В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуюсь убрать указанные книги

ГЛАВА V
ТЕХНОЛОГИЯ
КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН
РЕМОНТНО-ИСПРАВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБСЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ СКВАЖИН
Перед началом капитального ремонта скважины по геолого-технической документации и результатам обследования необходимо выяснить техническое состояние эксплуатационной колонны.
Исследовательские и обследовательские работы в скважинах в основном сводятся к выявлению или установлению:
1) состояния эксплуатационной колонны; 2) места притока чуждых вод; 3) путей движения посторонних вод; 4) местонахождения и состояния аварийного подземного оборудования; 5) мощности и характера песчаных пробок и т. д.
Исследование и обследование состояния скважин проводят с помощью различных измерительных приборов, для спуска которых применяют различное оборудование и устройства.
Для спуска приборов на небольшие глубины (500—1500 м) применяют лебедки с ручным приводом (аппараты Яковлева легкого и тяжелого типов). Аппарат Яковлева легкой конструкции используют для обследований скважин глубиной до 1000 м, тяжелой — глубиной 1000—1500 м.
Исследования скважин глубиной более 1500 м с помощью приборов осуществляются механизированными лебедками с приводом от двигателя автомашины, либо портативными лебедками с авто-, номным двигателем внутреннего сгорания. Для спуска глубинных приборов с местной регистрацией широко используются передвижные лаборатории с лебедками конструкции АзИНМАШ.
Лебедка АзИНМАШ-11, монтируемая на шасси автомашины ГАЗ-51, предназначена для спуска и подъема в скважину на глубину до 3000 м измерительных приборов (глубинных манометров, термометров), а также для измерения глубины скважин и уровня жидкости в них.
Для точного 01 счета глубины спуска прибора лебедка оборудована мерительным аппаратом, который состоит из мерного шкива с двумя нажимными роликами, предупреждающими проскальзывание проволоки, и счетчика оборотов, связанного с мерным шкивом одной парой передаточных шестерен.
239
Мерительный аппарат позволяет определять глубину положения прибора с точностью до 0,1 м. Управление лебедкой осуществляется рычагами.
С целью увеличения глубины спуска АзИНМАШ разработал новую лебедку, рассчитанную на глубину скважины 7000 м.
Для исследования скважин в Западной Сибири, а также в нефтяных районах Советского Союза с трудными дорожными условиями применяют установки 2УИС и ЗУИС, с помощью которых можно исследовать скважины глубиной до 6000 м. Установка типа 2УИС смонтирована на базе плавающего гусеничного транспортера высокой проходимости ГАЗ-47А, а ЗУИС — на базе транспортера ГАЗ-71.
РЕМОНТ И ГЕРМЕТИЗАЦИЯ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ
Перед капитальным ремонтом скважины необходимо обследовать ее устье и в случае неисправности отремонтировать его. Выполнение каких-либо работ при неисправном устье скважины недопустимо. Соблюдение этого условия особенно важно перед капитальным ремонтом газовой скважины, у которой давление в верхней части эксплуатационной колонны и на устье достигает значительной величины.
Как уже указывалось (см. гл. II), устье скважины оборудовано колонной головкой. Поэтому прежде всего следует обследовать ее состояние: проверить герметичность соединения пьедестала с эксплуатационной колонной и осмотреть внутреннюю поверхность пьедестального патрубка. Если патрубок сильно протерт, разъеден песком или же его резьба пропускает жидкость (газ), его заменяют новым. Для этого разбирают фланцевое соединение на колонной головке. На бурильной трубе спускают внутреннюю освобождающуюся труболовку и захватывают ею обсадную трубу ниже пьедестального патрубка. С помощью подъемного механизма натягивают колонну и отвинчивают патрубок с пьедесталом от нее.
На устье скважины помещают разъемное лафетное кольцо и на клиньях устанавливают бурильную трубу. С верхней муфты бурильной трубы снимают элеватор и изношенный пьедестальный патрубок, после чего пьедестал устанавливают в обратной последовательности.
При обследовании колонных головок типа ГКК проверяют герметичность сальникового уплотнения в колонном фланце и соединения колонны с катушкой. По прижатию катушки к колонному фланцу определяют, не сорвалась ли колонна с клиновой подвески в колонном фланце.
ОБСЛЕДОВАНИЕ ПЕЧАТЯМИ
Состояние колонны и фильтровой части, установление местонахождения и состояния оставшихся в скважине насосно-компрес-сорных труб и других посторонних предметов проверяют печатями.
Печать представляет собой металлическое устройство, корпус которого снизу и с боков покрыт свинцовой оболочкой толщиной
240
8—10 мм; в центре корпуса имеется сквозное продольное отверстие, через которое прокачивается жидкость. В верхней части печати имеется резьба для присоединения к бурильным или насосно-ком-прессорным трубам, на которых ее спускают в скважину.
Рис. V.I. Печать универсальная ПУ-2
Диаметр печати на 10—20 мм меньше диаметра обследуемой колонны.
Кроме печатей со свинцовой оболочкой применяют и такие, в которых свинец заменен сплавом, состоящим из 98% алюминия и 2% сурьмы.
Основными узлами универсальной печати типа ПУ-2 (рис. V.1, табл. V.1) являются корпус с деталями для получения оттиска предметов и зажимное устройство. На утолщение в нижней части корпуса 2 надевается резиновый стакан 8, который крепится к корпусу четырьмя винтами 7. На резиновый стакан, в свою очередь, надевается алюминиевая оболочка 6 с «перьями». На средней цилиндрической части корпуса установлен направляющий винт 4 и нарезана
16 заказ 1428 241
Таблица V.I
Техническая характеристика печати типа ПУ-2
Шифр печати Основной диаметр обследуемой колонны, Нагрузка на печать, тс Габаритные размеры, мм Маееа, кг

мм диаметр длина
ПУ2-102 102 75; 84 295 4
ПУ2-146 141—146 1,5-2,0 106; 112; 360 10
118
ПУ2-168 168 125; 131; 430 17,7
137; 141
трапецеидальная резьба. По винту и резьбе движется зажимное устройство, при помощи которого на кольцевой заплечник корпуса
_________________ зажимаются «перья» алюминиевой оболочки.
Зажимное устройство состоит из нажимной втулки 5 и гайки 3. В верхней части корпуса имеется переводник 1 с замковой резьбой для присоединения печати к колонне труб.
Предварительное обследование колонны печатями до ремонтно-изоляционных работ и при возврате на нижележащие горизонты обязательно, так как необнаруженные дефекты в колонне или фильтровой части до цементирования скважины могут привести к осложнениям.
Рис. V.2. Фотографии печатей, поднятых из скважин после их обследования:
а — слом колонны, б — отвод колонны, в — наличие посторонних предметов
242
При ловильных работах обследование состояния концов аварийных труб необходимо для правильного выбора ловильного инструмента и последующей работы по извлечению аварийного подземного оборудования.
Осмотр печати перед спуском и после ее подъема, посадка ее на обследуемое место или на конец аварийного оборудования должны производиться под контролем бурового мастера. Не допускается посадка печати дважды, так как это даст неточный и неправильный отпечаток. Нельзя также после подъема из скважины ударять по оболочке печати металлическими предметами, зажимать цепными или другими ключами, бросать печать и т. д. Все эти нарушения могут привести к искажениям отпечатка и к ошибкам при составлении дальнейшего плана работ.
Отпечатки следует внимательно изучать и фиксировать в соответствующей документации, а при необходимости фотографировать.
На рис. V.2 приведены фотографии поднятых из скважин печатей, на отпечатках которых ясно виден характер дефектов обследованных колонн и состояние ствола скважины. На каждой печати, после ее подъема из скважины отмечают номер скважины, которая обследовалась, и дату обследования.
Иногда наличие в колонне дефектов (продольных трещин, незначительных потертостей колонны, пропусков в резьбовых соединениях и т. д.), через которые в скважину поступают посторонние воды, не удается обнаружить с помощью печатей. В таких случаях обследование и исследование скважин ведутся другими методами.
ОБСЛЕДОВАНИЕ КОЛОННЫ С ТРАМБОВКОЙ ФИЛЬТРА
Тампонажные работы при возврате на выше или нижележащий горизонты или при изоляции от посторонних вод без предварительного обследования состояния колонны могут привести к осложнениям и авариям.
Состояние колонны можно обследовать при перекрытии фильтровой части песком или глиной с последующей опрессовкой верхней части колонны. В этом случае после обследования скважины печатями фильтровую часть затрамбовывают песком или глиной с таким расчетом, чтобы искусственно созданная пробка была на 5—10 м выше верхних отверстий фильтра. После этого колонну испытывают на герметичность методом опрессовки.
Если колонна герметична (выдержала опрессовку), то скважину промывают для удаления пробки, вскрывают фильтровую часть и цементируют колонны под давлением через отверстия фильтра. Если колонна не герметична, следует определить место и характер дефекта, отремонтировать его и уже после этого проводить дальнейшие работы. Указанное обследование верхней части колонны можно производить с помощью пакера, без трамбовки фильтра песком или глиной.
16* 243
ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ В КОЛОННЕ
К дефектам, которые можно устранить, относятся смятие и слом обсадной колонны. Величина смятия колонны может быть различной, и оценивается она по изменению внутреннего диаметра колонны.
Если смятия по длине равны одному-двум наружным диаметрам обсадной колонны и в результате внутренний диаметр сузился до 0,85 номинальной величины, то такие смятия считаются небольшими.
Смятия считаются значительными, если они по длине равны трем — двадцати диаметрам обсадных труб и вызывают сужение их внутреннего диаметра до 0,8 его номинальной величины. В зависимости от величины смятия применяют тот или иной вид инструментов.
Перед началом работ по исправлению дефекта колонны необходимо установить причины смятия и в дальнейшем предусмотреть проведение мероприятий, устраняющих их (укрепление стенок скважины с помощью спуска дополнительной колонны или спуска колонны «летучки»).
Смятия в обсадных колоннах после обследования и установления места и степени дефекта исправляются с таким расчетом, чтобы спускаемые впоследствии в скважину инструменты проходили свободно. Исправление места смятия в колонне производят справочными долотами, грушевидными и колонными конусными фрезерами. Исправление начинают инструментом, диаметр которого на 4—5 мм больше минимального диаметра проходной части в смятой части колонны.
После спуска инструмента до необходимой глубины начинают вращать его ротором, одновременно при этом скважину промывают. Частота вращения ротора изменяется от 40 до 80 об/мин.
Осевую нагрузку на указанные инструменты принимают, исходя из прочности колонны бурильных труб, согласно следующим данным.
Диаметр обсадной колонны, мм 114 146 168 219 245
Диаметр бурильных труб, мм 60 73 89 114 114
Осевая нагрузка на справочное долото, тс 0,5-1,0 1,0—2,0 2,0-4,0 2,0-5,0 3,0—5,0
Проработав первым справочным долотом смятый участок обсадной колонны, инструмент поднимают и заменяют справочное долото на другое, имеющее диаметр на 5 мм больше, чем предыдущее. (По мере расширения места смятия, используют одно за другим справочные долота с увеличением диаметра на 5 мм.)
Работа с очередными долотами производится так же, как и с первым.
244
Так, для исправления смятий в обсадной колонне диаметром 168 мм используют набор справочных долот с наружными диаметрами 120, 125, 130, 135, 140 и 145 мм.
Если при больших смятиях обсадных колонн длительная работа оправками и справочными долотами не приводит к положительным результатам и место смятия протирается, то смятое место фрезеруют грушевидными или колонными фрезерами.
Грушевидный фрезер спускают поочередно и поразмерно так, чтобы образовался проход для пропуска шаблона под номинальный диаметр обсадной колонны. Образовавшийся дефект необходимо зацементировать от возможного проникновения посторонних вод и осыпания породы. Если после ликвидации смятия изолировать дефект путем цементажа не удается, то в скважину спускают дополнительную обсадную колонну. Если же по каким-либо техническим причинам спустить дополнительную колонну невозможно, скважину возвращают на горизонт, расположенный выше дефекта, или зарезают и бурят второй ствол.
ЗАМЕНА ПОВРЕЖДЕННОЙ ЧАСТИ КОЛОННЫ
Поврежденную часть колонны можно заменить в случае, когда место дефекта находится выше башмака технической колонны и выше уровня цементного кольца межколонного пространства. Для этого труборезкой вырезают верхнюю часть эксплуатационной колонны на 5—6 м выше места дефекта и извлекают ее из скважины. Затем освобождающейся внутренней труболовкой на бурильных трубах с левым направлением резьбы отвинчивают и извлекают поврежденную часть колонны. Оставшуюся в скважине часть колонны проверяют соответствующим шаблоном, в нижней части которога имеется конус-направление, предохраняющий повреждение резьбы оголенного конца отвинченной колонны. Убедившись в нормальном прохождении шаблона, спускают новую колонну труб. При этом соединительное звено оборудуют специальным направлением, диаметр которого на 10—12 мм меньше диаметра технической колонны. Направление имеет козырек для того, чтобы завести и направить колонну при свинчивании.
В нижней трубе для направления и центрирования спускаемой части колонны с оставшейся в скважине частью устанавливают конусную пробку, которую после соединения труб извлекают или разбуривают. После свинчивания колонну проверяют под растягивающей нагрузкой, равной 60—70% ее веса. Определяют герметичность места нового соединения колонны и при необходимости создают цементное кольцо в межколонном пространстве.
ИСПРАВЛЕНИЕ ВЕРХНЕГО КОНЦА ОСТАВШИХСЯ В СКВАЖИНЕ ТРУБ (ОБРЕЗОВ)
Исправление обрезов производят одним из следующих способов,
1. Обработка обреза справочными долотами, грушевидными
оправками и фрезерами, т. е. комбинацией их по размерам, начиная
245
от размера на 10—12 мм больше внутреннего диаметра колонны до номинального. Исправление производят так же, как и оправление дефектов колонны.
2. Наращивание на обрез специальной двухсторонней воронки, состоящей из нижней воронки с козырьком, патрубка и верхней воронки. Последнюю спускают на специальном право-левом переводнике или на шпильках. В первом случае воронку заводят в межтрубное пространство колонн и проворачиванием отвинчивают от спускаемых труб посредством право-левого переводника.
Во втором случае после установки воронки на обрез допуском •бурильных труб, на которых спускают воронку, шпильки срезают и воронка остается на обрезе. Диаметр верхней и нижней воронок меньше диаметра колонны на 5—10 мм. Все работы, связанные с установкой воронки на конец обреза, требуют меньше времени, чем при исправлении самого обреза колонны. Если возможно, обсадную трубу отвинчивают и извлекают и уже на ненарушенный конец оставшейся трубы устанавливают двухстороннюю воронку.
ПЕРЕКРЫТИЕ ДЕФЕКТОВ В ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЕ ПУТЕМ СПУСКА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ КОЛОННЫ
Дополнительные эксплуатационные колонны спускают в скважины в следующих случаях: 1) если невозможно ликвидировать дефект в эксплуатационной колонне путем цементирования; 2) в эксплуатационной колонне имеется несколько дефектов на разных глубинах, не поддающихся ремонту; 3) имеется возможность пропустить дополнительную обсадную колонну ниже места слома основной эксплуатационной колонны.
Дополнительные колонны спускают внутрь дефектных эксплуатационных колонн, устанавливая башмак ее ниже дефекта, или выше эксплуатационного горизонта, или на забое.
В отдельных случаях с целью экономии обсадных труб спускают «летучку», которая перекрывает только интервал дефектов, при этом нижняя и верхняя части эксплуатационной колонны остаются прежними. Верхний конец «летучки», находящийся на некотором расстоянии от устья скважины, оборудуют специальной направляющей воронкой, а нижний — башмаком с фаской.
Дополнительные колонны спускают в скважину с последующим цементированием их или же с установкой пакера. При цементировании дополнительной колонны обеспечивается надежная изоляция притока посторонних вод к фильтру скважины. Длина «летучки» принимается из расчета создания цементного кольца в затрубном пространстве на 30—50 м выше верхнего дефекта в эксплуатационной скважине.
Перед спуском в скважину резьбу «летучки» тщательно протирают и смазывают. Нижний конец ее оборудуют башмаком, а в соответствующих местах устанавливают пружинные фонари. На верхнем конце «летучки» 9 (рис. V.3) устанавливают воронку 8 с левой резьбой.
«Летучку» соединяют с колонной бурильных труб 1 посредством переводника — обратного клапана, который состоит из корпуса 2, муфты 6 с левой резьбой. Внутри муфты установлены шариковый клапан 4 с пружиной 3 и тарельчатый клапан 7. Каналы 5 соединяют полость бурильных труб через клапан 4 с кольцевым пространством, скважины.
После установки песчаной или гли-нопесчаной пробки выше фильтра и ша-блонирования колонны на бурильных трубах спускают «летучку» и цементируют ее. Затем закачивают расчетный объем цементного раствора и про-давочной жидкости и после этого способом обратной промывки вымывают излишний цементный раствор через шариковый клапан переводника. Близкое расположение каналов к воронке обеспечивает удаление цементного раствора из пространства выше воронки, благодаря чему исключается прихват цементом переводника и бурильных труб.
После затвердения цемента отвинчивают колонну бурильных труб, извлекают ее из скважины, определяют высоту подъема цемента за «летучкой» и испытывают ее на герметичность. Затем разбуривают цементную пробку, промывают скважину для удаления пробки, перекрывающей отверстия фильтра. На этом ремонт заканчивается.
Дополнительные обсадные колонны можно спускать с пакерами различных конструкций. Наиболее целесообразно применять пакеры механического и гидравлического действия, предназначенные для разобтдения пластов при раздельной эксплуатации нескольких пластов одной скважиной.
Дополнительную колонну с пакером «висячего» типа спускают следующим образом. В интервале существующего фильтра создают песчаную или глинопесчаную пробку, которая перекрывает отверстия фильтра. В скважину спускают шаблон и если последний беспрепятственно проходит по всему стволу, спускают дополнительную колонну с пакером до песчаной пробки. Воду в скважине заменяют глинистым раствором.
При использовании пакера механического действия уплотняют резиновые элементы весом дополнительной колонны. В случае применения пакера гидравлического действия, путем закачки жидкости
247
Рис. V.3. Переводник с обратным клапаном для спуска «летучки»
в трубы освобождают чашеобразные резиновые манжеты пакера от предохранительных кожухов. Верхнюю часть колонны укрепляют на устье скважины. Испытывают пакер и дополнительную колонну на герметичность. Для этого в затрубное пространство закачивают глинистый раствор под давлением 40—80 кгс/см2 (в зависимости от диаметра дефектной эксплуатационной колонны).
Если не наблюдается перелива глинистого раствора из труб дополнительной колонны, то это означает, что пакер уплотнен, а дополнительная колонна — герметична. В скважину спускают промывочные трубы, заменяют глинистый раствор водой и промывают ее от пробки.
Для спуска дополнительных колонн на небольшую глубину нельзя применять пакеры, уплотняемые весом колонны труб, так как вес колонны небольшой. В этих случаях применяют пакеры, уплотнение которых достигается при натяжке колонны труб вверх и установке верхнего конца колонны на клинья колонного фланца.
Дополнительную колонну («летучку») спускают в скважину с верхним и нижним самоуплотняющимся пакерами, чашеобразные манжеты которых препятствуют движению жидкости в кольцевом пространстве между дефектной и дополнительной колоннами.
Если дефект в эксплуатационной колонне находится на небольшой глубине от устья скважины, его трудно устранить заливками под давлением. Цементирование в этом случае не обеспечивает прочных цементных пробок, так как схватывание цементного раствора происходит при низкой температуре, небольшом давлении и значительном поглощении жидкости через дефект в колонне. Изоляционные работы при таких условиях можно проводить путем спуска дополнительной колонны в кольцевое пространство между эксплуатационной и технической колоннами или кондуктором.
При наличии на устье скважины колонной головки пьедестальный патрубок эксплуатационной колонны заменяют патрубком с заглушкой. Если же эксплуатационная колонна закреплена на хомуте, в ее верхнюю муфту ввинчивают заглушку, снимают колонну с хомута и осторожно разгружают.
На устье скважины/устанавливают ротор, затем на нижний конец дополнительной обсадной трубы навинчивают торцевой фрезер длиной 0,3—0,5 м. Наружный диаметр фрезера должен быть на 10—12 мм больше наружного диаметра муфты дополнительной обсадной колонны, а внутренний диаметр — на 8—10 мм меньше внутреннего диаметра этой колонны. Фрезеры применяют с зубьями высотой 22— 25 мм, нарезанными на торцовой части инструмента и армированными твердым сплавом.
К верхнему концу обсадной колонны через специальный переводник присоединяют вертлюг, обсадную колонну пропускают в отверстие стола ротора и накрывают фрезером верхний конец эксплуатационной колонны. В стол ротора вставляют набор вкладышей соответствующего размера и, вращая обсадную трубу с фрезером при одновременной промывке скважины глинистым раствором, обури-
248
вают эксплуатационную колонну на длину первой обсадной трубы. Обычным методом наращивают очередную обсадную трубу и продолжают обуривание до тех пор, пока дополнительная колонна не окажется на необходимой глубине. Затем на верхней муфте дополнительной колонны отвинчивают специальный переводник с вертлюгом, устанавливают цементировочную головку и цементируют дополнительную колонну.
Сразу же после закачки цементного раствора снимают цементировочную головку и монтируют колонную головку. Для этого в дополнительную и эксплуатационную колонны ввинчивают патрубки с фланцами и пьедесталом. Дополнительную колонну устанавливают на фланец технической колонны (кондуктора), а основную колонну — на пьедестал дополнительной колонны. После монтажа колонной головки скважину оставляют в покое на срок, необходимый для затвердения цемента.
Если эксплуатационная колонна была установлена на хомуте, сразу же после закачки цементного раствора снимают цементировочную головку и при помощи подъемного патрубка колонну устанавливают в то же положение, в каком она была до снятия с хомута. После затвердения цемента дополнительную колонну обвязывают с устьем, а эксплуатационную колонну сажают на хомут и вывинчивают из верхней муфты подъемный патрубок.
По окончании работ по цементированию дополнительной колонны, эксплуатационную колонну проверяют шаблоном и испытывают на герметичность.
ТАМПОНАЖНЫЕ ЦЕМЕНТЫ
Тампонажный цемент является разновидностью портландцемента и выпускается двух видов: для «холодных» и «горячих» скважин.
Для цементирования используют различные сорта тампонажного портландцемента, показатели которых соответствуют ГОСТ 1581—63 или определяются техническими условиями.
Требования к качеству цемента
Цементы, применяемые для цементирования скважин, должны обладать: 1) замедленным началом схватывания; 2) ускоренным началом твердения с соответствующей этому моменту высокой прочностью; 3) низкой проницаемостью после схватывания и твердения; 4) большой текучестью; 5) высокой плотностью.
Начало схватывания цементного раствора характеризуется потерей подвижности и загустеванием раствора.
На схватывание цементного раствора в скважине влияет водо-цементное отношение, степень помола, присутствие и состав воды, нефти и газа, температура и давление.
Данные о сроках схватывания цементных растворов и прочности образцов цементного камня для «холодных» и «горячих» скважин приведены в табл. V.2.
249
Таблица V.2 Сроки схватывания и пределы прочности цементного камня
Цемент Температура твердения, °С Начало схватывания после затворе-ния, ч (не ранее) Конец схватывания после затворе-ния, ч (не позднее) Предел прочности при изгибе, кгс/смг (не менее)
Для «холодных» скважин 22 ±2 2 10 27
Для «горячих» скважин 75 ±3 1 ч 45 мин 4 ч 30 мин 62
Водо-цементным отношением называют отношение весового количества воды к весовому количеству сухого цемента (В : Ц).
Водо-цементное отношение оказывает существенное влияние на прочность цементного камня и на сроки начала и конца схватывания цементного раствора.
При капитальном ремонте для цементирования скважин применяют растворы с водо-цементным отношением от 0,4 до 0,5.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ СОРТА ТАМПОНАЖНЫХ ЦЕМЕНТОВ
При цементировании, кроме тампонажных портландцементов, применяют специальные сорта цементов.
Портландцемент тампонажный песчанистый получается при совместном тонком измельчении клинкера тампонаж-ного портландцемента, кварцевого песка и гипса или при тщательном смешивании сухого тампонажного цемента с предварительно измельченным кварцевым песком.
Песчанистый портландцемент выпускается двух видов — для «холодных» и «горячих» скважин. Применяется песчанистый портландцемент при изоляционных и возвратных работах в скважинах, сильно поглощающих жидкость, и для борьбы с пробкообразо-ванием.
Волокнистый тампонажный цемент (НРБ) состоит из обычного тампонажного цемента с добавкой 1,5—3% волокнистых материалов (асбестовых мелочей или отходов текстильной промышленности).
Цементный камень из волокнистого цемента обладает малой, по сравнению с обычным цементным камнем, водопроницаемостью и более высоким пределом прочности. Цементный раствор из волокнистого цемента неглубоко проникает в пласт, что сокращает расход цемента и обеспечивает надежную перфорацию скважин.
Волокнистый цемент предназначен для цементирования скважин, сильно поглощающих жидкость.
250
Гельцемент представляет собой смесь тампонажного цемента и бентонитовых глин. Обычно в промысловых условиях гель-цемент приготавливают на глинистом растворе плотностью 1100— 1150 кг/м3.
Применяют этот цемент для цементирования скважин, интенсивно поглощающих жидкость, что существенно сокращает расход тампонажного цемента.
Цементы тампонажные утяжеленные предназначены для цементирования нефтяных и газовых скважин, имеющих высокое пластовое давление, а также для изоляции пластов соленосных отложений.
Белитокремнезем истый цемент (БКЦ) предназначен для цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин в интервале температур от 90 до 300° С и давлений 500—700 кгс/см2.
Шлакопесчаные цементы являются гидравлическими вяжущими веществами, получаемыми совместным тонким измельчением высушенного гранулированного доменного шлака, кварцевого песка и, в ряде случаев, портландцементного клинкера. Вместо клинкера в шлакопесчаную смесь возможно добавление портландцемента.
Шлакопесчаные цементы предназначены для цементирования нефтяных и газовых скважин, в том числе для изоляции соленосных отложений.
Портландцемент тампонажный облегченный получается путем совместного помола тампонажного портландцементного клинкера и гипса или путем тщательного смешивания тех же материалов, измельченных раздельно.
Портландцемент облегченный применяют для цементировочных работ в скважинах с низким пластовым давлением.
Расширяющийся цемент представляет собой смесь 75—85% тампонажного и 15—25% гипсоглиноземистого цементов.
В процессе схватывания объем цемента увеличивается до 2% от первоначального, в результате чего в затрубном пространстве развивается значительное давление. Это способствует образованию более плотного и непроницаемого кольца цементного камня. Качество выбранной марки тампонажного цемента должно быть проверено в лаборатории.
На каждую партию цемента для заливки, проба которой испытана в лаборатории, выдается паспорт по установленной форме. Цементирование скважины цементом, не имеющим паспорта об испытании, не допускается.
Цемент должен просеиваться на цементном складе не более чем за 6 суток до цементирования. Цементирование скважины без предварительного просеивания цемента воспрещается.
Во время доставки цемента на буровую он должен быть защищен от влияния атмосферных осадков.
251
РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА
Для увеличения сроков схватывания цементных растворов применяют реагенты-замедлители, а для сокращения — ускорители.
В настоящее время в качестве реагентов-замедлителей применяют: сульфит-спиртовую барду (ССБ); карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) марок Л-35, Л-40 и ПР-0-27, лесохимические полифенолы (ПФЛХ), синтан марки ПЛ, гексаметафосфат натрия (ГМФН), виннокаменную кислоту (ВК) и ее производные, лакричный корень и другие.
Сульфит-спиртовая барда (ССБ) является отходом целлюлозной промышленности. Концентрат жидкой ССБ представляет собой густую жидкость темно-коричневого цвета плотностью 1250—1300 кг/м3.
ССБ применяют для замедления сроков схватывания цементного раствора. Вследствие непостоянства состава цемента и ССБ нельзя выработать общих норм добавки, поэтому в каждом конкретном случае подбор необходимого количества замедлителя производится лабораторным способом. Добавка ССБ повышает подвижность цементного раствора. Цемент следует затворять при водо-цементном отношении, равном 0,5, с учетом объема ССБ. Снижать водо-цементное отношение не рекомендуется, так как это может привести к сокращению сроков схватывания.
Подобранные лабораторией расчетные количества ССБ и воды равномерно растворяют в мерниках цементировочных агрегатов перед затворением цементного раствора. Практикой установлено, что на 1 т сухого цемента (Карадагского завода) требуется в среднем жидкой ССБ 16—20 л.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) марок Л-35, Л-40, ПР-0-27 является замедлителем начала схватывания цементного раствора при температуре 75 и 120° С.
КМЦ представляет собой белый зернистый порошок плотностью 1700 кг/м3. При растворении КМЦ в воде получается густая жидкость желтоватого цвета, похожая на патоку. Для получения цемента с началом схватывания 5—6 ч при температуре 75° С достаточно к нему добавить КМЦ в количестве 0,5—0,6%.
При температуре 120° С цементы с началом схватывания 5—6 ч можно получить при добавке 1 % КМЦ марки Л-40 и 1 % КМЦ серийного выпуска.
Синтан марки ПЛ. Для получения цемента с началом схватывания 5—6 ч при температуре 75° С необходимо к тампонаж-ному цементу для «горячих» скважин добавлять 0,3—0,7% (от веса сухого цемента) синтана марки (ПЛ и 0,2—0,4% НЧК, а при температуре 120° С, соответственно, 2% синтана марки ПЛ и 0,2—0,4% НЧК).
Лакричный корень. Цемент с началом схватывания 5— 6 ч с добавкой лакричного корня можно получить при температуре 75° С и добавке 0,3—0,7% лакричного корня и 0,2—0,4% НЧК.
В качестве реагентов-ускорителей применяют хлористый кальций (2—3% от веса сухого цемента), хлористый алюминий (до 10%), кальцинированную соду и жидкое стекло.
Количество ускорителей, так же как и замедлителей, определяется лабораторным путем в зависимости от характера скважины, способа цементирования и сорта тампонажного цемента.
Реагенты предварительно растворяют в воде, в которой затворяют цемент. Полученный цементный раствор закачивают в скважину.
СПОСОБЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН
Цементирование скважин производят в случаях, когда необходимо: 1) обеспечить изоляцию продуктивных объектов от посторонних вод; 2) создать цементный стакан на забое скважины или цементный мост; 3) перекрыть (герметизировать) отверстия фильтра скважины при возврате ее на выше- или нижележащий горизонты; 4) создать цементные пояса (перегородки) с целью надежной изоляции от напорных нижних вод; 5) перекрыть (отремонтировать) дефекты в эксплуатационной колонне; 6) обеспечить изоляцию продуктивных объектов от посторонних вод в интервале спуска «хвостовика» при зарезке и бурении второго ствола, а также при спуске дополнительной колонны или «хвостовика» в старых эксплуатационных скважинах; 7) закрепить призабойную зону скважин с целью предотвращения или уменьшения пробкообразования.
Цементирование скважин является одной из самых сложных, ответственных и трудоемких операций. Во избежание осложнений и аварий необходимо принять все меры, обеспечивающие нормальный процесс цементирования. С этой целью каждую скважину следует подготовить. Подготовка заключается в следующем.
Определяют глубину и степень чистоты забоя скважины, состояние колонны и степень поглощаемости пласта. Подготавливают подъемные механизмы, цементировочные агрегаты, наземное оборудование и инструмент. Проверяют и спрессовывают линии, идущие от цементировочных агрегатов к заливочной головке на полуторакрат-жое давление против ожидаемого максимального давления.
Перед спуском труб в скважину для цементирования мастер обязан тщательно проверить их состояние (во избежание спуска в скважину дефектных труб) и замерить их длину.
Процесс цементирования следует проводить с таким расчетом, чтобы уложиться в сроки до начала схватывания цемента.
Технологические процессы цементирования скважин различны и могут осуществляться следующими способами.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Цементирование под давлением проводится через: отверстия фильтра скважины, специально прострелянные отверстия или дефект в колонне с целью продавить в пласт или за колонну расчетное
253
количество цементного раствора. Это мероприятие вызывается необходимостью заполнить цементным раствором все пути проникновения посторонних вод для надежной изоляции от них нефтяного горизонта. Чем медленнее продавливают цементный раствор в пласт, чем выше давление, тем надежнее перекрываются пути движения посторонних вод и тем эффективнее будет изоляция.
Однако максимальное давление не должно превышать допустимого внутреннего давления для данного диаметра эксплуатационной колонны (с учетом ее состояния и марки стали труб). Создание чрезмерных давлений может привести к слому и смятию колонны.
Применяют следующие разновидности цементирования под давлением.
Цементирование под давлением через-трубы с последующим разбуриванием цементного стакана. В этом случае спущенные в скважину заливочные трубы устанавливают на 5—10 м выше верхних отверстий фильтра или дефекта в колонне и через них продавливают под давлением цементный раствор. Оставшиеся излишки цементного раствора вымывают из скважины способом обратной или прямой промывки. Цементный стакан, находящийся ниже конца заливочных труб, после твердения разбуривают.
Цементирование под давлением через заливочные трубы с вымыванием излишков дементного раствора. Этот способ цементирования применяют в случае, когда хотят избежать разбуривания цементного стакана в колонне. Сущность способа заключается в том, что после продавки цементного раствора в пласт наращивают колонну заливочных труб и вымывают цементный раствор из скважины.
При этом способе конец заливочных труб следует устанавливать ближе к верхним отверстиям фильтра. Если вымывание раствора производят без наращивания колонны заливочных труб, то конец труб устанавливают ниже нижних отверстий фильтра, но при этом вымывание цементного раствора должно протекать с противодавлением на пласт и до наступления начала схватывания цементного раствора. Этим способом рекомендуется пользоваться при использовании нефтецементных растворов.
Комбинированный способ цементирования применяют при необходимости оставления скважины под давлением после цементирования до конца схватывания цементного раствора. Сущность способа заключается в следующем. Нижний конец заливочных труб устанавливают в пределах нижних отверстий фильтра скважины. После прокачки и вытеснения цементного рас-эгвора из заливочных труб последние поднимают выше уровня цементного раствора, устье скважины герметизируют, цементный раствор продавливают жидкостью, закачиваемой в трубы или одновременно в трубы и в кольцевое пространство, после чего скважину оставляют закрытой под давлением до конца схватывания цементного раствора.
254
Цементирование через эксплуатационную колонну (по способу «перкинса») применяют в основном при цементировании эксплуатационной колонны, спущенной дополнительной колонны или при замене части колонны.
Сущность цементирования по этому способу заключается в следующем. На колонный фланец герметично крепят цементировочную арматуру, через которую цементный раствор закачивают непосредственно в эксплуатационную колонну и затем жидкостью продавливают в пласт. После окончания продавки, устье скважины герметизируют и оставляют ее в покое на срок, необходимый для затвердения цемента.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ БЕЗ ДАВЛЕНИЯ
Цементирование без давления производят в тех случаях, когда надо создать новый цементный забой, цементный стакан в стволе скважины или цементным камнем перекрыть нижнюю часть фильтра эксплуатационного объекта. В основном этот способ применяют при возврате на вышележащий горизонт, когда нет опасности прорыва посторонних вод. Цементирование без давления будет протекать успешно при условии, если скважина хорошо промыта при циркуляции жидкости. Если же наблюдается полное или частичное поглощение жидкости, забой скважины следует затрамбовать песком или глиной для перекрытия отверстий существующего фильтра.
Цементирование без давления можно проводить с помощью цементировочного агрегата и без него по способу «сифона» или с применением желонки.
Цементирование заливочным агрегатом производят в следующем порядке. После обследования колонны в скважину спускают заливочные трубы, нижний конец которых устанавливают над песчаной пробкой на высоте, соответствующей нижнему основанию создаваемого цементного стакана. Вверху трубы посредством цементировочной арматуры связываются с устьем скважины.
После соединения цементировочной арматуры с заливочным агрегатом прокачивают воду в объеме, равном 1,5—2 объемам заливочных труб, для контрольной проверки чистоты их. Вслед за этим прокачивают расчетное количество цементного раствора, который проталкивают и вытесняют в кольцевое пространство до выравнивания высоты столба раствора в трубах и в кольцевом пространстве. Затем трубы приподнимают на высоту создаваемого в колонне цементного стакана. Вновь устанавливают цементировочную арматуру и вымывают излишний цементный раствор способом обратной промывки. После окончания срока твердения цементного раствора допуском заливочных труб с прокачкой воды проверяют местонахождение и крепость вновь созданного цементного забоя.
Цементирование по способу «сифона» проводят следующим образом. Спускают колонну заливочных труб и
255 .
перед цементированием через вертлюг промывают скважину водой до полной замены жидкости. Затем вертлюг разъединяют и трубы оставляют подвешенными на элеваторе, установленном на устье; при этом нижний конец заливочных труб устанавливают на глубине, соответствующей основанию создаваемого цементного стакана.
На верхний конец заливочных труб устанавливают специальную воронку с сеткой. Цементный раствор, затворенный вручную в чане, расположенном вблизи устья, через воронку заливают в трубы. По-окончании заливки всего расчетного количества цементного раствора через вертлюг с помощью насоса закачивают воду.
Движение жидкости будет происходить до тех пор, пока не наступит равновесие столбов цементного раствора в трубах и в кольцевом пространстве. Прекращение движения жидкости будет означать окончание продавки цементного раствора. Затем заливочные трубы приподнимают на высоту, соответствующую высоте создаваемого цементного стакана, и вымывают излишний цементный раствор способом прямой промывки. После этого поднимают 80—100 м заливочных труб и скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цементного раствора. По окончании этого срока допуском заливочных труб с прокачкой воды проверяют местонахождение и крепость цементного стакана.
При создании цементных стаканов в стволе скважины тем или иным способом в ряде случаев не происходит надежного схватывания и твердения раствора. Цемент в стволе скважины может не схватиться и не затвердеть вследствие неудовлетворительного качества самого тампонажного цемента, плохой подготовки ствола скважины, наличия различных примесей вводе, на который затворяется раствор, проникновения в ствол скважины в зоне создания цементного стакана нефти, газа или пластовых вод и ряда других причин.
Поэтому буровой мастер обязан убедиться, что созданный цементный стакан обладает надежной крепостью. Если он вымывается, необходимо промыть скважину до забоя или до крепкого места и произвести повторный цементаж. Если цементный стакан рыхлый, то он в процессе эксплуатации скважины быстро разрушится и в скважину начнут проникать посторонние воды. Рекомендуется после создания цементного стакана проверять его крепость допуском заливочных труб с применением промывки.
Цементирование желонкой применяется в скважинах глубиной до 800—900 м.
Сущность этого метода заключается в том, что специальную заливочную желонку с небольшим количеством цементного раствора спускают на забой. Применяют желонки различных конструкций. Количество заливаемого раствора за один прием (спуск) зависит от диаметра эксплуатационной колонны, длины и диаметра желонки.
Для цементирования этим способом необходимы наличие плотного забоя, обеспечивающего открытие клапана при ударе желонки о забой, и соответствующая водная среда для нормального схватывания и твердения цемента. Для получения такой среды перед цементиро-
256
ванием этой же желонкой спускают на забой в несколько приемов морскую или пресную воду.
В емкости, установленной около устья скважины, затворяют необходимое количество цемента. Заполненную цементным раствором i желонку спускают в скважину, ударяют, о забой; при этом клапан открывается и цементный раствор выливается на забой. Спуск желонки, заполненной цементным раствором, производят несколько раз, пока на забое не накопится необходимое количество цементного раствора. При этом однако необходимо все операции по спуску желонки производить в весьма краткие сроки, до начала схватывания цементного раствора.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН, СИЛЬНО ПОГЛОЩАЮЩИХ ЖИДКОСТЬ
В призабойной зоне скважин, эксплуатирующих рыхлые, слабо сцементированные пласты, в результате длительной их эксплуатации и большого отбора жидкости и песка могут образоваться каверны и каналы, резко повышающие поглотительную способность скважины. В таких скважинах по мере ввода цементного раствора вначале будут заполняться пустоты, являющиеся путями наименьшего сопротивления движению. Заполнение цементом призабойной зоны в последующем ухудшают условия притока и освоения скважины и нередко приводит к полному прекращению притока жидкости из пласта. На практике известны случаи, когда в одной и той же скважине для получения полного насыщения приходилось производить многократное цементирование, бесполезно расходуя большое количество тампонаж-ного цемента. Обычный способ цементирования в таких скважинах весьма редко дает положительные результаты. Для успешной изоляции посторонних вод надо добиваться условий для создания высоких давлений при продавке цементного раствора за колонну. Поэтому при цементировании в таких скважинах предварительно вводят песок в пласт, добавляют алюминиевый порошок в цемент, гель-цемент, волокнистый цемент, применяют специальные цементы с небольшими сроками начала схватывания и быстросхватывающиеся цементные смеси (пасты).
Цементирование под давлением с предварительным вводом песка в пласт. Предварительный ввод песка в пласт имеет целью создание условий цементирования, при которых возможно регулирование процесса.
Песок вводят с целью заполнения пустот за колонной, в призабойной зоне скважины. По мере заполнения призабойной зоны песком поглощение жидкости уменьшается. Вводят песок до тех пор, пока частично не восстановится циркуляция, затем производят цементирование под давлением. Предварительный ввод песка в значительной степени сокращает расход тампонажного цемента, число повторных заливок, время ремонта, не ухудшая при этом условий освоения скважины после капитального ремонта.
17 Заказ 1428 257
Цементирование с добавкой алюминиевого порошка. Добавка алюминиевого порошка к цементу в количестве 0,25—0,3% (от веса сухого цемента) обеспечивает плотный контакт между стенками скважины и цементным камнем, так как цементный раствор с алюминиевым порошком при твердении в затрубном пространстве не только не дает усадки, но даже расширяется. В этом и состоят особенности этого способа: цементный раствор с добавкой алюминиевого порошка, увеличиваясь в объеме, уменьшает свободный от пород объем в призабойной зоне. Последующим цементированием создаются благоприятные условия для движения цементного раствора в направлении водопроводящих каналов.
Цементирование с предварительной глинизацией пласта производят в следующей последовательности. Скважину обследуют и промывают до прекращения циркуляции (вследствие сильного поглощения). Нижний конец заливочных труб устанавливают у верхних отверстий фильтра или у места дефекта в колонне. Через трубы в поглощающий пласт закачивают глинистый раствор большой вязкости порциями по 4 м3 через каждые 10—30 мин. После того как в пласт введено некоторое количество глинистого раствора, циркуляция восстанавливается. Скважину цементируют под давлением, с оставлением цементного стакана.
Цементирование с предварительной глинизацией применяют только при изоляции тех пластов, которые в дальнейшем не будут эксплуатироваться.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН, СЛАБО ПОГЛОЩАЮЩИХ ЖИДКОСТЬ
Сущность этого метода заключается в том, что для обеспечения возможности продавливания цементного раствора через отверстия фильтра в узкие водопроводящие каналы в породе создают те же условия движения, какие наблюдаются при притоке воды в скважины во время ее опробования, т. е. расход жидкости при продавливании цементного раствора выбирают таким, чтобы он соответствовал количеству жидкости, поглощаемой пластом.
По мере движения цементного раствора по водопроводящим каналам к водоносному пласту, откуда поступала посторонняя вода, и по мере заполнения их давление постепенно будет возрастать. Продавку следует прекратить по достижении максимально допустимого давления или до начала срока схватывания цементного раствора. Для нормального ведения процесса цементирования в скважинах с небольшой приемистостью, задавливают раствор при самой минимальной производительности насоса заливочного агрегата.
Излишний цементный раствор вымывают, создавая противодавление путем неполного открытия крана, расположенного на цементировочной арматуре.
Цементирование с предварительным гидравлическим разрывом пласта заключается в том,
258
что в скважинах, обводнившихся подошвенной водой, где приемистость пласта слабая, перед цементированием производят гидравлический разрыв пласта с целью образования глубоко проникающих в пласт горизонтальных трещин в намеченном интервале. В образовавшихся трещинах создают прочный экран из цементного раствора. Цементирование скважин с целью изоляции нефтеносной части пласта от подошвенной воды путем заполнения образовавшихся после гидроразрыва трещин только одним чистым цементным раствором не дает эффекта, так как при снятии или уменьшении давления трещина смыкается, цементный раствор выдавливается из нее, а оставшаяся пленка цемента оказывается недостаточной для^ изоляции притока подошвенной воды. Поэтому после гидроразрыва цементирование надо проводить песчано-цементным раствором. Если предполагается, что давление разрыва или давление при продавке цементного раствора в образовавшиеся трещины может превысить допускаемое давление на эксплуатационную колонну, то работы следует производить с помощью пакера.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН
Цементирование сверхглубоких скважин имеет свои особенности: процесс происходит при высоких температурах и больших пластовых давлениях.
При выборе заливочных труб для спуска на| большие глубины, необходимо конструкцию колонны подбирать таким образом, чтобы по возможности для каждой ступени труб одного диаметра иметь одинаковый запас прочности. Кроме того, объем спущенных заливочных труб по возможности должен быть наименьшим.
Продавливание цемента в пласт и «обратная» промывка излишков цементного раствора ведутся двумя агрегатами (при большем числе одновременно работающих агрегатов создаются повышенные гидравлические сопротивления), а продавка в пласт — одним агрегатом при минимальном расходе жидкости.
Перед началом цементирования необходимо тщательно проверить приемистость пласта и наличие обратной отдачи.
Для цементирования сверхглубоких скважин, на забое которых температура достигает 100° С и более, для приготовления цементного раствора не рекомендуется применять цементы в чистом виде. Период с момента приготовления цементного раствора до начала его схватывания может оказаться настолько коротким, что не удастся продавить раствор в пласт. В связи с этим необходимо добавлять в цементный раствор замедлители схватывания. Процесс цементирования должен производиться таким образом, чтобы полностью исключить проникновение цементного раствора в затрубное пространство. Для этого необходимо закрыть затрубный кран, не докачав 1—1,5 м3 расчетного количества жидкости. При цементировании скважин, слабо поглощающих жидкость, затрубный кран перекрывают, не докачав 0,4—0,5 м3 жидкости. Но в таком случае в процессе
17* 259
проталкивания с увеличением столба цемента в затрубном пространстве необходимо, постепенно повышая давление, создать противодавление до 50—60 кгс/см2. Раствор по мере возможности следует продавливать на первой скорости агрегата. При этом необходимо следить за давлением в затрубном пространстве.
Процесс продавки должен быть прекращен по достижении максимальной величины допустимого давления. Вымывать излишки раствора следует лишь после того, когда прекратится падение давления. Излишний цементный раствор вымывается при противодавлении на пласт. Нельзя допускать резкого снижения давления в скважине, так как может произойти нарушение эксплуатационной колонны.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ ФОНТАННЫХ СКВАЖИН
Перед цементированием скважину необходимо заглушить (в зависимости от пластового давления водой, нормальным или утяжеленным глинистым растворами).
Известно, что даже незначительное движение газа в призабойной зоне скважины ухудшает условия схватывания цементного раствора, поэтому следует в каждом случае выбирать наиболее эффективный и безопасный способ, но обязательно такой, чтобы по окончании цементирования скважину оставлять под давлением, герметично закрытой.
Обычно применяют комбинированный способ цементирования. Конец заливочных труб устанавливают у нижних отверстий фильтра, поэтому с самого начала процесса продавки за колонну поступает цемент, а не глинистый раствор. Это очень важно, когда скважина слабо поглощает жидкость (0,1—0,15 м3/мин) при давлениях, составляющих 60—70% от максимально допустимого на колонну. Безопасность прихвата заливочных труб обеспечивается тем, что трубы поднимают выше уровня вытесненного цементного раствора. При этом используют способ обратной промывки скважины. После продавки цементного раствора в пласт и по достижении максимально допустимых давлений устье герметизируют и скважину оставляют под давлением на срок, необходимый для твердения цемента.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПАКЕРОВ
Цементирование с применением пакеров имеет следующие преимущества.
1. Высокое давление, создаваемое в заливочных трубах в процессе продавливания цементного раствора, не передается на эксплуатационную колонну от пакера до устья.
2. Исключается возможность проникновения цементного раствора в затрубное пространство.
3. Имеется возможность цементирования скважины под давлением при негерметичности верхней части эксплуатационной колонны (так как пакер изолирует участок эксплуатационной колонны с дефектом).
Цементирование с извлекаемым пакером применяют при изоляции посторонних вод, дефектов в эксплуатаци-
260
онной колонне и установке цементных пробок. Скважину обследуют и промывают. Замеряют глубину забоя и расстояние от устья до статического уровня, спускают колонну заливочных труб с извлекаемым пакером, который устанавливают и уплотняют на глубине L (в м):
L = H-h, (V.I)
где Н — расстояние от устья скважины до верхних отверстий фильтра; /гц — высота цементной пробки; уц. р, YB — соответственно, плотности цементного раствора и воды.
В трубы закачивают цементный раствор и продавливают его водой. Затем срывают пакер и поднимают его из скважины. Скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цементного раствора.
Цементирование с неизвлекаемым пакером применяют в тех же случаях, что и цементирование с извлекаемым пакером. При этом способе полностью исключается разбавление цементного раствора жидкостью из ствола скважины и вытекание его из призабойной зоны. Неизвлекаемый пакер спускают на глубину (Н — /1Ц), устанавливают и уплотняют. После закачки цементного раствора в трубы бросают шарик, который садится на конусное седло и закрывает доступ жидкости под пакер. Затем отвинчивают переводник и вымывают излишки цементного раствора над пакером. При этом давление столба жидкости в стволе скважины не передается в пространство под пакером.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ НЕФТЕЦЕМЕНТНЫМ РАСТВОРОМ
Этот способ применяют для изоляции вод. При этом цемент следует затворять на углеводородной жидкости (нефти, дизельном топливе, керосине). За последнее время применение нефтецементных растворов для изоляции посторонних вод широко распространено.
При приготовлении нефтецементного раствора в него добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ): крезол, асидол, ОП-10, фенол, нейтрализованный черный контакт (НЧК), нафтанат кальция
и др.
Добавка ПАВ улучшает смешивание тампонажного цемента и углеводородной жидкости и превращает их в однородную массу, способствуя сохранению подвижности раствора в течение длительного времени и облегчая замещение (вытеснение) углеводородной жидкости при контакте раствора с водой.
По сравнению с обычным водоцементным раствором нефтецемент-ный раствор имеет следующие преимущества.
При контакте с водой раствор отфильтровывает углеводородную жидкость, быстро загустевает и твердеет. Без контакта с водой (в нефтенасыщенных частях пласта) нефтецементный раствор сохраняет подвижность в течение длительного времени. Поэтому он
261
способен проникать в глубокие трещины при продавке и вымывается из пласта при освоении скважины.
В скважинах, где применение нефтецементных растворов приводит к снижению дебита нефти после изоляционных работ, а также в скважинах, сильно поглощающих жидкость, применяют нефте-цементнопесчаный раствор.
Исследованиями установлено, что в присутствии ПАВ, в частности крезола, тампонажные цементы хорошо смешиваются с дизельным топливом, нефтью или керосином. Растворы на нефтяной основе после твердения обладают лучшими механическими свойствами по сравнению с обычными цементными растворами.
Рецептуры нефтецементных растворов перед заливкой необходимо уточнять в промысловых условиях на цементе, предназначенном для заливки конкретной скважины. При разработке рецептуры нефтеце-ментного раствора выбирают соответствующую жидкость для затворе-ния и ПАВ, которые увеличивали бы подвижность раствора при уменьшенном нефтецементном отношении, ускоряли бы процесс замещения нефтепродукта водой после того, как раствор будет продавлен в пласт. При этом цемент быстро схватывается и твердеет в водоносной части пласта.
Чтобы облегчить выделение из раствора нефтепродукта и лучше уплотнить образовавшееся в трещинах и пустотах цементное тесто, следует в процессе задавливания раствора несколько раз попеременно увеличивать давление до максимума и снижать до нуля.
Для этой же цели к воде, применяемой в качестве продавочной жидкости, добавляют различные водорастворимые ПАВ. В качестве продавочных жидкостей применяют морскую воду с добавкой сульфа-нола, а также щелочную воду.
Нефтецементный раствор приготавливают в замерной емкости агрегата следующим образом. Замерную емкость сначала заполняют расчетным объемом углеводородной жидкости, в которой растворяют поверхностно-активное вещество. Эту смесь перемешивают насосом цементировочного агрегята до получения однородного раствора, после чего цемент затворпют обычным путем. Полученный нефтеце-ментный раствор закачивают в замерную емкость другого агрегата и дополнительно перемешивают. Проходя через насос, раствор хорошо перемешивается и приобретает необходимую однородность.
Процесс заливки происходит в следующей последовательности. В заливочные трубы закачивают порцию углеводородной жидкости в объеме, достаточном для образования в эксплуатационной колонне столба высотой 20 м (нижнюю буферную «пробку»), который препятствует смешиванию нефтецементного раствора с водой, вытесняемой из заливочных труб и затрубного пространства. Вслед за нижней буферной «пробкой» в скважину закачивают нефтецемент-ный раствор, а затем создают верхнюю буферную «пробку», закачивая углеводородную жидкость в объеме, который занимает в заливочных трубах высоту 100—120м. Это делается для того, чтобы предохранить нефтецементный раствор от смешивания с продавочной
262
жидкостью. Когда столб цементного раствора по расчету достигнет нижнего конца заливочных труб, кран затрубного пространства на цементировочной арматуре закрывают и продавливают нефтецемент-ный раствор в отверстия фильтра. При достижении максимального давления продавливание считают законченным. Обратной промывкой вымывают излишки нефтецементного раствора, после чего приподнимают заливочные трубы на высоту, при которой исключается возможность их прихвата. Скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цемента, после чего ее промывают или разбуривают цементную пробку, колонну испытывают на герметичность и перфорируют в интервале существующего фильтра.
Применение нефтецементных растворов следует рассматривать как наиболее эффективный метод успешной изоляции притоков верхних, нижних, промежуточных и подошвенных вод.
Эффективность цементирования нефтецементными растворами гораздо выше, чем водоцементными растворами, и почти полностью исключает возможность цементации нефтяного объекта.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНТЕТИЧЕСКОЙ СМОЛЫ
В восточных районах страны для исправления некачественного цементного кольца и изоляции посторонних вод применяют синтетическую смолу ФР-12 — стабилизированный спиртом и пластифицированный этиленгликолем раствор резорцино-формальдегиднои смолы темно-коричневого цвета вязкостью 250—300 сПз при температуре 20° С, хорошо растворимый в воде и нерастворимый в нефтепродуктах. Отвердителем смолы является параформ или формалин.
Вследствие небольшой вязкости при пластовой температуре водные растворы смолы легко проникают в мельчайшие трещины цементного камня и в поры породы. Смола твердеет в нейтральной среде как на контакте с песчаником, так и на контакте с цементным камнем. Отверждение смолы происходит в водонасыщенных и нефте-насыщенных участках пласта, т. е. смола является неселективным изолирующим материалом. Отвержденная смола имеет прочность на разрыв до 10 кгс/см2 и обладает хорошим сцеплением с поверхностями цемента, породы и металла обсадных труб. Время отверждения смолы зависит от степени разбавления ее водой, концентрации отвердителя, температуры среды, способа и времени перемешивания смолы и отвердителя. Поэтому для проведения изоляционных работ приготавливают раствор смолы с водой и отвердителем.
Для приготовления 1 м3 раствора смолы, твердеющей через 2— 4 ч при температуре пласта 30° С, в 10 л пресной воды растворяют 1,7 кг каустической соды. Полученный-раствор разбавляют водой до 200 л в бункере цементировочного агрегата и нагревают до 50° С. В нагретой жидкости растворяют 60 кг параформа и эту смесь перемешивают насосом в течение 10 мин. Добавляют в смесь воду до объема 330 л и охлаждают ее до 20° С. Затем в полученную смесь добавляют 670 л смолы. После перемешивания смеси насосом в течение 15 мин получают необходимый раствор.
263
Цементирование с использованием синтетической смолы производят путем: 1) закачки смеси через отверстия фильтра и 2) закачки смеси через специально прострелянные отверстия с использованием пакера. После закачки оставляют пробку из смеси в интервале фильтра скважины, а излишки вымывают. Через сутки разбуривают пластмассовую пробку, испытывают колонну на герметичность и перфорируют ее против продуктивного пласта.
УСТАНОВКА ИСКУССТВЕННЫХ ПРОБОК
Искусственные пробки в колонне устанавливают при: возврате на вышележащий горизонт; изоляции от посторонних вод цементированием под давлением через специально прострелянные отверстия или через дефект в колонне; закрытии вод верхней части фильтра скважины; обследовании состояния верхней части эксплуатационной колонны; ликвидации скважины.
Искусственные пробки могут быть песчаными, глинистыми, гли-нопесчаными, цементными, резиновыми, резино-металлическими.
Песчаные пробки. Для создания искусственных песчаных пробок применяют песок, просеянный через сито с ячейками 2x2 мм. Процесс создания пробки называют трамбовкой скважины. Пробку создают с помощью пескосмесительного агрегата ЗПА путем закачки смеси воды с песком (концентрация песка 150—200 г/л) в спущенную колонну насосно-компрессорных труб, нижний конец которых устанавливают на 7—10 м выше верхних отверстий фильтра. После закачки смеси прокачивают воду в объеме труб при скорости восходящего потока не более 4 м/с. Во время прокачки воды песок оседает на забое, образуя пробку.
После осаждения песка и образования пробки допуском труб с промывкой проверяют глубину местонахождения пробки. Если окажется, что пробка создана большей высоты, чем это требовалось, часть пробки надо промыть. В неглубоких скважинах, сильно поглощающих жидкость, с диаметром колонны 219 мм и больше применяют трамбовку без труб, т. е. засыпают песок с устья непосредственно в ствол скважины с одновременной закачкой воды. После засыпки песка и его осаждения замеряют забой с помощью аппарата Яковлева или желонки для установления глубины насыпной пробки.
Ввод песка в пласт отличается от трамбовки скважины песком тем, что при трамбовке создают условия для спокойного оседания песка в эксплуатационной колонне, а при вводе песка в пласт создают такие условия, чтобы песок не задерживался в колонне, проникал бы в пустоты за колонной, в призабойной зоне. Поэтому ввод песка проводят при полностью вскрытом фильтре. При наличии пробки необходимо промыть скважину до полного вскрытия фильтра.
Процесс ввода песка в пласт заключается в следующем. Заливочные трубы спускают на 2—3 м выше верхних отверстий фильтра. На устье скважины устанавливают тройник или крестовик, чтобы впоследствии иметь возможность закачивать воду в затрубное пространство.
264
Затем в верхнюю муфту заливочных труб устанавливают воронку, в которую через трубу, навинченную на подвешенный вертлюг, для создания вакуума в трубах закачивают воду со скоростью 0,5— 0,7 м3/мин. Не прекращая прокачки воды, в воронку подают песок со скоростью, не превышающей 0,01—0,02 м3/мин. При более интенсивной подаче песка могут образоваться пробки в заливочных трубах. Водопесчаная смесь по выходе из башмака заливочных труб проникает в пласт и постепенно заполняет пустоты за колонной (в при-забойной зоне). Во избежание попадания песка в кольцевое пространство и прихвата заливочных труб при вводе песка в трубы в затрубное пространство подкачивают воду.
Сохраняя указанный режим, продолжают подавать песок в трубы до тех пор, пока давление не начнет уменьшаться, что устанавливается по заметному ухудшению засасывания водопесчаной смеси. Ввод песка в этот момент прекращают и начинают промывку скважины, допуская трубы до фильтра. Если при этом циркуляция будет частично или полностью восстановлена, можно проводить цементирование под давлением.
Цементные пробки устанавливают при помощи желонок или через заливочные трубы.
Резиновые пробки устанавливают в стволе скважины при помощи стреляющего тампонажного снаряда (GTC), спускаемого в скважину на каротажном кабеле или на канате. Снаряд на заданной глубине выталкивает силой пороховых газов тампон, изготовленный из теплонефтестойкой резины, предварительно запрессованный в рабочую камеру под давлением 400—500 кгс/см2. Расширяясь за счет упругих сил, тампон перекрывает колонну.
Резино-металлические пробки устанавливают с помощью различных приспособлений, спускаемых в скважину на каротажном кабеле: пакеров взрывного действия, вакуумного, гидравлического, порохового и тампонажного снаряда НБ-1,
Бурение цементных пробок и очистка эксплуатационной колонны
Цементные пробки разбуривают роторным способом, турбобуром, торцевым гидропескоструйным перфоратором и беструбным электробуром. При разбуривании их роторным способом применяют пикооб-разные долота. Для бурения в интервале фильтра и в местах нарушения эксплуатационной колонны применяют пикообразное долото в комбинации с райберами. Долото разбуривает пробку, а райбер центрирует долото и оправляет колонну.
При турбинном способе разбуривания используют секционные турбобуры в сочетании с трехшарошечными долотами. В качестве промывочной жидкости применяют воду или глинистый раствор.
При использовании гидропескоструйного перфоратора применяют торцевые гидроперфораторы различных конструкций. У торцевого перфоратора конструкции Туркменского филиала ВНИИНефти в корпусе установлены четыре насадки диаметром 4,5 мм и два шариковых
265
клапана (для обратной промывки). Перфоратор спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и дальнейшие работы ведут так же, как и при гидропескоструйной перфорации.
Беструбный электробур конструкции ВНИИБТ спускают в скважину на кабель-канате. Электробур состоит из электродвигателя для вращения насоса и долота, центробежного насоса для создания местной циркуляции жидкости и шламосборников. Для спуско-подъем-ных операций и подачи электроэнергии к электробуру применяют передвижные установки, смонтированные на автомобилях.
Очистку цементной корки со стенки эксплуатационной колонны производят пикообразным или трехшарошечным долотами, грушевидными фрезерами, роторным или турбинным способами или с помощью беструбного электробура. Кроме того, для снятия цементной корки применяют ступенчатый фрезер и скребки с режущими лезвиями.
Ступенчатый фрезер состоит из забойного фрезера диаметром 89 мм и набора фрезеров диаметрами 114—140 мм, которые надевают на 73-мм трубу.
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ
Изоляционные работы при капитальном ремонте скважин проводят для перекрытия путей движения посторонних вод к эксплуатационному объекту. По отношению к нефтяным горизонтам воды подразделяют на: верхние, нижние, контурные, подошвенные, промежуточные, тектонические, смешанные.
Верхняя и нижняя воды залегают соответственно выше или ниже нефтяного пласта.
Контурная (краевая или крыльевая) вода залегает в пониженной части нефтяного пласта (в антиклинальных складках).
Подошвенная вода в отличие от контурной располагается по всему пласту, занимая нижнюю часть его непосредственно под нефтью. В ряде случаев эта вода залегает в отдельном пропластке, отделяясь от нефти небольшими глинистыми пропластками.
Промежуточная вода. Нефтяной пласт нередко состоит из отдельных пропластков, у которых контуры нефтеносности не совпадают. Свойства воды, заполняющей такие пропластки, часто не отличаются от свойств пластовых вод. Такие воды называются промежуточными.
Тектоническая вода — вода, проникшая в данный горизонт, вскрытый скважинами, по тектоническим нарушениям, например по сбросовым трещинам.
Смешанной называют воду из нескольких нефтяных горизонтов, объединенных в одной скважине общим фильтром.
Для разработки рациональных мероприятий по изоляции посторонних вод и получения эффективных результатов необходимо знать: причины поступления посторонних вод в скважины; горизонт (пласт, объект, к которому принадлежит вода); пути движения вод; глубину залегания водоносного горизонта (пласта, объекта).
266
ПРИЧИНЫ ПОСТУПЛЕНИЯ ПОСТОРОННИХ ВОД В СКВАЖИНЫ
При эксплуатации нефтяных месторождений посторонняя вода в скважину может поступать в период ее освоения, после окончания бурения, после непродолжительной или длительной эксплуатации скважины.
Появление посторонних вод во всех случаях приводит к выводу скважины из эксплуатации.
Причиной прорыва посторонних вод являются: недоброкачественное цементирование эксплуатационной колонны в процессе бурения, вследствие чего отсутствует полная изоляция нефтеносных горизонтов от водоносных; нарушение цементного кольца в затруб-ном пространстве или разрушение цементного стакана на забое эксплуатационной колонны; обводнение через соседнюю скважину, эксплуатирующую тот же горизонт (скважина-обводнительница); дефект в эксплуатационной колонне вследствие недоброкачественности металла (наличия в теле колонны трещин, раковин), разрушения колонны под действием минерализованных пластовых вод, нарушения колонны в процессе освоения скважины, повреждения ее при капитальном и подземном ремонтах скважин.
Работы по капитальному ремонту скважины для перекрытия путей движения вод заключаются в изоляции от проникновения вод: верхних; нижних; подошвенных и пластовых.
Изоляция от проникновения верхних вод
После выявления места притока работы по изоляции от проникновения верхней воды, поступающей через дефект в эксплуатационной колонне, производят следующими способами:
а) заливкой цементным раствором на водной основе через дефект колонны под давлением с последующим разбуриванием цементного стакана;
б) заливкой нефтецементным раствором с последующим вымывом излишка раствора;
в) спуском дополнительной предохранительной колонны с последующим ее цементированием; '
г) спуском специальных пакеров.
Изоляцию от верхней воды, поступающей по затрубному пространству через отверстия фильтра, проводят:
а) заливкой цементным раствором через отверстия фильтра с последующим разбуриванием цементного стакана или с промывкой излишка цементного раствора;
б) заливкой нефтецементным раствором через отверстия фильтра с последующим вымывом излишка раствора.
Место притока и пути движения верхней воды, поступающей в скважину через дефект в колонне, определяют при помощи резисти-виметра, манометра, электротермометра, а также фотоэлектрическим и гидроакустическим способами.
267
Во избежание попадания цементного раствора в эксплуатационный пласт фильтр скважины затрамбовывают песком и, когда это необходимо, создают цементный стакан над насыпной пробкой ниже дефекта в колонне.
С целью перекрытия путей поступления воды через дефект закачивают под давлением цементный раствор (через заливочные трубы и без труб).
В цементный раствор, приготовленный на водной основе, добавляют радиоактивные изотопы для определения пути движения раствора за колонной. По истечении срока твердения раствора колонну испытывают на герметичность опрессовкой. Затем разбуривают цементный стакан в колонне и промывают скважину ниже дефекта до насыпной пробки, а затем место дефекта испытывают на герметич-, ность опрессовкой или понижением уровня, после чего скважину промывают до забоя.
При наличии в колонне нескольких дефектов, ремонт их проводят в таком порядке: вначале устраняют дефект наверху, а затем последовательно дефекты, расположейные ниже.
Для изоляции верхней воды, поступающей по затрубному пространству к забою скважины по трещинам и другим нарушениям в пласте, цементируют колонну через отверстия фильтра. При использовании водоцементного раствора вероятность загрязнения призабой-ной зоны эксплуатационного объекта, характеризующегося низким пластовым давлением, очень большая. В этих случаях применяют цементирование нефтецементным раствором. При этом борьба с обводнением сводится в основном к селективной изоляции водонасы-щенной зоны.
Если нет опасности зацементировать эксплуатационный объект (т. е. в основном в случаях, когда обводнение верхними водами произошло вскоре после ввода скважины в эксплуатацию из бурения), возможно применение водоцементного раствора.
Для надежного перекрытия верхних вод рекомендуется производить цементирование под повышенным давлением с последующим разбуриванием образовавшегося на забое цементного стакана.
Изоляция от проникновения нижних вод
Изоляция вод, поступающих через цементный стакан. Нижние воды могут проникнуть к эксплуатационному объекту через цементный стакан вследствие недоброкачественности цементирования при возврате на вышележащий горизонт либо вследствие разрушения цементного стакана в процессе эксплуатации скважины.
До создания нового цементного стакана следует разрушенный стакан промыть или разбурить до старого забоя или до крепкого места.
Во избежание попадания цементного раствора в эксплуатационный объект цементирование следует производить по способу «сифона»
268
или с помощью желонки (в неглубоких скважинах), а в глубоких — заливочным агрегатом (без давления).
Нижние воды могут проникать также через дефект в «кармане» (зумпфе) скважины между забоем и эксплуатационным объектом. В этих случаях доступ нижней воды перекрывают созданием цементного стакана над дефектом: на 3—5 м ниже дефекта и не менее чем на 2—3 м выше дефекта.
Изоляция от проникновения вод, поступающих по затрубному пространству. Пути проникновения нижних вод в скважину по затрубному пространству через отверстия фильтра определяют таким же способом, как и проникновение верхних вод. Для изоляции нижних вод применяют цементирование под давлением через отверстия фильтра водоце-ментным раствором в тех случаях, когда нет опасности зацементировать продуктивный горизонт. Во всех остальных случаях при цементировании используют нефтецементный раствор.
Технологический процесс цементирования и связанные с ним работы протекают в той же последовательности, что и при изоляции от проникновения верхних вод цементированием через отверстия фильтра.
Создание цементных поясов (перегородок). При разработке нефтяных месторождений по системе «снизу вверх» нижние воды могут обводнить продуктивные горизонты.
С. Т. Овнатанов, Б. И. Арутюнов и И. Б. Саркисов предложили способ изоляции от проникновения сильных напорных вод, поступающих в нефтяную скважину и обводняющих вышележащие продуктивные горизонты, путем создания цементных колец вокруг эксплуатационной колонны, между источником обводнения и эксплуатационным объектом. С этой целью между источником обводнения и вышележащим эксплуатационным объектом колонна перфорируется и в образованные отверстия под давлением нагнетается цементный раствор. До закачки раствора необходимо герметизировать фильтр эксплуатационной колонны.
В последние годы при создании цементных поясов отверстия фильтра эксплуатационного горизонта заливают под давлением нефте-цементным раствором, герметизируют с применением специальных па-керов или обратного сальника, скважину испытывают на поглощение, а затем производят цементирование под давлением водоцементным раствором. После цементирования, над новым искусственным забоем простреливают еще отверстия и вновь осуществляют цементаж под давлением. При каждом цементировании цементный стакан должен быть выше специально прострелянных отверстий на несколько метров. В зависимости от свободного интервала ниже эксплуатационного объекта, характера и напора нижней воды можно создавать несколько цементных поясов.
Изоляция вод, поступающих через соседнюю скважину. На старых, длительно разрабатываемых площадях, возникает возможность проникновения воды через пласты
269
из одной скважины в другую. Обычно это наблюдается в скважинах, расположенных близко друг от друга, перебывавших продолжительное время в эксплуатации со значительным отбором жидкости. Вода в этих случаях движется по пластам, трещинам, тектоническим нарушениям. Таким образом, одна из скважин является обводнительницей другой. Для перекрытия доступа воды скважину-обводнительницу цементируют под давлением через отверстия фильтра водо- или нефтецементным раствором.
В процессе цементирования и на время схватывания и твердения раствора в соседней скважине следует создать противодавление. Из скважины должно быть извлечено все подземное оборудование, иначе может произойти зацементирование его вследствие проникновения цементного раствора в ствол скважины по путям, по которым двигалась вода.
При изоляции скважины от проникновения вод в подобных случаях после цементирования возникает необходимость разбуривания цементного стакана для вскрытия фильтра эксплуатационного объекта.
После изоляционных работ необходимо испытать обе скважины опрессовкойилимаксимальновозможнымснижением уровня в колонне.
Изоляция от проникновения подошвенных вод
Технология проведения изоляции скважины от проникновения подошвенных вод такая же, как и при изоляции от проникновения нижних вод.
Тампонаж проводят нефтецементным раствором. При этом следует учитывать, что подошвенная вода в большинстве случаев поступает в скважину не через трещины или каналы пласта, ачерезего поры.
Часто не удается создать за колонной водонепроницаемый слой, пересекающий конус обводнения, так как цементный раствор не проникает в поры пласта.
В ряде случаев целесообразно заливку производить через специально прострелянные отверстия в эксплуатационной колонне, в интервале водо-нефтяного контакта, и в эти отверстия под давлением нагнетать цементный раствор.
Для успешной изоляции от проникновения подошвенных вод перед цементированием под давлением иногда производят 1гидрав-лический разрыв пласта.
РАЗОБЩЕНИЕ ПЛАСТОВ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОДНОЙ СКВАЖИНОЙ НЕСКОЛЬКИХ ГОРИЗОНТОВ
При эксплуатации одной скважиной нескольких горизонтов (т. е. при эксплуатации их объединенным фильтром) возможно частичное или полное обводнение скважины водами одного из горизонтов.
При появлении воды в скважине продолжение совместной эксплуатации без изоляции пропластка, по которому подошла вода, недо-
270
пустимо, тем более если одной скважиной эксплуатируются объекты с различными статическими уровнями или пластовыми давлениями.
В таких случаях должны быть приняты меры к разобщению их.
Если вода проникает в скважину через нижнюю часть объединенного фильтра, в стволе создают цементный стакан с учетом перекрытия водоносного пропластка.
Сущность этих работ заключается в следующем. В скважину спускают заливочные трубы до забоя, промывают ее водой, а затем цементируют без давления.
Если вода проникает в скважину через верхнюю часть фильтра, изоляцию ее проводят цементированием под давлением через заливочные трубы. Для этого нижнюю часть фильтра затрамбовывают песком во избежание попадания в эту зону цементного раствора. Конец заливочных труб устанавливают несколько выше водоносного пропластка и производят цементирование под давлением с последующим разбуриванием или вымывом излишка цементного раствора. По окончании работ испытывают колонну на закрытие воды.
В настоящее время при изоляционных работах от проникновения вод при совместной эксплуатации нескольких горизонтов в одной скважине используют нефтецементные растворы, что предотвращает цементацию эксплуатируемых горизонтов.
ВОЗВРАТНЫЕ РАБОТЫ
Возврат скважин на выше- или нижележащий горизонт — мероприятие, применяемое на многопластовых нефтегазовых месторождениях с целью более полного использования эксплуатационных скважин.
Принятая разработка нефтяных месторождений по системе «снизу—вверх» предусматривает возможность использования скважин для поочередной эксплуатации ряда горизонтов и пластов по мере их истощения или по другим техническим причинам. Скважины, после того, как они выполнили свое назначение на каком-либо объекте эксплуатации, переводят на эксплуатацию другого объекта.
Решение о переводе скважин (возврата) на другие горизонты принимают, если нет возможности использования их в качестве пьезометрических, наблюдательных, нагнетательных на данном горизонте.
Одной из основных причин перевода нефтяной скважины на другие горизонты является истощение в ней эксплуатируемого горизонта, когда ее суточный дебит оказывается меньше предельно рентабельного. Предел рентабельности эксплуатации определяется таким Уровнем себестоимости добычи нефти, который позволяет возместить все издержки производства при действующих оптовых ценах на нефть и продукты ее переработки. При определении этого предела учитывают издержки по добыче, транспортировке и переработке нефти. Вывод о нерентабельности эксплуатации скважины по дебиту нефти
271
или непромышленном притоке газн делают при условии, что в скважинах был осуществлен весь комплекс технически возможных и целесообразных мероприятий по улучшению условий притока жидкости и газа (кислотная обработка, гидроразрыв, торпедирование и т. п.). Ниже приведены примерные предельные дебиты по расчетам ЦНИИТЭнефти.
Глубина скважин, м До 500 До 800 До 1200 До 2000 Свыше 2000
Дебит, кг/сут 50 100 200 300 500
Переводу на другие горизонты подлежат также скважины, у которых величина газового фактора выше нормы, установленной для данной залежи при оптимальном режиме эксплуатации скважины. .При обводнении продуктивного горизонта контурной водой допускается возврат скважины на другие горизонты, если она (нефтяная или газовая) обводнилась до такой степени, что дальнейшая эксплуатация нерентабельна. Предел рентабельности для каждой скважины определяют с учетом геологических и технико-экономических условий разработки месторождения.
Возврат скважины на другие горизонты по техническим причинам допускается:
1) если нет возможности проведения изоляционных работ в скважинах для прекращения притока посторонних вод;
2) когда эксплуатация скважины невозможна из-за дефектов обсадных колонн (при отсутствии технических условий для их исправления) ;
3) если произошли сложные аварии в скважинах, ликвидация которых невозможна.
Таким образом, возврат скважин на выше- или нижележащие горизонты производят в случаях:
1) истощения эксплуатационного объекта;
2) обводнения эксплуатационного объекта контурной водой;
3) необходимости прекращения эксплуатации объекта, как дегазирующего нефтеносный горизонт;
4) невозможности ликвидации аварий, исправления дефектов эксплуатационной колонны и т. д. (технические причины).
Возврат скважины на вышележащий горизонт производят после разобщения оставляемого горизонта от нового путем создания в стволе монолитного цементного моста (стакана) над оставляемым горизонтом. При этом главное внимание должно быть уделено изоляции от проникновения воды, в особенности если эта вода высоконапорная, а возвратный горизонт по разрезу расположен на небольшом расстоянии от оставляемого объекта. В таких случаях применяют метод заливки цементного раствора под давлением через существующие отверстия фильтра.
272
Если возвратный горизонт находится на значительном расстоянии от оставляемого объекта, то используют метод заливки без давления.
На старых площадях, где длительно разрабатываемые пласты сильно дренированы, при цементаже происходит интенсивное поглощение цементного раствора пластом. Приходится производить повторные цементирования, на что тратится много времени и средств. Поэтому, когда нет опасности проникновения посторонних вод в возвратный объект, рекомендуется затрамбовать забой скважины песком или глиной, а затем уже создавать цементный стакан необходимой высоты.
При опасности прорыва нижних вод к возвратному объекту в скважинах, сильно поглощающих жидкость, в пласт вводят песок до частичного восстановления циркуляции, после чего производят цементирование под давлением.
Для снижения интенсивности поглощения жидкости пластом практикуется применение одной-двух заливок гельцементом, добавкой ъ цементный раствор алюминиевого порошка или предварительная глинизация пласта.
При двухколонной конструкции скважины иногда за колонной в интервале, куда производится возврат, или выше него, отсутствует цементное кольцо, что создает угрозу проникновения посторонних вод к возвратному объекту через межтрубное пространство. В подобных случаях вырезают и извлекают внутреннюю колонну на 15— 20 м ниже возвратного объекта, а затем производят цементирование под давлением с таким расчетом, чтобы новый искусственный забой был на 8—10 м выше обреза извлеченной колонны.
Если по ряду технических причин колонну извлечь невозможно, ее простреливают ниже возвратного объекта на 10—15 м и затем производят цементирование под давлением с расчетом продавки цементного раствора в межтрубное пространство и оставления в колонне цементного стакана соответствующей высоты.
До начала цементирования скважина должна быть обследована печатью. Рекомендуется при возвратных работах испытывать колонну на герметичность до места предполагаемого нового цементного забоя. Эта необходимость вызвана тем, что в старых скважинах могут быть дефекты в виде сломов колонны и трещин, через которые происходит поглощение. При наличии таких дефектов в процессе цементирования под давлением через отверстия фильтра возможны осложнения.
Во всех случаях при возвратных работах после установления надежного цементного стакана на заданной глубине скважину испытывают на герметичность опрессовкой или снижением уровня.
Возврат на нижележащий горизонт производится сравнительно редко, обычно в тех случаях, когда соседние скважины, которые должны были извлечь нефть из намечаемого к возврату объекта, выбыли из эксплуатации по тем или иным геолого-техническим причинам.
Сущность работ по возврату на нижележащий горизонт заключается в следующем. Ствол скважины и забой обследуют печатью
18 Заказ 1428 273
для установления исправности эксплуатационной колонны и чистоты забоя. После этого цементируют оставляемый горизонт под давлением через отверстия фильтра. Цементную пробку по окончании ерока твердения раствора в колонне разбуривают до необходимой глубины, после чего испытывают колонну на герметичность.
БОРЬБА С ОБРАЗОВАНИЕМ ПЕСЧАНЫХ ПРОБОК
МЕТОДЫ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИН
В процессе эксплуатации пластов, сложенных рыхлыми, елабо-сцементированными породами, в скважину выносится песок вместо с жидкостью из пласта. При этом нарушается устойчивость пород при-забойной зоны, что приводит к серьезным осложнениям: к осаждению песка, образованию песчаных пробок, прихвату труб и т. д. Для уменьшения пескопроявления и предотвращения нарушения приза-бойной зоны для крепления скважин применяют: цементный раствор; раствор цементно-песчаной смеси; химические реагенты (фенол-формальдегидную смолу).
КРЕПЛЕНИЕ ПРИЗАБОЙНОЩ ЗОНЫ ЦЕМЕНТНЫМ РАСТВОРОМ
Сущность метода заключается в закачке водоцементного раствора в призабойную зону скважины. В зависимости от поглотительной способности скважины и мощности пласта производят 1—3 заливки. Цементный раствор заполняет пустоты и трещины в породе, твердеет и тем самым закрепляет породу. Однако при этом несколько снижается проницаемость призабойной зоны.
Перед обработкой скважин цементным раствором определяют: 1) количество сухого цемента, необходимого для обработки скважины; 2) количество воды для затворения цемента и продавки цементного раствора в пласт; 3) давление продавки раствора; 4) время, необходимое для закачки раствора в пласт.
Количество сухого цемента определяют исходя из объема закрепляемой зоны, диаметром которой задаются, учитывая особенности обрабатываемой скважины: длительность предшествующей эксплуатации, количество вынесенного песка, поглотительную способность и т. п. В среднем диаметр закрепляемой зоны принимают равным 0,5—1 м.
Количество воды, необходимое для затворения цемента, определяют исходя из водоцементного отношения, равного 0,5.
Продолжительность закачки раствора в скважину и продавки его в пласт определяют, исходя из производительности цементировочного агрегата.
Давление продавки устанавливают ориентировочно по поглотительной способности скважины и обычно принимают равным четы-рех-пятикратному давлению поглощения воды при одной и той же скорости ее нагнетания в скважину (0,5 м3/мин).
274
Работы по креплению призабойной зоны скважины цементным раствором производят в следующей последовательности. В скважину спускают заливочные трубы, конец которых устанавливают на 3—5 м выше верхних отверстий фильтра. Затем устанавливают цементировочную арматуру, производят ее обвязку с колонной и заливочным агрегатом и проверяют герметичность всех соединений. Перед закачкой цементного раствора нагнетают воду в заливочные трубы, закрывают кран на затрубном пространстве и определяют поглотительную способность скважины. Затем при открытом- кране затруб-ного пространства цементировочной арматуры закачивают цементный раствор через спущенные заливочные трубы до их конца. После этого закрывают кран затрубного пространства и продавливают цементный раствор в пласт. По окончании продавки открывают кран затрубного пространства и промывают скважину от излишков цементного раствора. Затем заливочные трубы приподнимают на высоту, исключающую возможность их прихвата и скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цемента. По истечении этого срока скважину вводят в эксплуатацию.
КРЕПЛЕНИЕ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ СМЕСЬЮ
Метод основан на создании в призабойной зоне проницаемой и устойчивой к размыву массы из цемента, песка и воды.
Для приготовления цементно-песочного раствора применяют чистый песок с зернами размером 0,2—0,4 мм и тампонажный цемент. Весовое соотношение сухого цемента и песка составляет 1 : 3.
Перед обработкой определяют: 1) объем цементно-песчаной смеси, необходимый для крепления призабойной зоны скважин; 2) количество сухого цемента; 3) количество песка; 4) количество воды для приготовления раствора.
Для облегчения подсчетов составлена номограмма, с помощью которой определяют количество цемента, песка и воды, необходимое для приготовления цементно-песчаной смеси. Номограмма составлена для случая, когда условная пористость укрепляемой зоны т = 1, т. е. порода в этой зоне отсутствует. Объем цементно-песчаной смеси должен соответствовать объему укрепляемой зоны, диаметром которой задаются.
Пример пользования номограммой. Пусть диаметр укрепляемой призабойной зоны D = 1,2 м, а мощность фильтра скважин h — 11 м. Определим необходимое количество цемента (?ц, песка Qn и воды Qa. Для этого на шкале D к точке с пометкой 1,2 прикладываем линейку. Затем при ее вращении находим на шкале h отметку с цифрой 11. По прямой, соединяющей шкалы hnD, в точке пересечения со шкалой 18* 275
В этом случае значения <2Ц, Qn и QB следует разделить на 2. При этом (т. = 0,5) ошибка может быть в пределах 4—14% (в сторону уменьшения), если мощность фильтра изменяется от 10 до 100 м, а диаметр эксплуатационной колонны равен 168 и 219 мм.
9 •
'П «Ч
156 52
т 39 78
S3,ti 33? и»',*
S3,* 27,8 SS,U
69 23 45
и •м Ь1/
и 1Н зе
<м 1В 32
4*2 ft 2S
36 12 24
31,2 10,4 20,8
216 3,2 18,4
2Ь 80 16
22,2 7,Ь 74,*
20,1 «/ а,а
19,5 6,5 о
17,4 5,8 ч,б
15,5 5,2 /0,4
13,8 Ь,6 3,2
11,7 3,9 7,8
»,и У:/ '/,*
10,8 j,h 7,2
9,6 3,2 S?_ 6,0^
у.о з,и
У.1 7,7 54
'f,5 V W
t>, У 2,3 4/
5,3 2,1 V
•5> 1.S 3.S
<*,& 1,6 3,2
V ',* 2,8
3,6 1,2 2,^
?7 0,9 1,3
2,1 0,7 1>Ь
1,5 0,5 1,0
0,69 0,23 o,w
0,18 00В 0,12.' ^
0.5
Рис. V.4. Номограмма для расчета количества цемента, песка н воды
Рис. V.5. Номограмма для епреде-ления объема продавочной жидкости (воды)
Пример. Дано: d = 73 мм, Z, = 600 м; находим: V = 1,78 и3
/Длот
0,75
60
78,5 71 S3 5,5
3,5 3,0 7,7
•1,78 1,57 1,37 1,18 0,3В 0,9 0,79
j,sa
0,59
а, за
L
1000
950
900
«50
800
750
700
650
BOO
550
500
100 350 300
250 201
рас-
Объем воды, необходимой для продавки цементно-песчаного твора, определяют по номограмме, приведенной на рис. V.5.
Пример пользования номограммой. Пусть в скважину спущены 73-мм заливочные трубы на глубину 600 м, т.е. d = 73 мм и Z = 600 м. Для определения объема труб или количества продавочной воды на шкале d находим точку с отметкой 73 мм. Приложив к этой точке линейку и вращая ее в плоскости чертежа, находим на шкале I
276
точку с отметкой 600. По прямой, соединяющей шкалы йи I, в точке-пересечения со шкалой V определяем объем труб. В данном примере этот объем равен 1,78 м3.
Для приготовления раствора цементно-песчаной смеси применяют один из следующих двух способов:
1) цементно-песчаную смесь затворяют в отдельной емкости путем постепенной засыпки песка в заранее приготовленный цементный раствор, интенсивно перемешивая;
2) цементно-песчаную смесь готовят в сухом виде, затем затворяют водой в гидравлической мешалке.
Первый способ предпочтительнее, так как при этом получается более равномерная смесь (цемент—песок—вода).
Последовательность работ при креплении скважин цементно-песчаным раствором такая же, как и при креплении цементным раствором. Различие заключается только в приготовлении цементно-песчаного раствора.
КРЕПЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИМИ РЕАГЕНТАМИ
Сущность этого метода крепления заключается в том, что в при-фильтровую зону скважины (за колонну) вводят водорастворимую-фенолформальдегидную смолу, которая проникает в поры и пустоты породы и, затвердевая, связывает частицы песка в прочную, проницаемую, устойчивую к размыву массу, при наличии в поровом пространстве как воды, так и нефти.
Раствор смолы представляет собой легко подвижную жидкость вишнево-коричневого цвета, плотностью ИЗО—1150 кг/м3. Твердение смолы в пласте происходит при температуре 60° С и выше,, а в присутствии кислот — при более низких температурах.
Время, необходимое для твердения смолы в зависимости от температуры пласта,
Температура, °С Время, сут 30 30 40 20 - 50 14 60 8 70 4
Выбор скважин для обработки химическим методом
Обрабатывать следует в первую очередь: пробкообразующие, не очень дренированные скважины с дебитом нефти не менее 2 т/сут; все пробкообразующие скважины, переводимые с компрессорного на глубиннонасосный способ эксплуатации; скважины, вышедшие из бурения, а также после возврата на вышележащий горизонт, освоение которых затруднено вследствие частого пробкообразования.
Нельзя обрабатывать скважины: с дефектом эксплуатационной колонны и при наличии на забое посторонних предметов, с притоком
277
посторонних вод (обработка может быть проведена только после изоляции вод); со столбом жидкости менее 150 м; в призабойной зоне которых имеют место обвалы с разрушением кровли пласта.
Подготовка скважины к обработке
Перед обработкой в скважине проводят следующие подготовительные работы.
Производят очистку скважины от песчаной пробки. Обследуют состояние эксплуатационной колонны. Замеряют забой и уровень с помощью аппарата Яковлева. Замеряют температуру забоя. Определяют поглотительную способность скважины.
Скважины с температурой на забое 60° С и выше обрабатывают в следующей последовательности.
1. Спускают заливочные трубы до верхних отверстий фильтра. В нижней части заливочных труб устанавливают пакер для герметизации кольцевого пространства между обсадной колонной и спущенными трубами.
2. После соединения агрегата с цементировочной арматурой нефтью вытесняют воду из колонны заливочных труб.
3. Вслед за нефтью в колонну заливочных труб закачивают необходимый объем смолы.
4. Нефтью (или нефтью и водой) вытесняют смолу из колонны заливочных труб и задавливают в пласт, закачивая расчетный объем жидкости.
5. Освобождают пакер и поднимают из скважины 100 м заливочных труб. Если продавка смолы производилась нефтью, то после подъема 100 м труб необходимо последние промыть водой, чтобы смыть со стенок труб пленку смолы.
6. Скважину оставляют в покое на время, необходимое для затвердения смолы, затем замеряют забой и уровень жидкости в скважине.
7. При наличии в скважине в интервале фильтра смоляного стакана, его разбуривают, после чего определяют поглотительную способность скважины.
Скважины с температурой забоя ниже 60° С обрабатывают в следующем порядке.
1. Через колонну заливочных труб в скважину закачивают 15%-ный раствор соляной кислоты для кислотной обработки зоны, крепления и удаления из нее углекислых солей. Закачку ведут отдельными порциями в 6—12 приемов через каждые 30—60 мин.
2. Кислоту из колонны заливочных труб продавливают легкой нефтью.
3. Через 10—16 ч после закачки кислоты в скважину закачивают смолу. Перед закачкой в смолу добавляют от 3 до 5% (по объему) 15%-ной соляной кислоты для расслоения смолы на два слоя — воду и собственно смоляной слой. Кислоту дозируют в таком количестве, чтобы расслоение смолы полностью произошло в пласте к концу
278
ее закачки. Смоляной слой представляет собой легко подвижную жидкость и сохраняет эту подвижность не менее 10—12 ч. Добавлять кислоту к смоле следует в емкости агрегата малыми порциями при непрерывном перемешивании.
4. Смолу продавливают в пласт, закачивая легкую нефть в объеме колонны заливочных труб.
5. В скважину закачивают 20%-ную соляную кислоту в объеме, равном двум объемам закачанной смолы. Кислоту продавливают отдельными порциями в 3—4 приема через каждые 30 мин.
6. Кислоту продавливают из колонны заливочных труб в пласт нефтью или водой. Для закачки кислоты в скважину применяют кислотный агрегат; для закачки нефти, воды и смолы — заливочный.
7. Освобождают пакер и поднимают 100 м заливочных труб.
8. Скважину оставляют в покое на 2 суток для затвердения смолы, после чего замеряют забой и определяют уровень жидкости.
9. При наличии в скважине в интервале фильтра смоляного стакана его разбуривают, после чего определяют поглотительную способность скважины.
ЛОВИЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Виды аварий. Наиболее сложными и трудоемкими видами работ, выполняемых при капитальном ремонте скважин, являются работы, связанные с ликвидацией аварий и осложнений, происшедших в стволе скважины.
Наиболее часто встречающимися видами аварий в эксплуатационных скважинах являются:
1) прихват двух рядов насосно-компрессорных труб металлическим сальником или песчаной пробкой, образовавшимися в процессе эксплуатации скважины;
2) прихват одного ряда труб песчаной пробкой в процессе эксплуатации или при промывке скважины для удаления пробки;
3) прихват насосных труб с глубинным насосом и защитным приспособлением песчаной пробкой;
4) полет одного и двух рядов насосно-компрессорных труб;
5) полет насосных труб с глубинным насосом, штангами (или без штанг) и защитным приспособлением;
6) оставление в скважине погружного электронасоса с кабелем и без кабеля;
7) обрыв насосных штанг с полетом и без полета насосных труб в скважину;
8) оставление тартального каната вследствие обрыва или прихвата во время чистки скважины желонкой от песчаной пробки или снижения уровня;
9) обрыв каротажного кабеля при электрометрических работах;
10) оставление в скважине или падение в нее отдельных предметов;
11) забитость ствола различными посторонними предметами.
279
Перед началом ловильных работ буровой мастер должен иметь данные о схеме спущенного лифта, марке, числе и размерах труб по диаметрам и глубинам их спуска.
Извлечение прихваченных труб. Обычно прихваченной пробкой оказывается нижняя часть труб, за исключением случаев, когда прихват произошел вследствие слома в верхней части эксплуатационной колонны.
Существует несколько способов освобождения труб от прихвата лробкой.
Один из способов — расхаживание. Расхаживание производят натяжкой колонны труб. Нагрузка при натяжке должна быть на •60—70% меньше разрывных усилий для данного диаметра и марки труб, чтобы избежать их обрыва.
Расхаживание следует проводить равномерно, натяжки давать не более, чем на 0,3—0,5 м за один прием, периодически оставляя трубы под натяжкой. Продолжительность натяжек зависит от схемы лифта спущенных труб, глубины скважины и характера прихвата.
Предварительное расхаживание следует практиковать при всех случаях прихвата.
При ликвидации прихвата труб возникает вопрос: как практически определить, что трубы можно освободить? Если после первых двух-трех натяжек при одной и той же нагрузке (по индикатору веса) удается поднимать трубы за каждый прием на 0,3—0,5 м, то это указывает на то, что есть возможность освободить трубы путем расхаживания, в противном случае расхаживание следует прекратить.
В практике могут встретиться и такие случаи, когда путем длительного расхаживания удается поднять трубы только на 5—10 м. Это объясняется тем, что при расхаживании и подъеме труб пробка в затрубном пространстве уплотнилась до такой степени, что дальше расхаживанием поднимать трубы невозможно.
Для освобождения от прихвата 114-мм насосно-компрессорных труб промывают их через трубы меньшего диаметра (73 или 60 мм). Если песчаная пробка образовалась внутри 114-мм труб, промывку проводят с таким расчетом, чтобы не вскрывая башмака этих труб, полностью вымыть песок из них до чистой воды, а затем продолжить промывку ниже башмака. Длительной промывкой под башмаком удается размыть песчаную пробку за трубами и освободить их от прихвата.
Более результативно, особенно когда песчаная пробка уплотнена в затрубном пространстве, можно промывку производить роторным способом с применением пикообразного долота диаметром 95 мм, спущенным на 73-мм бурильных трубах. При вращении удары долота о внутренние стенки колонны насосно-компрессорных труб способствуют разрушению уплотненной песчаной пробки, что также дает возможность размыть пробку за трубами и освободить их.
В процессе эксплуатации скважины компрессорным способом возможны следующие случаи прихвата вследствие образования пес-
280
чаной пробки или окалины: 1) первый ряд труб прихвачен, второй свободен; 2) первый ряд свободен, второй прихвачен; 3) прихвачены оба ряда.
Способы извлечения труб в каждом из указанных случаев различны.
Извлечение труб при прихвате первого-ряда исвободного второго ряда. Для того чтобы убедиться в том, что произошел указанный случай прихвата, дают натяжку второму ряду труб и полностью извлекают. Затем в кольцевое пространство закачивают воду. Заполнение водой этого пространства является признаком прихвата труб первого ряда. В таких случаях не рекомендуется создавать большие давления с целью продавки песчаной пробки в пласт во избежание большего, уплотнения пробки.
Может быть и такой случай, когда затрубное пространство скважины не заполняется водой, а трубы все же прихвачены. Происходит это при сломе в колонне, через который в процессе эксплуатации поступал песок вместе с жидкостью, что и привело к прихвату. Такие случаи наиболее часто встречаются в процессе эксплуатации скважины однорядным лифтом.
При прихвате труб следует попытаться расхаживанием их освободить. Если это не удается сделать, то трубы извлекают отвинчиванием.
Извлечение комбинированного первого ряда труб. При комбинированной колонне насосно-компрес-сорных труб, когда верхнюю часть составляют трубы диаметром 114 мм, спускают внутреннюю освобождающуюся глубинную тру-боловку на 73-мм бурильных трубах. Рекомендуется спускать трубо-ловку до переводника. Труболовкой захватывают трубы, отвинчивают и поднимают.
После поднятия 114-мм и 89-мм труб (если имеются), а также переводников, извлекают «хвостовик» первого ряда труб. Для ускорения работ практикуется метод одновременного извлечения с предварительной промывкой затрубного пространства между «хвостовиком» и стенками эксплуатационной колонны. Этот метод заключается в следующем.
В скважину спускают 114-мм направление, длина которого может быть различной и определяется условиями работы в каждом отдельном случае. На нижнюю трубу навинчивают торцевой фрезер. На этом же направлении после первой трубы или выше ее устанавливают ловиль-ный инструмент. В практике широко применяют установку наружной освобождающейся труболовки механического или гидравлического действия с плашками для захвата под муфту.
Необходимо перед началом промывки инструмент остановить выше конца оставшихся в скважине труб на 3—5 м, восстановить Циркуляцию, затем постепенно спускать фрезер в скважину. Оставшиеся трубы, входящие во внутрь 114-мм труб, накрывают, после чего размывают песчаную пробку на всю длину рабочей трубы.
281
Затем промывку ведут до полного выноса размытого песка из скважины, так как наращивание труб разрешается лишь тогда, когда скважина промыта до чистой воды. В противном случае за время наращивания песок может осесть и прихватить 114-мм трубы. При таких промывках вращать фрезер не рекомендуется. В исключительных случаях, когда не удается размыть крепкую песчаную пробку, вращение допускается при весьма незначительных нагрузках. При чрезмерных нагрузках может произойти разрыв 114-мм направления. По окончании промывки захватывают ловильным инструментом, отвинчивают и поднимают трубы. Если отвинтить трубы не удается, труболовку следует освободить и поднять. Затем ее вновь спускают и захватывают трубы несколько выше.
После извлечения всех труб скважину промывают до забоя и обследуют конусной печатью.
Извлечение сплошного первого ряда труб. Если ряд состоит только из 114-мм компрессорных труб, способ извлечения их отвинчиванием будет несколько отличаться от способа извлечения комбинированного ряда труб. Если расхаживанием и промывкой внутри труб описанными методами освободить их от прихвата не удается, трубы извлекают отвинчиванием. Первоначально освобождающуюся труболовку спускают несколько выше места прихвата труб пробкой.
После отвинчивания и подъема труб извлекают оставшиеся трубы захватом за верхний конец трубы и отвинчивают частями. Если в затрубном пространстве песчаная пробка неплотная, нередко удается освободить две и больше труб. Иногда при сильно уплотненной пробке без предварительного размыва ее освободить трубы не удается. При прихвате 114-мм труб в 168-мм колонне эти работы протекают в следующей последовательности.
Если конец прихваченных труб имеет муфту, ее предварительно отвинчивают муфтовым калибром и извлекают, затем с помощью специального трубного фрезера промывают скважину вокруг 114-мм труб. При этом большие нагрузки на фрезер применять не рекомендуется. По окончании промывки фрезер поднимают и для извлечения труб, освобожденных от пробки, спускают ловильный инструмент.
Уплотненная пробка в затрубном пространстве может быть патронной или сплошной до самого башмака труб.
Трубы могут оказаться прихваченными не только песчаной пробкой или окалиной, а также вследствие дефекта в эксплуатационной колонне (смятия или слома) или наличия какого-либо постороннего предмета, попавшего в скважину между трубами и стенкой колонны.
Прихват труб вследствие дефекта в колонне или наличия постороннего предмета на практике устанавливают в процессе расхажи-вания труб. Трубы поднимаются вверх или опускаются вниз на какую-то определенную величину. При подъеме труб нагрузка по показаниям индикатора веса резко увеличивается или же при их
282
натяжке сразу возрастет без перемещения труб. Это указывает, что трубы прихвачены либо из-за дефекта колонны или наличия в ней постороннего предмета.
В таких случаях все трубы (до прихваченного места) отвинчивают и извлекают; место дефекта в колонне обрабатывают (срезают) торцевыми фрезерами, после чего трубы извлекают соответствующими ловильными инструментами.
Если конец оставшихся труб находится ниже дефекта в колонне, технология их извлечения заключается в следующем.
Конусной печатью обследуют характер дефекта, после чего его исправляют фрезерами или справочными долотами. При этом надо принимать все меры для того, чтобы этими инструментами не испортить конец оставшихся в скважине труб. После извлечения аварийных труб место дефекта в колонне необходимо отремонтировать.
В случае прихвата труб посторонними предметами трубы также извлекают отвинчиванием до места прихвата, затем торцевыми фрезерами посторонний предмет срезают или, если удастся, проталкивают вниз.
Извлечение труб при прихвате второго ряда и свободном первом ряде. В этом случае рас-хаживанием освобождают трубы второго ряда. При расхаживании не разрешается давать большие нагрузки, так как может произойти обрыв труб. В результате этого пробка может разрушиться, вызвать падение освободившихся труб второго ряда, удар их о переводник первого ряда и обрыв последнего. Если при расхаживании не получают положительных результатов, то надо попытаться трубы второго ряда пропустить внутрь первого ряда, причем желательно до переводника (при ступенчатой конструкции первого ряда) или до забоя (при трубах первого ряда только одного диаметра).
После этих работ производят совместный подъем труб обоих рядов.
Если установлено, что трубы второго ряда посажены на переводник первого ряда, разрешается при подъеме отвинчивать их внутри первого ряда. Если же нижний конец трубы второго ряда находится выше переводника первого ряда, отвинчивать трубы не разрешается.
При подъеме двух рядов труб для предотвращения полета труб второго ряда наиболее целесообразно применять труболовки освобождающегося типа и хомуты с клиньями.
Порядок работы с труболовкой следующий. После того как трубы первого ряда приподняты и установлены на элеваторе, внутрь труб второго ряда вводят труболовку и ею надежно захватывают трубы. Труболовка должна иметь головку с выступом, предохраняющим трубы второго ряда от возможного падения при внезапном разрушении пробки в кольцевом пространстве.
Приподняв оба ряда труб на длину трубы, сажают муфту 114-мм трубы на элеватор. Отвинчивают 114-мм трубу, приподнимают ее на небольшую высоту и оголившиеся трубы второго ряда захватывают хомутом с клиньями, а если совпадает муфта, то элеватором. После этого отрезают трубы второго ряда выше хомута с клиньями
283
и извлеченные совместно 114-мм и 73-мм трубы спускают на мостки. Затем освобождают труболовку и вводят ее снова внутрь труб второго ряда. Дав небольшую натяжку, освобождают хомут с клиньями, после чего поднимают совместно оба ряда труб. Эти операции повторяют до тех пор, пока трубы второго ряда полностью не будут освобождены от прихвата и извлечены.
При подъеме может наступить такой момент, когда не будет смещения между трубами первого и второго рядов. В таких случаях
в теле 114-мм труб первого ряда вырезают «окна», в которые заводят хомуты с клиньями для захвата второго ряда труб.
Извлечение прихваченных труб обоих рядов. После установления факта прихвата труб обоих рядов и принятых мер по освобождению второго ряда, не давших положительных результатов, трубы извлекают поочередным отвинчиванием.
Порядок производства работ таков: трубы второго ряда пропускают вниз насколько возможно, полностью разгружают и только тогда отвинчивают внутри первого ряда. После подъема отвинченных труб второго ряда, 114-мм трубы первого ряда захватывают трубо-ловкой на бурильных трубах с левым направлением резьбы и
пропускают вниз также до полной разгрузки, затем отвинчивают и извлекают их. В последующем отвинчивают и извлекают поочередно трубы обоих рядов с помощью ловильного инструмента, имеющего размер, соответствующий диаметру конца труб, оставшихся в скважине. На практике могут встретиться случаи, когда происходит совместное отвинчивание обоих рядов при отвинчивании труб первого или второго рядов. Поднимать такие трубы следует с помощью труболовки освобождающегося типа и хомутом с клиньями. Поочередно отвинчивают и поднимают их до тех пор, пока не будут извлечены полностью трубы второго ряда. Оставшиеся трубы первого ряда извлекают так же, как и прихваченные трубы.
Извлечение полетевших труб. При полете труб, особенно двух рядов, происходят серьезные осложнения — они ломаются и искривляются при ударе о забой (рис. V.6).
Нередко вследствие поломок трубы располагаются в скважине в несколько рядов (особенно при больших диаметрах эксплуатационных колонн). При комбинированной конструкции первого ряда из
284
Рис. V.6. Оборвавшиеся насосно-
компрессорные трубы, поднятые из
скважины
114-мм и 73-мм труб, верхние 114-мм трубы при поломке вклиниваются между 73-мм трубами и стенками колонны, при этом концы труб в местах слома оказываются сильно деформированными, что в дальнейшем вызывает необходимость длительных работ по их исправлению.
Наиболее серьезные осложнения возникают при полете двух рядов труб. При двухрядной конструкции лифта обычно происходит полет труб второго ряда, которые, ударяясь нижним концом о переводник первого ряда, обрывают их. В таких случаях, помимо сломов труб первого ряда, происходит еще вклинивание труб второго ряда внутрь труб первого ряда. Трубы оказываются искривленными и разрезанными по длине.
Чтобы избежать таких серьезных осложнений, не рекомендуется допускать обрыва труб во время их расхаживания.
Следует учитывать, что если при совместном подъеме двух рядов труб по недосмотру или вследствие неправильного ведения работ они будут упущены в скважину, то произойдут такие же тяжелые осложнения.
Техника извлечения полетевших в скважину труб заключается в следующем. С помощью печати устанавливают местонахождение и определяют состояние конца полетевших труб. Нарушения конца трубы бывают различными: разрыв, смятие, вогнутость краев во внутрь и т. п. Так как при этом невозможно захватить трубы ловиль-ным инструментом как снаружи, так и изнутри, необходимо предварительно исправить конец трубы, а затем уже спускать ловильный инструмент. Исправление нарушенного конца трубы, когда он разорван и разворочен наружу, производят торцевыми фрезерами: когда фрезер с направлением свободно проходит вниз (на 1—3 м), захватывают трубу ловильным инструментом и при небольшой натяжке отвинчивают ее. Больших нагрузок при натяжке давать не рекомендуется, так как ловильный инструмент может сорваться. При исправлении наруженного конца трубы фрезер срезает ее разорванные концы, куски которых препятствуют дальнейшей работе фрезера. Срезанные куски трубы извлекают магнитными фрезерами — пауками, а затем приступают к работе фрезерами по исправлению нарушенного конца.
После извлечения трубы с нарушенным концом остальные трубы извлекают в обычном порядке.
Если же конец трубы не разорван, а вогнут внутрь и нет возможности захватить его наружным ловильным инструментом, следует обработать конец труб так, чтобы внутрь его можно было бы пропустить ловильный инструмент. Исправляют такое нарушение конусным райбером.
При извлечении двух рядов полетевших труб может случиться, что концы обоих рядов находятся на одном уровне или же конец второго ряда несколько ниже (на 0,2—0,3 м) конца труб первого ряда. При этом если колонна имеет диаметр 188 мм, а 114-мм трубы первого ряда оканчиваются муфтой, то невозможно захватить эти трубы
285
ловильным инструментом ни внутри, ни за тело. Тогда можно поступить двояко: 1) отвинтить и поднять муфту 114-мм трубы, затем захватить колоколом за резьбу трубы, отвинтить ее и поднять; после этого легко можно захватить ловильным инструментом за конец труб второго ряда; 2) обследовать печатью состояние конца второго ряда труб и при возможности захватить труболовкой за их конец, отвинтить и поднять трубу (трубы); если трубу отвинтить не удается, то дают натяжку и обрывают часть трубы, чтобы обнажить конец 114-мм труб первого ряда, захватить их ловильным инструментом и извлечь.
В процессе извлечения полетевших труб случается, что трубыг захваченные ловильным инструментом, не удается отвинтить вследствие сильной их искривленности и невозможности вращения. В подобных случаях прибегают к расхаживанию и если этим способом трубы освободить не удается, применяют гидравлический домкрат.
При полете трубы, врезаясь одна в другую, иногда разрываются в виде отдельных лент. Иногда эти ленты облегают внешней своей стороной стенки колонны и, оставаясь прижатыми к стенкам колонны, не препятствуют прохождению вниз ловильных инструментов. Большей же частью они сильно осложняют производство ловильных работ. В таких случаях, при обследовании печатью часто получают такие же отпечатки, как и при сломе колонны.
Отдельные ленты труб извлекают длительным фрезерованием с помощью торцевых фрезеров, захватом их колоколами, а отдельных кусков — магнитными фрезерами — пауками.
Извлечение полетевших в скважину насосных труб и штанг. В этом случае насосные трубы и штанги извлекают так же, как и при полете одного ряда компрессорных труб. При полете труб с глубинным насосом не происходит сравнительно сильного удара о забой. Поэтому и случаев искривления труб и порчи их концов при таких авариях гораздо меньше.
Глубинный насос удается извлечь вместе с трубами, но иногда насос приходится извлекать отдельно. Поэтому для подбора типа ло-вильного инструмента надо точно знать, какой тип глубинного насоса был спущен в скважину.
При извлечении глубинных насосов, прихваченных песчаной пробкой, чтобы муфты, удерживающие втулки в кожухе насоса, не отвинчивались, промывают скважину для удаления пробки вокруг насоса, а затем захватывают его ловильным инструментом.
При полете насосных труб со штангами, если штанги не ломаются и не располагаются в скважине рядом с трубами, а остаются внутри их, ловильные работы не представляют особых трудностей. Если штанги в результате полета ломаются, искривляются, располагаются рядом с насосными трубами или конец их оказывается выше конца труб, то ловильные работы носят более сложный и затяжной характер. Насосные штанги легко гнутся и поэтому при нагрузке на их конец могут сильно изогнуться (скручиваться в скважине), в результате чего иногда получается клубок
286
изогнутых штанг (рис. V.7), извлечение которых затруднительно. В этом случае при их извлечении часто образуется плотный металлический сальник, который впоследствии разрезают торцевыми фрезерами. Если даже конец штанги только изогнется, то захватить его ловильным инструментом затруднительно.
Большей частью осложнения при ликвидации аварий со штангами происходят, когда у бурового мастера нет точных данных о местонахождении конца штанг. При этом скважину обследуют печатями, что приводит к деформации конца оставшихся штанг.
Во избежание срыва пойманных штанг с ловильного инструмента и повторного полета их, что вызывает серьезные осложнения, подъем
Рис. V.7. Клубок изогнутых штанг
бурильных труб со штангами надо производить замедленно, без резких толчков и рывков, не ударяя кувалдой по муфтам или замкам труб.
Извлечение погружного электронасоса. Аварии с такими насосами происходят большей частью при спуско-подъемных операциях. Сравнительно реже возможен прихват насоса песчаной пробкой.
В скважине могут остаться: а) насос с протектором и электродвигателем; б) насос с протектором, электродвигателем и кабелем; в) насосно-компрессорные трубы, насос с протектором, электродвигателем, кабелем и без кабеля.
Почти во всех случаях аварий в скважине остаются металлические хомуты-пояса, которыми крепят кабель к трубам при спуске насоса этого типа в скважину. Хомуты при спуско-подъемных операциях, при обрыве кабеля или труб отрываются и остаются в колонне.
Если в скважине остается насос с трубами, кабелем и хомутами, трубы до насоса извлекают отвинчиванием, а кабель извлекают так же, как тартальный канат или кабель от перфоратора.
Извлечение труб, кабеля и хомутов производят поочередно. Во избежание образования сальника в стволе, если в скважине остались кабель и хомуты, расхаживать захваченные ловильным инстру-
287
ментом насосно-компрессорные трубы не рекомендуется. Расхаживать можно только в тех случаях, когда в скважине остался насос с трубами, без кабеля и хомутов, и если удается предварительно извлечь весь кабель и хомуты. Хомуты извлекают магнитными пауками.
Технология извлечения погружного электронасоса несколько отличается от технологии извлечения обычных глубинных насосов. Следует учитывать, что вследствие небольшого зазора между наружным диаметром насоса и внутренним диаметром эксплуатационной колонны (168 и 146 мм) не всегда возможен спуск ловильного инструмента в кольцевое пространство и захват за наружную поверхность-насоса. В скважину спускают наружную труболовку или колокол и захватывают за верхнюю часть ловильной головки насоса. Работы производят ловильным инструментом на бурильных трубах с правым направлением резьбы. Нельзя пользоваться трубами с левым направлением резьбы, так как при вращении возможно отвинчивание насоса от протектора и двигателя, что значительно осложнит последующие работы.
Извлечение труб, прихваченных цементом. Для извлечения зацементированных труб необходимо освободить их от цементного камня между трубами и стенками колонны. Для этого сначала отвинчивают трубы до места прихвата цементом и их извлекают. Затем трубным фрезером офрезеровывают зацементированные трубы. С этой целью пользуются ловильным инструментом освобождающегося типа и за один раз производят фрезерование, захват, отвинчивание и подъем труб. Длина фрезера с направлением может быть различна, но не менее 10 м. Непосредственно над направлением устанавливают ловильный инструмент. Фрезерование и отвинчивание производят с таким расчетом, чтобы конец оставшихся в скважине труб был офрезерован от цемента. В противном случае в последующем завести трубы во внутрь фрезера будет затруднительно, а при эксцентричном расположении труб в скважине можно их разрезать фрезером и тем самым испортить конец труб и осложнить работы.
После подъема фрезер с направлением осматривают (выясняют нет ли трещин, слома зубьев и нет ли заклиненной компрессорной трубы или муфты внутри направления). При фрезеровании цементного камня нагрузка на фрезер не должна превышать 1—2 тс. Чрезмерные нагрузки могут привести к поломке и оставлению в скважине части или всего фрезера с направлением. Во время фрезерования рекомендуется интенсивно промывать скважину глинистым раствором, чтобы обеспечить вынос на дневную поверхность разбуренного цемента.
Извлечение отдельных предметов из скважины. При извлечении цилиндрических предметов (желонки, насоса, мундштука и т. п.) после обследования скважины печатями, установления местонахождения и состояния этих предметов пользуются ловильным инструментом: труболовкой наружной или внутренней, колоколом, метчиком-калибром, овершотом. Если имеются
288
данные, что эти предметы прихвачены песчаной пробкой, то предварительно промывают скважину вокруг предмета, прихваченного пробкой, а затем захватывают его ловильным инструментом. Различные мелкие предметы (кувалды, цепи от ключа, сухари п т. п ) извлекают магнитными фрезерами или фрезером-пауком. Магнитный фрезер спускают в скважину на бурильных трубах. С промывкой и медленным вращением инструмент доводят до забоя. Металлические предметы, омываясь струей промывочной жидкости, заходят внутрь фрезера и притягиваются нижним полюсом магнита. Магнитный фрезер вращают на забое в течение 5—10 мин, после чего прекращают промывку скважины и поднимают фрезер.
Если не удается захватить и извлечь отдельные мелкие предметы, их проталкивают до забоя, офрезеровывают или измельчают на мелкие куски, а затем захватывают различными инструментами. Определенные затруднения представляет извлечение различного вида перфораторов, так как их гладкая наружная поверхность, термически обработанная, не захватывается колоколами и наружными труболовками. Кроме этого, бывают случаи разрыва одной из камер и заклинивания аппарата в колонне.
При наличии в скважине достаточной глубины кармана и при невозможности извлечь отдельные предметы, их проталкивают и оставляют на забое.
Извлечение тартального каната, каротажного кабеля икабеля от аппарата Яковлева. При чистке скважин для удаления песчаных пробок желонкой, разрыхления пробок, при электрометрических работах возможны прихваты или обрыв тартального каната и каротажного кабеля. При прихвате инструмента или аппарата не разрешается производить их расхаживание и доводить до обрыва каната или кабеля. Когда верхний конец каната (кабеля) находится на устье скважины, в нее спускают канаторезку, которой отрезают канат или кабель непосредственно у дужки прихваченной желонки или аппарата.
Если нельзя использовать канаторезку, то поступают следующим образом. На бурильных трубах мимо каната или кабеля спускают специальную воронку с «окном». При спуске таких инструментов канат или кабель все время держат под натялшой во избежание образования в скважине сальника. Образование сальника повлечет за собой обрыв каната или кабеля, что может сильно осложнить дальнейшие работы. Когда инструмент спущен до прихваченной желонки или аппарата, бурильные трубы поворачивают на 10—15 оборотов, чтобы канат или кабель намотался на воронку и трубы, а затем дают натяжку на трубы. Происходит обрыв каната или кабеля обычно в месте присоединения его к инструменту или аппарату. После обреза или обрыва канат или кабель поднимают параллельно с трубами, следя при этом, чтобы скорости подъема были одинаковыми. При различных скоростях возможен их обрыв.
Для извлечения оборванного и полетевшего в скважину каната или кабеля применяют удочки, крючки, вилки и т. п.
19 Заказ 1428 289
При обрыве каната или кабеля не рекомендуется обследовать скважину печатями, поскольку они приминают витки оборванного каната или кабеля, вследствие чего в стволе образуется плотный сальник, а это осложняет работы по извлечению.
Все спускаемые в скважину ловильные инструменты должны иметь ограничители, чтобы воспрепятствовать проникновению ловильного инструмента внутрь витков каната или кабеля. Наружный диаметр ограничителя должен быть равным диаметру нормального шаблона для данной эксплуатационной колонны.
Каждый спуск ловильного инструмента должен контролироваться по индикатору веса и когда инструмент достигнет оставшегося в скважине каната или кабеля, нагрузку на него следует довести до 1—3 тс при одновременном вращении ловильного инструмента, чтобы канат или кабель намотался на него. Затем инструмент поднимают.
После подъема ловильного инструмента с намотанным на него канатом (кабелем) его надежно захватывают и крепят специальными хомутами. Освободив канат (кабель) от ловильного инструмента, начинают подъем оставшейся части каната. В этом случае на втором поясе вышки устанавливают ролик и через него наматывают канат на барабан подъемного механизма.
Когда по ходу ловильных работ установлено, что в скважине образовались клубки из каната или кабеля, извлечение лучше проводить однорогими удочками или шарнирными удочками конструкции Азинмаш.
Если в скважине образовался слишком плотный клубок каната, спускают ерш, вращением которого при небольших нагрузках удается ослабить спрессованный клубок. Иногда ерш сам захватывает и выносит куски от каната или кабеля.
При извлечении тартального каната или кабеля не применяют металлорежущие инструменты (пикообразные долота, фрезеры всех видов и т. п.), так как во время резки образуются мелкие металлические частицы, которые, скапливаясь в стволе скважины, вместе с кусками каната или кабеля образуют плотную металлическую пробку — «железное дно». Во время фрезерования вокруг бурильных труб может образоваться сальник, что приводит к прихвату или поломке труб. Поэтому фрезерование допускается как последняя мера.
Чистка ствола скважины от посторонних предметов. Работы в этом случае выполняют следующим образом. Обследованием печатью определяют глубину нахождения в скважине посторонних предметов. Для чистки ствола применяют: паук, ерш, магнитный фрезер, сверла различных видов, пикообразные долота, торцовые фрезера и другие инструменты.
Металлические предметы, когда они находятся в свободном состоянии на забое, извлекают простыми пауками или магнитными фрезерами. Неметаллические предметы (дерево, кирпич, куски бетона и т. п.) предварительно раздробляют, размельчают пикообразными
290
долотами, фрезерами, сверлами при одновременной промывке скважины. Если циркулирующим потоком раздробленные частицы не выносятся на дневную поверхность, их извлекают простыми пауками. При чистке ствола для удаления патронной пробки небольшой высоты часто удается различными инструментами разрыхлить эту пробку и при промывке скважины протолкнуть посторонние предметы до ее забоя, а в случае необходимости их легко можно извлекать пауками.
В некоторых случаях ствол скважины бывает забит плотной металлической пробкой или же она образуется в процессе чистки скважины. Такая плотная масса часто не поддается разрыхлению и измельчению долотами, фрезерами и другими инструментами. Тогда извлекают эксплуатационную колонну с расчетом поднять обсадные трубы, забитые посторонними предметами, и таким образом очистить ствол скважины. Извлечение эксплуатационной колонны возможно при двухколонной конструкции скважины, если уровень пробки находится выше башмака технической колонны и уровня подъема цемента за эксплуатационной колонной. Работы в этом случае производят аналогично тому, как и при замене поврежденной части колонны. При подъеме отвинченной колонны, забитой посторонними предметами, не рекомендуется ударять кувалдой по муфтам колонны, так как при ударах посторонние предметы могут освободиться и вновь полететь в скважину и закрыть оставшийся отвинченный конец эксплуатационной колонны.
После подъема труб, забитых посторонними предметами, ствол скважины обследуют печатями и при необходимости спускают новую колонну и соединяют ее с отвинченным концом.
Если же металлическая пробка находится ниже башмака предыдущей колонны или ниже уровня цементного кольца за колонной, то необходимо вырезать эксплуатационную колонну до предельно возможной глубины и затем зарезать и забурить второй ствол.
Вырезка труб. В этом случае применяют наружные и внутренние труборезки, действие которых основано на механическом и гидравлическом принципах. Вырезку 73-мм бурильных и насосно-компрессорных труб выполняют при помощи наружных труборезок, спускаемых на колонне бурильных труб с широким проходным отверстием. Для вырезки 89- и 114-мм насосно-компрессорных труб применяют внутренние труборезки, а для вырезки обсадных труб всех диаметров — внутренние труборезки с выдвижными резцами, действие которых основано на гидравлическом принципе. §•
ЗАРЕЗКА И БУРЕНИЕ ВТОРОГО СТВОЛА
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ
Восстановление скважин из бездействия методом зарезки и бурения второго ствола за последние годы приобрело исключительно важное значение для доразработки залежей и использования огромного
19* 291
фонда бездействующих скважин. В первый период применения этого метода, когда еще не было достаточного опыта, зарезка и бурение второго ствола осуществлялись та скважинах бездействующего фонда глубиной 1000—1200 м. Как правило, «окно» вскрывалось в 168-мм колонне при последующем спуске для эксплуатации 114-ми колонны или «хвостовика».
Применение метода зарезки и бурения второго ствола в скважинах глубиной до 1200 м ограничивало возможности восстановления более глубоких скважин для доразработки залежей, в которых сохранились значительные остаточные запасы нефти. Для восстановления бездействующих скважин глубоко залегающих горизонтов необходимо было значительно увеличить выход из «окна» эксплуатационной колонны до 1000 м и более. При этом возникало еще одно затруднение: применение 114-мм колонны или «хвостовика» в глубоких скважинах оказалось неэффективным в связи с тем, что ука-заннный диаметр колонны допускает спуск в скважину подъемных труб диаметром 60 мм, что значительно ограничивает возможности отбора жидкости. Это весьма существенно для сильно обводненных залежей, рациональная доразработка которых немыслима без форсированного отбора жидкости. Кроме того, с увеличением выхода из «окна» и при соответствующем увеличении сроков бурения второго ствола в 168-мм эксплуатационной колонне, последняя часто протиралась буровым инструментом, что приводило к нарушению герметичности колонны.
Помимо указанного, при бурении долотом № 6 в 168-мм колонне невозможно осуществление форсированного режима. Кроме того, из-за небольшого кольцевого пространства между стенками скважины и спускаемой 114-мм колонной или «хвостовиком» не всегда достигается надежное цементирование.
В связи с перечисленными затруднениями потребовалось изыскать какие-то новые пути для эффективного внедрения метода зарезки и бурения второго ствола, как наиболее действенного средства восстановления глубоких скважин. В ряде случаев при зарезке и бурении второго ствола в глубоких скважинах, там, где это возможно, извлекались 146- или 168-мм эксплуатационные колонны с максимально возможной глубины и вскрывалось «окно» в технической колонне обычно диаметром 219 мм и более. В результате значительно облегчаются условия зарезки и бурения второго ствола, возрастают скорости проходки и исключается возможность протирания колонны в процессе бурения. Извлеченные из скважины обсадные трубы вновь спускают в пробуренный новый ствол, что обеспечивает нормальные условия последующего освоения и эксплуатации скважины.
Накопленный опыт зарезки и бурения второго ствола после извлечения эксплуатационной колонны позволил производить бурение непосредственно из-под башмака технической колонны без применения отклонителя. При этом удается избежать недостатков, связанных с необходимостью посадки отклонителя и вскрытия «окна»
292
в эксплуатационной колонне: осложнении, создаваемых прорывом вод в зоне «окна», смещения отклонителя, зачастую приводящего к потере «окна»; снижения скоростей бурения; невозможность использования турбобура для направленного бурения и т. д.
Таким образом, в результате извлечения эксплуатационных колонн и осуществления зарезки и бурения второго ствола в технической колонне или ниже ее достигается:
1) использование вырезанных эксплуатационных колонн в старых бездействующих скважинах;
2) улучшение условий проводки скважин и производства электрометрических работ;
3) улучшение условий эксплуатации скважин, так как обеспечивается применение двухрядной конструкции лифта в скважинах, характеризующихся обильным пескопроявлением.
На основе опыта применения зарезки и бурения .второго ствола в эксплуатационных скважинах можно следующим образом сгруппировать скважины, где использование метода является наиболее ц елесообразным.
1. Бездействующие, в которых в результате сложной аварии с подземным оборудованием забивается ствол.
2. С наличием дефектов в эксплуатационной колонне (слом, смятие или отвод), не поддающихся исправлению.
3. Выбывшие из эксплуатации вследствие нарушения призабой-ной зоны, восстановить которые известными способами невозможно.
4. В которых при опробовании произошли прорывы высоконапорных нижних вод', не поддающихся изоляции; при этом новый ствол бурят без вскрытия горизонтов, являющихся источниками обводнения нижними напорными водами.
5. Бездействующие вследствие прорыва верхних вод, не поддающихся изоляции.
6. Расположенные на участках, где по условиям и состоянию разработки пласта бурить новые скважины нецелесообразно.
Метод зарезки и бурения второго ствола следует рассматривать как один из методов доразработки залежей, способствующих рациональному использованию запасов нефти в пластах месторождений, находящихся в поздней стадии разработки.
При зарезке и бурении второго ствола в каждом случае вновь вскрываемые пласты тщательно исследуют всеми известными методами. В отличие от других известных способов восстановления скважин применение метода зарезки, помимо ввода в эксплуатацию данной конкретной скважины, позволяет детально изучить текущее состояние разрабатываемых пластов и решать следующие задачи:
1) определять положение текущего водо-нефтяного контакта (ВПК) в разрабатываемых объектах;
2) на основе оценки текущего состояния разработки горизонтов выявлять полноту нефтеизвлечения;
3) вносить коррективы в предшествующую разработку и выявлять отдельные целики нефти;
293
4) выявлять объекты эксплуатации, пропущенные предшествующей разработкой;
5) восстанавливать сетку скважин для пластов, подверженных методам искусственного воздействия, с целью создания равномерной сетки в пределах разрабатываемого объекта, что имеет большое значение для повышения эффективности процессов воздействия на залежи.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИН,
ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ МЕТОДОМ ЗАРЕЗКИ
И БУРЕНИЯ ВТОРОГО СТВОЛА
Конструкция скважины определяется, исходя из диаметра колонны, в которой будет производиться работа.
Проектирование начинают с выбора диаметра долота, выбор которого обуславливается следующим.
1. Диаметром колонны, в которой будут производиться работы по зарезке и бурению второго ствола.
2. Зазором между колонной и долотом.
Зазор выбирают с таким расчетом, чтобы долото могло свободно проходить внутри колонны, в которой будут производиться работы. Диаметр долота, которым предстоит бурить второй ствол под эксплуатационную колонну или «хвостовик», определяют по формуле
DR = Da-28, , (V.2)
где Da — наружный диаметр колонны, в которой будут производиться работы; б — зазор между наружным диаметром колонны и долотом (взятый с учетом возможной максимальной толщины стенки труб). Зазор б принимают равным 14—15 мм.
После выбора долота определяют диаметр колонны, спускаемой в пробуренный ствол, по формуле
л Д -1т \ '
где §1 — зазор между стенкой скважины (диаметр которой условно принят равным диаметру долота) и наружным [диаметром спускаемой колонны.
Таблица V.3 Рекомендуемые зазоры 6^
Диаметр долота, мм Зазор, мм 97 12 118 14,5 140 13 190 22 214 34 243 37,5 269 50,5
Проектирование конструкции скважины заканчивается сравнением наружного диаметра спускаемой колонны и колонны, в которой производились работы. При этом необходимо соблюдение следующего условия:
Dlt-dK^8,. (V.4)
294
Рекомендуемые зазоры 62, полученные на основании исследования фактического материала приведены в табл. V.4.
Таблица VЛ
Hapj-жный диаметр колонны Du, 114 146 168 219 273 299 325
МЛ1
Зазор б2, мм 41 57 54 73 105 131 157
После выбора и уточнения конструкции скважины необходимо подобрать режущий инструмент для вскрытия «окна» в колонне.
Размеры «окна» должны быть такими, чтобы спускаемые долота, колонна, геофизическая аппаратура и т. д., свободно проходили через него в процессе работы. Максимальный диаметр райбера определяют по формуле
2—3 мм.
(V.5)
Далее выбирают размер отклонителя. Перед спуском отклонителя колонна, в которой производятся работы по зарезке и бурению второго ствола, обследуется специальным направлением (шаблоном), диаметр и длину которого определяют по формулам:
?>ш = DO + 3 -г- 4 мм; (V.6)
Ьш = Ь0 + 2~Зм, (V.7)
где D0 — наибольший диаметр спускаемого отклбнителя; L0 —• длина спускаемого отклонителя, м.
Пример.
Необходимо обосновать конструкцию скважины, восстанавливаемой методом зарезки и бурения второго ствола.
Скважина имеет следующую конструкцию: 610-мм направление спущено на глубину 5 м; 416-мм кондуктор — 450 м (с подъемом цемента до устья); 273-мм техническая колонна — 1800 м (подъем цемента до глубины 600 м);
168-мм эксплуатационная колонна спущена на глубину 2680 м (подъем цемента до глубины 1700 м).
Зарезку и бурение второго ствола намечено произвести с глубины 1860 до 2680 м. Диаметр долота, которым производится бурение второго ствола, определим по формуле (V.2)
DR= 168 — 2x14 = 140 мм,
что соответствует диаметру долота 140 мм. Далее по формуле (V.3) определим диаметр спускаемой колонны («хвостовика»). Величину бх берем из табл. V.3.
йк= 140 — 2x13 = 114 мм, что соответствует колонне диаметром 114,3 мм.
?95
Зазор б2 составит:
S, -=168 -114 = 54 мм,
что, согласно данным табл. V.4, находится в допустимых пределах. Диаметр райбера определим по формуле (V.5):
= мм,
который соответствует технической характеристике применяемых райберов для вскрытия «окна» в 168-мм колоннах.
На основании расчетов выбираем отклонитель типа ОЗС1-168, максимальный диаметр которого равен 136 мм, а длина составляет 4,6 м.
По формулам (V.6) и (V.7) определяем диаметр шаблона
?ш = 130 + 3 ==139 мм и его длину
?ш = 4 6 + 3 = 7,6 м.
Длину направления (шаблона) принимаем равным 7,5 м.
Таким образом, после зарезки и бурения второго ствола, конструкция скважин изменится следующим образом: 114-мм «хвостовик» будет спущен в пробуренный новый ствол на глубину 2680 м с установкой воронки на глубине 1825 м и подъемом цемента до воронки.
Если выбранный диаметр хвостовика (114 мм) не удовлетворяет условиям эксплуатации, то в этом случае там, где возможно, необходимо извлечь 168-мм эксплуатационную колонну с максимально возможной глубины (в нашем примере с глубины 1780 — 1790 м) и работы по зарезке и бурению второго ствола производить в технической колонне диаметром 273 мм.
Основные этапы работ по зарезке и бурению второго ствола заключаются в следующем:
1) выбирают место в колонне для вскрытия «окна»;
2) на выбранной глубине создают в колонне цементный стакан, на котором устанавливают отклонитель;
3) вскрывают «окно» в колонне;
4) бурят второй ствол до заданной глубины;
5) проводят комплекс электрометрических работ;
6) спускают эксплуатационную колонну или «хвостовик» с последующим цементированием и испытанием на герметичность;
7) перфорируют колонну против продуктивного пласта.
ВЫБОР МЕСТА ДЛЯ ВСКРЫТИЯ «ОКНА»
При выборе места (глубины) вскрытия «окна» в колонне необходимо учитывать следующие факторы: конструкцию скважины, угол искривления ее ствола, наличие цементного кольца за колонной,
296
характер залегающих пород, наличие водоносных горизонтов и состояние колонны.
При наличии в скважине двух или нескольких колонн место для вскрытия «окна» следует выбирать на такой глубине, чтобы «окно» вскрывать в одной колонне. Практика показала, что вскрывать «окно» следует в интервалах, сложенных глинистыми породами. В скважинах, где «окна» вскрывались против слабо сцементированных песков, песчаников, а также при отсутствии за колонной цементного кольца, наблюдались случаи размыва и осыпания пород, приводивших к обвалам, прихватам инструмента под «окном», а иногда даже к потере ствола скважины. Вскрытие «окна» против крепких и часто перемежающихся мягких и крепких пород приводит к тому, что второй ствол часто не отходит от основного ствола и бурится рядом с ним, особенно когда бурение ведется при полном поглощении промывочной жидкости. Такие скважины оказываются малопроизводительными вследствие нарушения призабойной зоны в процессе эксплуатации скважины основным стволом.
ПОДГОТОВКА СКВАЖИНЫ К СПУСКУ ОТКЛОНИТЕЛЯ
Перед спуском отклонителя колонну необходимо обследовать печатью, диаметр которой должен быть на 10—12 мм меньше внутреннего диаметра колонны. Затем спускают направление (шаблон), чтобы установить возможность спуска отклонителя. Диаметр и длину направления определяют по формулам (V.6) и (V.7). После этого с помощью локатора муфт или гидравлического расширителя определяют местонахождение двух или трех муфт обсадной колонны, между которыми будет вскрыто «окно».
Принцип действия локатора муфт основан на том, что магнитные свойства тела трубы резко отличаются от магнитных свойств на участке муфты. Поэтому при прохождении прибора внутри муфтового соединения поля постоянных магнитов перераспределяются, в результате чего на выходе магнитного зонда появляется импульс ЭДС, записываемый на диаграмме в виде пики.
Местонахождение муфт гидрорасширителем определяют следующим образом: гидрорасширитель спускают в скважину на бурильных трубах и устанавливают его на 20—30 м выше места, где намечено вскрытие «окна». В колонну бурильных труб закачивают жидкость, в результате чего резцы выходят из корпуса расширителя и упираются во внутреннюю поверхность обсадной колонны. Не прекращая закачки жидкости, гидрорасширитель осторожно спускают вниз. В месте расположения муфты резцы гидрорасширителя упираются в стык обсадных труб, что отмечается на гидравлическом индикаторе веса. Для продвижения гидрорасширителя вниз прекращают закачку жидкости, в результате чего резцы заходят в корпус; затем гидрорасширитель опускают на 0,3—0,4 м и вновь закачивают жидкость, чтобы создать давление для выдвижения резцов. Местоположение последующих муфт определяют так же, как и предыдущей.
297
Затем гидравлический расширитель поднимают из скважины и создают цементный стакан в колонне с расчетом установки откло-
нителя между муфтами.
Если место установки отклонителя выбрано неправильно, то райбер в процессе вскрытия «окна» может попасть на муфтовое соединение, а это приведет к значительному увеличению времени на зарезку, к нарушению колонны, а иногда и к другим осложнениям.
Если после бурения второго ствола планом работ предусматривается спуск «хвостовика», а не сплошной колонны, то по окончании срока твердения цемента колонну необходимо испытать на герметичность.
Для совмещения работ по определению местонахождения одного или нескольких муфтовых соединений эксплуатационной колонны и создания цементного стакана под отклонитель применяют глубинный механический фиксатор.
Глубинный механический фиксатор 1ФГМ-168 (рис. V.8) состоит из корпуса, узла фиксации, узлов центрирования и патрубка с ловушкой.
Корпус 1 изготовлен в виде ствола с приваренными к нему наконечниками и ребрами. Резьба в верхней части корпуса служит для присоединения к колонне заливочных труб. Узел центрирования представляет собой три центрирующие пружины #, закрепленные в корпусе. Узел фиксации состоит из трех защелок 3, подпружиненных консольными пружинами 2 и закрепленных в прорезях корпуса пальцем 4 и штифтом 5, а также поршня 6, закрепленного в корпусе установочным винтом 8.
Патрубок с муфтой и ловушкой 7, соединяемые с нижним концом корпуса при
Рис. V.8. Глубинный
механический фиксатор
1ФГМ-168
помощи резьбы, служат для создания цементного забоя и улавливания поршня с целью повторного использования.
СПУСК И КРЕПЛЕНИЕ ОТКЛОНИТЕЛЯ
Отклонитель — инструмент, придающий начальное направление и предназначенный для обеспечения необходимого отклонения райберов при вскрытии «окна» в колонне и бурильного инструмента при бурении второго ствола.
298
Отклонитель представляет собой плоский или желобообразный клин, спускаемый в скважину на бурильных трубах. Тип отклонителя выбирают с учетом диаметра колонны и ее состояния. Наиболее распространены отклонители типа ОЗС.
Отклонитель типа ОЗС (рис. V.9) состоит из трех основных узлов: узла 4 опоры и закрепления, клина-отклонителя 3 и спускного клина 2. Отклонитель закрепляют на забое в эксплуатационной колонне при помощи трехплашечной системы, которая исключает возможность проворачивания его при вскрытии «окна» и бурении второго ствола. Наклонная поверхность в виде желоба клина-отклонителя обеспечивает направление и увеличивает площадь опоры между клином и режущим инструментом. Спускной клин служит для спуска отклонителя в скважину. Фиксация плашек в утопленном положении обеспечивается плашкодержа-телем, соединенным с корпусом двумя специальными винтами 7. Узел опоры и закрепления с клином-отклонителем соединен опорными поверхностями, срезанными под углом 15° или 30° и имеющими профиль поперечного сечения в виде «ласточкина хвоста». Взаимному произвольному перемещению клина-отклонителя и узла опоры и закрепления также препятствует специальный винт 6. Клин-откло-нитель соединяется со спускным клином, к которому на резьбе крепится переводник 1 двумя болтами 5.
Перед спуском отклонителя в скважину необходимо проверить его размеры и, все основные узлы. Затем спускной клин соединяют с направляющим клином с помощью болтов. Отклонитель в собранном виде на бурильных трубах медленно спускают в скважину, наблюдая за показаниями индикатора веса.
При подходе к глубине установки отклонителя скорость спуска бурильных
Рис. V.9. Отклонитель ОЗС
.2
299
труб замедляют, уменьшают нагрузку на 1—2 тс и определяют глубину забоя. По достижении хвостовиком забоя скважины телескопическое устройство срабатывает, шпильки срезаются, а от-клонитель, продолжая перемещаться вниз, закрепляется плашками в колонне. Затем резкой посадкой инструмента (8—10 тс) срезают болты, соединяющие отклонитель со спускным клином. Клин поднимают на поверхность и вскрывают «окно».
НАПРАВЛЕННЫЙ СПУСК ОТКЛОНИТЕЛЯ
Одной из главных особенностей технологии проводки наклонных скважин является точное ориентирование отклонителя в колонне по заданному направлению (азимуту). Для этой цели предложены следующие способы:
1) двух визирных трубок;
2) А. С. Сквирского и И. П. Голюты;
3) Р. П. Матюшина и П. С. Солдатова;
4) С. В. Авилова и Ф. А. Гусейнова;
5) при помощи «фиксатора направления»;
6) Шаньгина — Кулигина.
Из перечисленных наиболее распространены последние три способа.
По способу С. В. Авилова и Ф. А. Гусейнова спуск и установка отклонителя на забое в заданном азимуте производится с помощью специального прибора ПВ-1, а ориентированный спуск в заданном азимуте — с помощью фиксатора направления. Действие фиксатора основано на использовании внутренней стенки обсадной колонны в качестве опоры, что позволяет зафиксировать отклонитель в заданном направлении.
На промыслах Чечено-Ингушетии для направленного спуска отклонителя применяют аппарат Шаньгина — Кулигина. Для этого в муфте спускного клина крепят нож с зубьями, на заданную глубину спускают отклонитель, а затем внутрь бурильных труб аппарат Шаньгина — Кулигина. По отпечатку ножа на свинцовой печати аппарата и направлению наклона скважины, установленному по риске стаканчика с плавиковой кислотой, определяют необходимый угол поворота отклонителя вокруг своей оси.
ВСКРЫТИЕ «ОКНА» В КОЛОННЕ
Для вскрытия «окна» в колонне, через которое в последующем ведется бурение второго ствола, применяют комплект трех фрезе-ров-райберов типа ФРС (рис. V.10) различных размеров. Райберы имеют форму усеченного конуса с продольными зубьями, усиленными пластинками из твердого сплава.
В объединении Краснодарнефтегаз (НГДУ «Хадыженнефть») для вскрытия «окна» в 168-мм колонне применяют комплект райберов следующих размеров: № 1 — 50 X 125; № 2 — 60 X 135; № 3 — 70 X 143 мм.
300
Для возможно большего смещения нового забоя относительно забоя основного ствола первый (нижний) диаметр райбера № 1 л менынают до 40 мм.
Чтобы ускорить процесс вскрытия «окна» в колонне, вместо комплекта трех фрезеров-р-айберов типа ФРС применяют комбиниро-взнный райбер (рис. V.11), райбер-фрезер типа РПМ конструкции АаИНМАШ (рис. V.12) и универсальный райбер типа РУ (рис. V.13)
Рис. V.10. Фрезер-райбер ФРС: о — Л5 1; б — Л5 2, в — М 3
п другие, которые за один рейс обеспечивают полное вскрытие «окна» в колонне.
Комбинированный райбер (см. рис. V.11) состоит из трех секций, соединенных между собой на резьбе. Секции имеют различные диаметры (Dlt Dz и Ds) и длины (Zx, Z2 и Z3) и по мере сработки могут быть заменены новыми.
При вскрытии «окна» комплектом из трех фрезеров-райберов, работы производят последовательно, начиная с райбера № 1, имеющего наименьший размер, нри нагрузке 2—3 тс и частоте вращения 40—60 об/мин. По мере углубления райбера частоту вращения можно увеличить до 50—70 об/мин при той же осевой нагрузке. После вскрытия «окна» длиной 1,4—1,6м от конца отклонителя, т. е. когда нижний конец райбера уже выходит из соприкосновения с колонной, частоту вращения ротора доводят до 80—90 об/мин, а осевую нагрузку уменьшают до 1 тс.
301
Райбером № 2 при нагрузке 1—1,5 тс разрабатывают и расширяют интервал, пройденный райбером № 1, по всей длине откло-нителя.
Райбером № 3 зачищают «окно» и выход в породу при осевой нагрузке до 1 тс и частоте вращения ротора 80—90 об/мин.
«Окно» считается полностью вскрытым и обработанным, когда райбер № 3 без вращения инструмента свободно проходит в него, при этом диаметр райбера остается не менее 142 мм.
А-А
Рис. Л .11. Комбинированный райбер
Ряс. V.12. Райбер-фрезер типа РПМ
Рис. V.13. Универсальный райбер типа РУ
Если диаметр райбера № 3 после проработки «окна» будет менее
142 мм, то «окно» следует обработать еще одним райбером диаметром
143 мм.
При использовании комбинированного райбера и райберов РПМ и РУ осевую нагрузку рекомендуется поддерживать в пределах 1,5—3 тс при частоте вращения ротора 60—90 об/мин.
Вскрытие «окна» необходимо производить при заданной осевой нагрузке. Большие осевые нагрузки на райбер приводят к преждевременному выходу его за колонну и «окно» получается укороченным.
302
Это создает условия для возникновения и
по величине и по знаку напряжении в теле
бенно в то время, когда в интервале нижней части среза
юшего клина т е. на выходе «окна», находится замковое соединение
Грильннх т'руб. Это приводит к довольно бнстрому появленшо
усталости металла и, как следствие, к поломке 6УРИЛЬ™Х ^^
в утолщенной части. Поломка бурильных труб в том месте где конец
оставшихся труб находится сразу же за «окном», опасна тем, что их
ТРУПри уГорГенном «окне» подвергается кольцевым пореза, с * < тело бурильных труб, что снижает их прочность и может привести к ава рии. Кроме того, затрудняется пропуск долота за колонну и оно, как правило, останавливается в «окне» в результате обРазова™я «мертвого» пространства - несработанной стенки колонны, возвышающейся над нижним окончанием среза °^°^ПГктически Обработать эту выступающую часть стенки РаибеРам* 7ь&™ать невозможно и в некоторых случаях приходится вновь спускать отклонитель и повторять работы по вскрьгаию нового «окна».
Чтобы избежать подобного явления, над раибером для ' создания жесткости устанавливают утяжеленные бурильные труоы ^ш; соответствующих размеров.
ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА БУРЕНИЯ ВТОРОГО|СТВОЛА
Режим бурения определяется осевой нагрузкой на долото; частотой вращений долота; расходом промывочной жидкости и ее каче-стом, временем пребывания долота на забое. fivt,PHM
Различают оптимальный и специальный режимы бурения.
Оптимальным режимом называют режим, установ
ленный с учетом геологического разреза и
вания технических средств, имеющихся на скважине для
высоких количественных и качественных показателей при минималь
сеильнмимом называют режим, установ-поглощениях жидкости, изменении направления оси сквамнш,
за6ури„ второго
лах 40-60 об/мин. Второй ствол следую °Г ^"Г" мально бурена 5-6 м. Если в этом интервале долото работало нормально, оуре ние можно вести на оптимальном режиме. таким расче-
Пребывание долота на забое должно быть выбрано с такв*.рас* том, чтобы скорость углубления скважины в единицу времени оы
наибольшей.
303
При спуске очередного долота под нагрузкой 1—3 тс прорабатывают 10—15 м от забоя, затем в течение нескольких минут поддерживают пониженную нагрузку для того, чтобы опоры долота приработались, а затем увеличивают ее до требуемой величины согласно указаниям геолого-технического наряда и поддерживают постоянной. Окончательно осевую нагрузку бурильщик должен подобрать сам, добиваясь наибольшей механической скорости проходки.
Быстрое углубление скважины без осложнений возможно только тогда, когда выбуренная порода своевременно удаляется с забоя. В противном случае она оказывает дополнительное сопротивление долоту.
ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ
Промывочная жидкость играет важную роль как при бурении второго ствола, так и при вводе скважин в эксплуатацию. При вскрытии пласта основная задача заключается в том, чтобы не ухудшить проницаемость нефтесодержащих пород и не создавать сопротивления при движении нефти к забою скважины, в особенности при вскрытии сильно дренированных пластов.
В качестве промывочной жидкости при бурении второго ствола применяют глинистые растворы, растворы на нефтяной основе, аэрированные растворы, пены и техническую воду, обработанную ПАВ.
Промывочная жидкость предназначается для:
1) очистки забоя скважины от выбуренной породы и выноса ее на поверхность;
2) удерживания частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии в стволе скважины при прекращении циркуляции;
3) глинизации неустойчивых стенок и предохранения ствола скважины от обвалов и осыпей;
4) предотвращения проявления и выбросов газа, нефти и воды;
5) передачи энергии турбобуру;
6) физико-химического воздействия на горные породы и облегчения их разрушения;
7) обеспечения нормальных условий вскрытия и освоения продуктивных пластов;
8) охлаждения рабочей поверхности долота во время бурения и смазывания бурильных труб.
Глинистый раствор должен обладать качествами, которые определяются следующими его параметрами: плотностью (кг/м3), условной вязкостью (с); водоотдачей (см3 за 30 мин); толщиной глинистой корки (мм); содержанием песка (%); статическим напряжением сдвига (мгс/см2); стабильностью (т/м3); суточным отстоем (%) и т. д.
ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РАСТВОРОВ
Химическую обработку глинистого раствора производят для снижения водоотдачи и уменьшения толщины глинистой корки; получения минимального значения статического напряжения сдвига;
304
понижения вязкости; лучшего закрепления неустойчивых пород; получения растворов, которые не глинизировали бы нефтеносные и газоносные горизонты; предохранения от потери циркуляции или снижения ее; сохранения глинизирующей способности раствора при разбуривании соленосных и гипсоносных толщ; утяжеления глинистого раствора и сохранения при этом его подвижности; противодействия влиянию высоких температур; сохранения чистоты ствола скважины.
Химическая обработка глинистого раствора обеспечивает получение растворов определенных качеств согласно геолого-техническому наряду. Для обработки растворов применяются следующие химические реагенты: каустическая сода, кальцинированная сода, углещелочной реагент (УЩР), торфощелочной реагент (ТЩР), гексаметафосфат натрия (ГМФН), сульфит-спиртовая барда (ССБ), концентрированная сульфит-спиртовая барда (КССБ), натровая карбоксилметилцеллюлоза (КМЦ), крахмал, хлористый натрий, жидкое стекло, нефть, графит, костный и кератиновый клей, синтан, полифенолы лесохимические (ПФЛХ) и др. Для утяжеления глинистых растворов применяют тонкомолотые тяжелые минералы, плотность которых находится в пределах 4200—5200 кг/м3: гематит, магнетит, барит, концентрат колошниковой пыли.
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В каждой скважине, восстанавливаемой методом зарезки и бурения второго ствола, производится комплекс геофизических исследований для определения глубины залегания, мощности вновь вскрытых и продуктивных горизонтов, а также установления водоносных горизонтов.
В открытом стволе проводится комплекс работ электрокаротажа и снятие инклинограммы второго ствола. Отбор керна боковым грунтоносом и замер каверномером не проводится из-за сложности использования существующей аппаратуры для условий второго ствола. После цементирования колонны или «хвостовика» электротермометром замеряют высоту подъема цементного раствора за колонной, а при необходимости проводят гамма-каротаж. Однако бывают случаи, когда проведение комплекса электрометрических работ затрудняется невозможностью пропуска во второй ствол скважины геофизической аппаратуры через вскрытое «окно». Это препятствует своевременному осуществлению электрометрических работ, приводит к значительному
20 Заказ 1428
Рис. V.14. Устройство для проводки измерительной аппаратуры в «окно» при аарезке скважин вторым стволом
305
увеличению сроков заканчивания скважин, так как приходится многократно прорабатывать «окно» рейберами. Кроме этого, увеличивается расход глинистого раствора и возникают осложнения в незакрепленном обсадной колонной стволе скважины.
Для беспрепятственного пропуска геофизической аппаратуры через осложненное «окно» во второй ствол, применяется устройство для проводки измерительной аппаратуры в «окно» при зарезке скважин вторым стволом (авторы Яшин А. С., Асриев Э. А., Брикер М. А.).
Устройство (рис. V.14) состоит из шарообразного груза 1, со сквозным отверстием диаметром 20 мм, грибовидного стержня 2 с двумя отверстиями 3 и 4, ограничительной гайки 5 и муфты-переводника 6. Отверстие 3 служит для шплинтовки ограничительной гайки, а отверстие 4 —для соединения грибовидного стержня с муфтой-переводником или каротажным грузом. Принцип действия данного устройства заключается в следующем.
К измерительной аппаратуре указанное устройство подсоединяют либо посредством муфты-переводника при спуске инклинометра, либо путем соединения каротажного груза непосредственно с грибовидным стержнем. При спуске в скважину аппаратура, дойдя до «окна», давит на шар, который благодаря свободному вращению вокруг грибовидного стержня перекатывается через препятствия и проваливается в «окно», увлекая измерительную аппаратуру. Данное устройство является универсальным и может быть применено для любого диаметра колонн.
РАЗОБЩЕНИЕ ПЛАСТОВ
После окончания бурения второго ствола и проведения электрометрических работ приступают к работам по разобщению пластов, сущность которых заключается в креплении стенок скважины обсадными трубами и последующем их цементировании для предохранения стенок скважины от обвалов и разобщения пластов друг от друга.
КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИНЫ ОБСАДНЫМИ ТРУБАМИ
Работы, выполняемые для спуска эксплуатационной колонны или «хвостовика», подразделяются на четыре этапа: подготовка обсадных труб; подготовка бурового оборудования и инструмента; подготовка ствола скважины и спуск колонны.
Подготовка обсадных тру б. Обсадные трубы, предназначенные для спуска в скважину, доставляют на буровую заблаговременно и внимательно осматривают под руководством бурового мастера. При-осмотре необходимо обращать внимание на кривизну, вмятины, расслоение металла, деформацию муфт и т. д. Дефектные трубы следует отбраковывать при осмотре, а также в процессе свинчивания их при спуске. Если при навинчивании ручным способом
306
I
труба на 5—б ниток не довинчивается, то ее необходимо заменить. Трубу также заменяют, если она свободно завинчивается вручную до конца резьбы. Для замены отбракованных труб на буровой необходимо иметь запас (5% от длины спускаемой колонны).
Доставленные трубы укладывают на приемном мосту, каждую трубу нумеруют и замеряют. Резьбу труб и муфт тщательно очищают щеткой, промывают керосином и проверяют калибром. Одновременно с обсадными трубами на буровую доставляют элементы низа обсадной колонны (башмачную направляющую пробку, башмак колонны, башмачный патрубок, обратный клапан, упорное кольцо), обеспечивающие ее успешный спуск и цементирование.
Башмачная направляющая пробка служит для направления спускаемой обсадной колонны в ствол скважины. Применяют чугунные направляющие пробки, соединяемые с башмаком при помощи резьбы. Для пропуска промывочной жидкости и цементного раствора в пробке имеются торцевое и боковые отверстия.
Башмак колонны представляет собой толстостенный стальной патрубок, на верхнем конце которого нарезана внутренняя резьба по стандарту обсадных труб, а на другом конце резьба для соединения его с башмачной направляющей пробкой.
Башмачный патрубок — толстостенный патрубок длиной 1,5— 2 м с нарезанными концами, изготовленный из толстостенной обсадной трубы. Нижний конец патрубка свинчивают с башмаком, а на верхний навинчивают удлиненную муфту, внутри которой помещается обратный клапан. Если имеются опасения, что промывочные отверстия в башмачной пробке могут оказаться закрытыми при частичной посадке колонны на забой, то в башмачном патрубке просверливают несколько отверстий диаметром 25—32 мм.
Обратный клапан предназначен для преграждения поступления глинистого раствора, газа и цементного раствора, закачанного при цементировании скважины внутрь спускаемой колонны. При спуске обсадной колонны в скважину с обратным клапаном уменьшаются нагрузка на вышку, талевую систему, лебедку и усилия, растягивающие муфтовые соединения. Вытесняемый колонной раствор движется к устью скважины по затрубному пространству.
i Широкое применение нашли обратные клапаны тарельчатой конструкции.
Упорное кольцо предназначено для остановки заливочной пробки при цементировании колонны. Место установки его зависит от того, на какой глубине нужно создать искусственный цементный стакан. Упорное кольцо представляет собой чугунную шайбу толщиной 15—20 мм. Его наружный диаметр соответствует наружному диаметру нарезанного конца трубы у торца, а диаметр отверстия делается на 50—60 мм меньше наружного диаметра.
Конструкция низа для эксплуатационной колонны продуктивного пласта должна состоять из башмачной направляющей пробки, башмака, башмачного патрубка, обратного клапана и упорного
20* 307
кольца. Для эксплуахации горизонта с низким пластовым давлением с целью предотвращения цементации пор и облегчения условий освоения скважины, необходимо эксплуатационную колонну спускать с готовым фильтром. В этом случае конструкция низа эксплуатационной колонны должна состоять из башмачной направляющей пробки, башмака, фильтра необходимой длины, удлиненной воронкообразной муфты с прямым клапаном, короткого заливочного
патрубка, эластичной брезентовой воронки, обратного клапана и упорного кольца. От производителей работ требуется быстрый и качественный спуск колонны с установкой фильтра против продуктивного пласта.
При спуске «хвостовика» конструкция низа аналогична описанной, с той лишь разницей, что при цементировании без использования заливочных пробок упорное кольцо не устанавливают и последнюю обсадную трубу спускают с воронкой. При цементировании с заливочными пробками к верхней части «хвостовика» присоединяют воронку 2 (рис. V.15) со специальной муфтой 5, имеющей левую резьбу. «Хвостовик» 10 соединяют с колонной бурильных труб 1 с помощью переводника 4, который ввинчивается в муфту 5. В нижнюю часть переводника ввинчен патрубок 6, на котором с помощью трех шпилек 7 подвешена нижняя секция разделительной пробки. В верхнюю часть переводника ввинчивают ниппель замка бурильных труб. Нижняя секция пробки состоит из чугунного корпуса 8, кольца с отверстиями 12, резиновых манжет 11 и зажимной гайки 9. Верхняя секция пробки 3 изготавливается из резины по размеру при*-меняемых бурильных труб.
Подготовка бурового оборудования и инструмент а. Перед спуском эксплуатационной колонны тщательно проверяют подъемное оборудование и инструмент. Вышку (мачту) осматривают, проверяя болтовые соединения в узлах, поясах, диагоналях. Вышка должна стоять строго вертикально, так как небольшой перекос ее вызовет большие затруднения при спуске эксплуатационной колонны. Затем проверяют исправность подъемного механизма (лебедки, трактора-подъемника) и силовых двигателей, прочность их крепления, состояние отдельных частей. Особое внимание при этом уделяют тормозной системе. Особенно тщательно проверяют состояние механизмов талевой системы (кронблока, талевого блока, подъемного крюка) и талевого каната. В случае необходи-
308
Рис V 15. Конструкция вертнеи части «хвостовика»
мости талевой канат заменяют. Проверяют насосы и манифольдную линию; наличие и исправность элеваторов, круговых ключей, шаблонов и спайдера.
Подготовка второго ствола. Для успешного спуска эксплуатационной колонны расширяют (прорабатывают) ствол скважины до забоя гидравлическим расширителем или эксцентричным пикообразным долотом с таким расчетом, чтобы диаметр ствола не менее чем на 15—20% был больше диаметра муфт колонны труб, подлежащей спуску. Скорость проработки ствола скважины не должна превышать 12—15 м/ч; подача инструмента должна быть равномерной, нагрузка на долото должна быть на 20—30% меньше, чем в процессе бурения при максимальной производительности насосов и скорости восходящей струи в кольцевом пространстве не менее 1 м/с. Качество раствора должно отвечать требованиям геолого-технического наряда. После проработки скважину промывают в течение времени, необходимого для одного или двух циклов циркуляции.
СПУСК КОЛОННЫ
Для крепления второго ствола применяют сплошную колонну или «хвостовик».
Сплошную колонну спускают в пробуренный ствол в том случае, когда колонна, в которой производились работы, деформирована выше вскрытого «окна» или имеет большой диаметр. Работы по ее спуску должны быть организованы так, чтобы каждый член бригады четко выполнял свои обязанности. Рабочее место должно быть подготовлено и очищено от посторонних предметов. Необходимо следить за соблюдением установленного порядка спуска труб и за показанием индикатора веса.
При понижении нагрузки на крюке следует ствол скважины промыть до восстановления нагрузки и после этого продолжать спуск колонны. Первая нижняя труба обязательно должна пропускаться через «окно» при промывке скважины. Кроме того, промывать скважину необходимо в предусмотренных интервалах. Проверка доведения колонны до забоя достигается допуском труб при промывке скважины. При этом нагрузка не должна превышать 2—4 тс.
«X в о с т о в и к» спускают на бурильных трубах со специальным переводником, имеющим левую резьбу. Конец хвостовика должен располагаться в эксплуатационной колонне на 15—20 м выше вскрытого «окна» Верхнюю часть его оборудуют воронкой, наибольший диаметр которой должен быть на 10—12 мм меньше внутреннего диаметра колонны, в которой производилась зарезка. Нижнюю трубу «хвостовика» пропускают через «окно» при промывке скважины. При спуске последующих обсадных или бурильных труб их заполняют раствором. После окончания спуска труб навинчивают Рабочую трубу, восстанавливают циркуляцию и промывкой проверяют состояние забоя
309
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ КОЛОННЫ
Цементирование обсадной колонны представляет собой одну из самых ответственных операций, от успешности которой зависит дальнейшая нормальная эксплуатация скважины.
Способ цементирования выбирают в зависимости от вида колонны, спущенной в пробуренный ствол (сплошной или «хвостовика»).
Нормальное цементирование. После окончания спуска сплошной эксплуатационной колонны в процессе подготовки скважины к цементированию колонну обсадных труб периодически расхаживают и для предотвращения прихвата колонны скважину непрерывно промывают. Затем башмак колонны устанавливают выше (на 1—2 м от забоя), на устье устанавливают цементировочную головку и закачивают цементный раствор.
Прокачав расчетное количество цементного раствора, отвинчивают стопорные болты на цементировочной головке и закачивают расчетное количество продавочного глинистого раствора. Как только заливочная пробка дойдет до упорного кольца «стоп», наблюдается резкий подъем давления, так называемый «удар». На этом процесс цементирования заканчивается. Краны на цементировочной головке закрывают и скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цементного раствора.
При цементировании неглубоких скважин с небольшим подъемом цементного раствора за колонной в качестве продавочной жидкости можно применять воду.
Цементиров а-н и е «хвостовика». После промывки ствола скважины на устье ее устанавливают цементировочную головку, в которую вставляют верхнюю секцию разделительной пробки. Закачивают расчетное количество цементного раствора, который продавливают глинистым раствором или водой. Когда будет продавлен объем, равный внутреннему объему бурильных труб, верхняя секция пробки 3 (см. рис. V.15) входит в нижнюю секцию и перекрывает отверстия кольца 12. Давление в бурильных трубах резко возрастает. Шпильки 7, удерживающие нижнюю секцию в переводнике 4, срезаются, и обе секции как одно целое перемещаются вниз по «хвостовику» до получения «удара». После этого колонну необходимо посадить на забой и путем вращения инструмента по часовой стрелке освобождают бурильные трубы с переводником от «хвостовика» и вымывают излишек цементного раствора.
Через 16—20 ч после этого определяют высоту подъема цемента за колонной, оборудуют устье скважины (в случае спуска сплошной колонны), испытывают колонну на герметичность и перфорируют в интервале продуктивного пласта.
310
ОСВОЕНИЕ СКВАЖИНЫ ПОСЛЕ ЗАРЕЗКИ И БУРЕНИЯ ВТОРОГО СТВОЛА
Заключительным этапом процесса восстановления скважины методом зарезки и бурения второго ствола является испытание эксплуатационной колоцны на герметичность, перфорирование отверстий против продуктивного горизонта и вызов притока нефти или газа из пласта.
ИСПЫТАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ
После окончания цементировочных работ по закрытию посторонних вод, возвратов на выше- или нижележащие горизонты f ремонтных работ, а также после цементирования колонны или «хвостовика» при бурении второго ствола, эксплуатационную колонну испытывают на герметичность.
Испытание эксплуатационной колонны на герметичность производят:
а) в скважинах со сплошными колоннами и фильтрами после проверки глубины расположения цементного стакана, а при необходимости — после его разбуривания до установленной глубины;
б) в скважинах с колоннами, зацементированными в две ступени, — первое испытание после истечения срока ожидания затвердения цемента (ОЗЦ) второй ступени и второе испытание после разбуривания цементных стаканов до установленной глубины.
Эксплуатационные колонны на герметичность испытывают двумя способами — опрессовкой или снижением уровня:
а) после спуска и цементирования — опрессовкой с предварительной заменой глинистого раствора на воду; в скважинах, при опробовании и эксплуатации которых на устье отсутствует избыточное давление, дополнительно эксплуатационную колонну испытывают на герметичность снижением уровня;
б) после установки цементных мостов для возврата на вышележащие горизонты — опрессовкой и тем способом, которым был вызван-приток при опробовании предыдущего изолированного пласта (снижение уровня, аэрация и др.);
в) после цементирования под давлением через специально перфорированные отверстия — опрессовкой и снижением уровня.
Если по технологическим условиям необходимо, то разбуривается цементный стакан ниже перфорированных отверстий в пределах до 3—5 м; герметизируют устье скважины и дополнительно спрессовывают колонну с выдержкой 30 мин.
Испытание способом опрессовки. Устье скважины оборудуют специальной опрессовочной головкой с манометром. Жидкость в колонну обсадных труб нагнетают таким образом, чтобы обеспечить плавное увеличение давления. На устье скважины оно Должно быть на 20% больше, чем ожидаемое максимальное после
311
освоения скважины. Давление во время опрессовки не должно быть ниже величин, приведенных в табл. V.5.
Давление опрессовки
Таблица V.5
Диаметр колонны, 377-426 273—324 219-245 194 168 146-141 127—114
мм
Давление на устье, кгс/см2 50 60 70 75 80 100 120
Нормы, указанные в табл. V.5, в зависимости от степени изношенности колонны и характера ремонтируемой скважины могут быть изменены по усмотрению геологической службы.
Если в процессе опрессовки в каком-либо сечении колонны возможно возникновение напряжений, превышающих допустимые для обсадных труб, опрессовку следует проводить секционно с помощью пакера.
Результаты испытания считаются положительными, а колонна выдержавшей испытание на герметичность способом опрессовки, если после замены глинистого раствора водой отсутствует перелив жидкости и выделение газа из колонны, а также если давление в течение 30 мин не снижается или снижается не более чем на 5 кгс/см2 при давлении выше 70 кгс/см2 и не более чем на 3 кгс/см2 при давлении испытания ниже 70 кгс/см3; наблюдение за изменением давления начинается через 5 мин после достижения требуемого давления. В случае превышения этой нормы, должны быть приняты меры по обеспечению герметичности колонны, после чего необходимо снова испытать колонну на герметичность. Если в период нагнетания жидкости давление не удается увеличить до требуемой величины, колонна считается негерметичной.
Испытание способом снижения уровня. Уровень жидкости в обсадной колонне понижают поршневанием, тартанием, с помощью компрессора, бесштанговых или штанговых глубинных насосов или путем вытеснения жидкости из эксплуатационной колонны бурильными или насосно-компрессорными трубами. Снижать уровень в колонне в пределах 800—1000 м можно оттартыванием обыкновенной желонкой.
Высота столба жидкости над испытанным предыдущим объектом должна быть на 20% менее той, при которой был вызван приток в процессе опробования приведенных ниже величин.
Глубина скважин, До 500 500—1000 1000- 1500 1500—2000 более 2000
ы
Снижение уровня, 400 500 650 800 1000
не менее, м
312
Если при бурении использовался глинистый раствор плотностью 1400 км/м3 и больше, его заменяют водой и колонна считается герметичной, если в течение одного часа не наблюдается перелив жидкости или выделение газа.
Колонна считается герметичной, если уровень жидкости, сниженный до требуемой величины за 8 ч наблюдения, поднимается не более величин (в м), приведенных в табл. V.6.
Таблица V.6
Диаметр котонны, чч При снижении уровня на глубина, м
до 400 400—600 600—800 800—1000 более 1000
114—219 0,80 1,10 1,40 1,70 2,0
Свыше 219 0,50 080 1,10 1,30 1,50
Определять уровень жидкости следует с помощью аппарата Яковлева, уровнемером или другими приборами через каждые 2 ч.
Если в течение 8ч уровень поднимается на большую глубину, чем указано в табл. V.9, производят повторный замер в течение 8 ч. Если и при повторном испытании уровень поднимается также выше нормы, колонна считается негерметичной.
Иногда уровень не удается снизить. Это указывает на то, чта в скважину проникает жидкость. Работы по снижению уровня (отбору жидкости) в таких случаях следует проводить до тех пор, пока в скважине при нагнетании жидкость будет поглощаться (условие для повторного цементирования). Испытание колонн на герметичность оформляется специальным актом.
РАБОТЫ ПО ЛИКВИДАЦИИ СКВАЖИН
Все скважины, пробуренные с целью разведки или разработки месторождений нефти и газа и для других целей, при ликвидации и списании затрат на их сооружение делятся на пять категорий.
К первой категории относят скважины, заложенные с целью поисков, разведки и оконтуривания месторождений полезных ископаемых и структур для подземного хранения нефти, газа и нефтепродуктов, выполнившие свое назначение и после окончания бурения оказавшиеся в неблагоприятных геологических условиях (сухими пли водяными); скважины, не доведенные до проектной глубины вследствие нецелесообразности дальнейшего их бурения по геологическим причинам.
Ко второй категории относят эксплуатационные и оценочные скважины, пробуренные с целью добычи нефти и газа, оказавшиеся сухими или водяными; нагнетательные и наблюдательные скважины, оказавшиеся в неблагоприятных геологических условиях.
за
К третьей категории относят все скважины, подлежащие ликвидации по техническим причинам (аварий и осложнений в процессе бурения и эксплуатации).
Под техническими причинами в бурении понимают причины, вызывающие нарушение технической колонны, аварии с бурильным инструментом, уход раствора, беспрерывные обвалы, сужение ствола, открытое фонтанирование и т. д., в результате которых доведение скважины до проектной глубины становится невозможным.
Под техническими причинами ъ эксплуатации понимают причины, вызывающие нарушение (слом, смятие) эксплуатационной колонны, сложную аварию с подземным оборудованием, непрерывное образование пробок, обводнение посторонними для данного горизонта водами, вследствие чего невозможна дальнейшая эксплуатация скважины.
Скважины третьей категории ликвидируют, если проведенные работы по ликвидации аварий и осложнений не дали положительных результатов и дальнейшее проведение их признано нецелесообразным.
К четвертой категории относят эксплуатационные скважины, полностью обводнившиеся пластовой водой или истощенные, а также нагнетательные и наблюдательные скважины при невозможности или нецелесообразности их дальнейшего использования по геологическим причинам.
Скважина может быть ликвидирована при снижении суточных дебатов нефти и газа ниже установленного предела рентабельности только в том случае, если невозможно повышение ее дебита и она не может быть использована при разработке данного месторождения в качестве нагнетательной, контрольной или возвращаемой на* вышележащие горизонты.
К пятой категории относят скважины, расположенные в запретных зонах (полигоны, водохранилища и т. д.), скважины, ликвидируемые после стихийных бедствий (землетрясения, оползни и т. д.), а также скважины специального назначения, выполнившие свою задачу.
Несмотря на то, что бурение некоторых таких скважин, которые в последующем подлежат ликвидации, в силу ряда причин неизбежно, необходимо всемерно стремиться к уменьшению количества ликвидированных скважин. В этих целях следует более тщательно анализировать геологические условия площади в процессе ее разведки, соблюдать установленный режим бурения и своевременно предотвращать причины, могущие повлечь за собой ликвидацию скважин. •
Материалы на ликвидацию скважин оформляют в соответствии е существующими положениями и согласуются с Госгортехнадзором, и только после получения разрешения скважины подлежат ликвидации.
При ликвидации скважины извлекают подземное оборудование и максимальное число обсадных труб, изолируют вскрытые пласты и устанавливают репер.
314
Объем и характер работ по ликвидации скважин зависят от их назначения, конструкции и состояния ствола. Работы по ликвидации новых скважин, в которые спущены только промежуточные колонны, без спуска эксплуатационной (без опробования или после опробования пластоиспытателем) заключается в следующем.
В интервалах со слабыми нефтяными и газовыми пластами или оказавшимися в данной скважине непродуктивными, устанавливают цементные мосты высотой, равной мощности пласта плюс 20 м выше кровли и ниже подошвы. Над кровлей верхнего пласта цементный мост устанавливают на высоту не менее 50 м. Ствол скважины заполняют глинистым раствором плотностью, позволяющей создать на забое давление, превышающее пластовое.
Если в разрезе скважины не наблюдаются напорные минерализованные или сероводородные воды, допускается извлечение промежуточных колонн, при этом в башмаке последней остающейся в скважине колонны устанавливают цементный мост высотой не менее 50 м.
Устье ликвидируемой скважины оборудуют репером следующим образом.
При оставленной технической колонне — на 73-мм сплюснутой сверху трубе опускают на глубину не менее 2 м деревянную пробку и заливают скважину до устья цементным раствором.
Над устьем устанавливают бетонную тумбу размером 1 X 1 X X 1 м. Высота репера над бетонной тумбой должна быть не менее 0,5 м.
При извлеченной технической колонне репер устанавливают в кондукторе или шахтовом направлении и также сооружают тумбу размером 1 X 1 X 1 м.
Ликвидацию скважин после их опробования при спущенной эксплуатационной колонне производят так же, как описано выше. Обсадные колонны в этом случае извлекают, если залежь чисто нефтяная и не наблюдаются напорные минерализованные пластовые воды, могущие загрязнить верхние пресные воды.
При невозможности извлечения обсадных колонн, устье скважины закрывают глухим фланцем с вваренным патрубком и вентилем или заглушкой, после чего устанавливают репер.
Ликвидационные работы в эксплуатационных скважинах в связи с полным истощением продуктивных пластов и их обводнением, а также в нагнетательных и наблюдательных скважинах, которые в дальнейшем не могут быть использованы для других промышленных целей, производят так же, как было описано.
Работы в скважинах, подлежащих ликвидации( вследствие технических причин или некачественной проводки и аварий, производят по специальным проектам (планам), согласованным с Госгортех-надзором.
Работы по ликвидации скважин, находящихся на балансе НГДУ, производят бригады по капитальному ремонту скважин.
315
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ V
1. Какие исследовательские и обследовательские работы производят в скважине перед капитальным ремонтом?
2. Какое оборудование используют при спуске в скважину различных измерительных приборов?
3. Как производят ремонт и герметизацию устья скважины?
4. Что представляет собой печать и для чего она применяется?
5. Как производят исправление дефектов в колонне?
6. В каком порядке производят работы по замене поврежденной части колонны?
7. Какие способы применяют для исправления верхних концов колонн?
8. В каких случаях спускают в скважину дополнительную колонну?
9. Какие требования предъявляют к качеству тампонажного цемента?
10. Что такое водо-цементное отношение?
11. Назовите специальные сорта цементов.
12. Для чего применяют замедлители и ускорители сроков схватывания цемента?
13. Какие цели преследует цементирование скважин?
14. Какие способы цементирования Вы знаете?
15. Каковы преимущества цементирования с применением па-керов?
16. Условия применения нефтецементных растворов.
17. В каких случаях производят установку искусственных пробок в колонне? Виды пробок.
18. Как производится изоляция от: а) верхних вод? б) нижних вод? в) подошвенных вод?
19. В каких случаях производят возвратные работы?
20. Какие существуют методы крепления призабойной зоны во избежание образования пробок?
21. Назовите виды аварий в скважинах.
22. Расскажите технологию извлечения:
а) прихваченных труб;
б) полетевших труб;
в) полетевших труб и штанг;
г) электропогружного насоса;
д) труб, прихваченных цементом;
е) тартального каната и каротажного кабеля;
ж) посторонних предметов.
23. В каких скважинах наиболее целесообразно применение метода зарезки и бурения второго ствола?
24. Как выбирают место для вскрытия «окна»?
25. Для чего предназначен механический фиксатор тина 1ФГМ-163?
26. Что такое отклонитель?
27. В чем состоит подготовка скважины к спуску отклонителя?
316
28. Как производят направленный спуск отклонителя?
29. Назовите инструменты для вскрытия «окна» и расскажите их конструкции.
30. Расскажите о технологии вскрытия «окна» в колонне.
31. Расскажите о режиме бурения.
32. Какие функции выполняет промывочная жидкость?
33. Назовите параметры глинистого раствора, определяющие его качество.
34. Для чего производят химическую обработку глинистого раствора?
35. В чем состоит подготовка ствола скважины и бурового оборудования перед спуском колонны?
36. С какой целью применяют обратный клапан при спуске колонны?
37. Расскажите о конструкции низа обсадной колонны и «хвостовика».
38. Какими методами испытывают эксплуатационную колонну на герметичность?
39. Каковы условия, при которых колонна считается герметичной?
40. На какие категории подразделяются скважины, подлежащие ликвидации?
41. В чем заключаются работы по ликвидации скважин?
ГЛ4ВА VI
ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИКА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН
ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ТРУДА И УПРАВЛЕНИЯ В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И УПРАВЛЕНИЯ
Нефтяная промышленность, как отрасль народного хозяйства, представляет собой единый хозяйственный комплекс, призванный обеспечить потребности страны, связанные с добычей нефти, газа и газового конденсата.
Общее руководство отраслью осуществляет центральный аппарат Министерства нефтяной промышленности, на который возложены функции перспективного развития отрасли, планирования объема производства, материальных, трудовых ресурсов, капитальных вложений, а также реализации продукции, организации выполнения намеченных планов и повышения эффективности производства, проведения единой технической политики в отрасли и ускорения внедрения научно-технического прогресса в целях полного удовлетворения потребностей народного хозяйства в продукции отрасли; дальнейшего совершенствования методов и структуры управления в нефтяной промышленности; создании необходимых условий для внедрения автоматизированной системы управления.
Министерство нефтяной промышленности перешло на двух-звенную систему управления (Министерство нефтяной промышленности — производственное объединение или предприятие).
Основным (первичным звеном нефтяной промышленности) стало производственное объединение, призванное обеспечивать развитие нефтегазодобывающего района, как хозяйственный комплекс, несущий ответственность за ускорение внедрения научно-технического прогресса и состояние технического и экономического уровня нефтяного производства, качество выпускаемой продукции, рациональное использование капитальных вложений, материальных и трудовых ресурсов, дальнейшую концентрацию, специализацию и повышение эффективности производства.
Учитывая большую территориальную разобщенность производственных объектов, а также осуществление руководства работами разного направления — геологопоисковыми, по бурению нефтяных и газовых скважин, обустройству нефтяных месторождений, подготовке и транспортированию нефти и газа, эксплуатации средств связи, транспорта и спецтехники, ремонтными работами — разре-
318
шено иметь в производственных объединениях специальный аппарат управления.
Производственная структура объединений построена на принципе специализации. В состав производственного объединения входят производственные единицы по добыче нефти и газа, по бурению скважин и другим направлениям работы, перечисленным выше.
Производственное объединение, используя закрепленное за ним государственное имущество, осуществляет силами коллектива объединения свою деятельность в соответствии с народнохозяйственным планом, на основе хозяйственного расчета, выполняет возложенные на него обязанности и пользуется правами, указанными в «Положении о государственном социалистическом производственном предприятии». Производственное объединение имеет самостоятельный баланс, является юридическим лицом и создается министерством.
Производственная единица выделяется в составе объединения вышестоящим по отношению к объединению органом, не является юридическим лицом, не имеет самостоятельного баланса и не может пользоваться «Положением о государственном социалистическом производственном предприятии». Права и обязанности производственной единицы определяются законодательством и положением, утвержденным руководителем производственного объединения.
Производственная единица, расположенная вне места нахождения объединения, имеет текущий счет в учреждении Госбанка СССР и может иметь счет финансирования капитальных вложений в учреждениях Стройбанка СССР.
Управление производственным объединением осуществляется на основе правильного сочетания единоначалия и коллегиальности в обсуждении и решении всех вопросов по руководству деятельностью объединения.
Широкое участие в управлении производством, в разработке и осуществлении мероприятий по обеспечению выполнения планов производства, развитию совершенствования деятельности объединения, улучшению условий труда и быта работников принимают общественные организации и коллективы работников объединения.
В объединении создается Совет объединения. Его возглавляет руководитель объединения. В состав совета входят заместители руководителя, директора (начальники) производственных единиц, представители общественных организаций объединения.
Администрация производственного объединения и производственной единицы заключает коллективные договоры; организует совместно с соответствующим профсоюзным органом социалистическое соревнование, подводит его итоги и решает вопросы поощрения передовых коллективов и работников; распределяет в установленном порядке жилую площадь; устанавливает в соответствии с отраслевыми правила внутреннего трудового распорядка.
319
В производственном объединении создаются: фонд развития производства, фонд материального поощрения, фонд социально-культурных мероприятий и жилищного строительства, фонд амортизационных отчислений, предназначенных на капитальный ремонт, фонд для премирования за создание и внедрение новой техники, фонд содействия внедрению изобретений и рационализаторских предложений и другие фонды, образуемые в соответствии с действующим законодательством.
Производственная единица — нефтегазодобывающее управление (НГДУ) осуществляет организацию своего производства также на принципах специализации и кооперирования. В организационную структуру НГДУ входят специализированные цехи, призванные выполнять определенные их положением функции и объемы производства.
Основное производство в нефтегазодобывающих управлениях осуществляется через инженерно-технологические службы (ИТС центральная и районные). Вспомогательное производство сосредоточено в базах производственного обслуживания.
База производственного обслуживания призвана проводить весь цикл ремонтных и вспомогательных работ.
В нефтегазодобывающем управлении создаются специализированные цехи капитального ремонта скважин (ЦКРС). В НГДУ, где объем производства не позволяет создать такой цех, бригады капитального ремонта скважин входят в состав цеха текущего (подземного) и капитального ремонта скважин.
В системе управления различают управляющую и управляемую подсистемы. Управляемая подсистема состоит из ряда взаимосвязанных производственных подразделений и коллективов (цехов, различного рода служб, бригад). Управляющая подсистема состоит из совокупности органов управления, представляющих собой специализированные отделы и руководство производственного объединения, предприятия или производственной единицы. Обе подсистемы связаны между собой посредством информации, взаимно воздействуют друг на друга, совершенствуясь в своем развитии.
В НГДУ управляющей подсистемой является аппарат управления, состоящий из специализированных отделов. В цехах управление осуществляется администрацией цеха.
Организация труда. Организация производства предопределяет организацию труда рабочих основного и вспомогательного производства.
В нефтяной промышленности, как правило, преобладают коллективные формы организации труда. Это обусловливается сложностью производственного процесса, трудоемкостью выполняемых операций и трудовых приемов, непрерывностью производственного процесса. Такие условия выполнения производственного процесса делают необходимым одновременное участие нескольких рабочих, которые объединяются в звенья (смены, вахты), из которых состоят бригады.
320
Производственная бригада (в том числе и бригада капитального ремонта скважин) является низовым производственным коллективом, имеющим единую цель, определяемую производственным заданием, и призванным на базе творческого подхода к выполнению предписанной технологии производства работ осуществить достижение этой цели с наибольшей эффективностью. Коллектив бригады капитального ремонта скважин возглавляется мастером, а каждое звено (смена, вахта) — бурильщиком.
Бригадная форма организации труда предполагает и коллективные формы оплаты труда и материального стимулирования в сочетании с индивидуальной заинтересованностью.
Коллективные формы организации труда предъявляют повышенные требования к квалификации работников, к умению четко и слаженно выполнять сложные трудовые приемы в условиях повышенной опасности, к организации рабочего места и условиям труда.
С целью совершенствования организации труда в цехах капитального ремонта скважин необходимо рассматривать не отдельные вопросы и направления, связанные с этой проблемой, а весь комплекс вопросов.
Комплексное изучение, проектирование и внедрение организации труда и есть научная организация труда (НОТ).
Основными направлениями научной организации труда на ближайшие годы являются:
разработка рациональных форм разделения и кооперации труда;
улучшение организации и обслуживания рабочих мест;
изучение и распространение передовых приемов и методов труда;
подготовка и повышение квалификации кадров;
улучшение и расширение сферы нормирования труда;
улучшение условий труда;
воспитание рабочих и служащих в духе сознательного отношения к труду, строжайшего соблюдения государственной и трудовой дисциплины.
НОТ охватывает широкий круг вопросов и неразрывно связан с техникой, технологией и организацией производства. Поэтому к работе по научной организации труда для качественного изучения, разработки и внедрения его положений привлекается большое число высококвалифицированных рабочих, специалистов, инженерно-технических и руководящих работников и служащих. Все они организуются в творческие бригады НОТ, работающие по единому плану. Возглавляет всю работу на предприятии Совет по научной организации труда во главе с главным инженером. Организационные вопросы осуществляются либо бюро НОТ, либо отделом организации труда и заработной платы.
Научная организация труда основывается на использовании системы норм, нормативов и показателей, разработанных в результате изучения и обобщения передового опыта.
21 Заказ 1428 321
Система норм и нормативов применяется при регламентации труда, планировании численности работников на различных участках производства.
Нормирование труда должно быть основой организации заработной платы, морального и материального стимулирования. В этом отношении изучению и дальнейшему совершенствованию должны подлежать связи между нормированием и оплатой труда, эффективность различных индивидуальных и коллективных форм систем оплаты труда, соответствие применяемых форм стимулирования уровням технической оснащенности, условиям труда.
Научная организация преследует цель обеспечить систематический и быстрый рост производительности труда, используя всесторонне развитие техники, технологии и организации производства в сочетании с умственными и физическими способностями человека.
Если раскрыть более подробно содержание цели, то оно сведется к более полному и плодотворному использованию рабочего времени, оборудования, предметов труда, к обеспечению нормальной напряженности труда, к улучшению условий работы, повышению квалификации и культуры трудящихся.
Важнейшим условием осуществления"^ НОТ является понимание широкими кругами рабочих и служащих огромного значения организации труда, активное способствование внедрению НОТ на участках производства, где они трудятся, включение в свои обязательства по социалистическому соревнованию соответствующих пунктов внедрения мероприятий НОТ.
Сложные ремонты скважин, связанные с ликвидацией нарушений, происходящих в колонне с переходом на эксплуатацию другого нефтяного горизонта изоляция появившейся в скважине воды и другие относятся к категории капитального ремонта скважин.
Бригады 'капитального ремонта скважин выполняют следующие работы:
ликвидация аварий в эксплуатационных скважинах;
изменение конструкции скважины;
изоляция продуктивного пласта от появившихся чуждых подошвенных или промежуточных вод;
переход на эксплуатацию другого продуктивного пласта;
прочие ремонтно-исправительные работы в скважине.
Количественный и квалификационный состав бригады капитального ремонта скважин утвержден Государственным комитетом Совета Министров СССР по вопросам организации труда и заработной пласты в зависимости от категорий скважин и применяемых установок (табл. VI.1).
При капитальных ремонтах скважин применяют следующие установки и сочетания основного подъемного оборудования: стационарная вышка — трактор-подъемник; стационарная мачта — трактор-подъемник; самоходные агрегаты на базе трактора или автомашины; стационарная вышка (или мачта) с лебедкой и приводом от электро-
322
двигателей или двигателей внутреннего сгорания; передвижная мачта с трактором-подъемником.
В зависимости от типа применяемых подъемных сооружений производится обустройство и общая планировка рабочей зоны.
ВНИИОНГом совместно с нормативно-исследовательскими станциями объединений «Азнефть» (ведущая), «Татнефть», «Башнефтъ», «Нижневолжскнефть», «Туркменнефть», «Узбекнефть», «Укрнефть» и «Эмбанефть» разработан типовой проект организации рабочих мест рабочих бригад капитального ремонта скважин Ч
Исследования, проведенные при разработке этого проекта позволили произвести группировку множества схем обустройства рабочих площадок и организации рабочих мест, выбрать наиболее рациональные из существующих и рекомендовать лучшие образцы сочетания применяемых механизмов и приспособлений.
В соответствии с требованиями «Правил техники безопасности в нефтегазодобывающей промышленности» («Недра», Москва, 1968 г.)
Таблица VI.1
Численный и квалификационный состав вахты бригады капитального ремонта скважин
Скважины категории I (до 150 м)
передвижной подъемник станок
Профессия Разряд Штанги Бурильные трубы Штанги Бурильные трубы
и НКТ и 114 мм НКТ и НКТ и 114 мы НКТ
диаметром (с мостков или диаметром (с мостков или
до 102 мм установкой до 102 мм установкой
за палец) за палец)
Бурильщик 6
Бурильщик 5 1 1 1 1
Помощник бу- 4 — — 1 1
рильщика
Помощник бу- 3 1 2 1 2
рильщика
Машинист (во- 6 1— — — —
дитель)
То же 5 1 1 — —
Дизелист (мо- 4 — — 1 1
торист)
1 Типовой проект организации рабочих мест и инструктивные карты передовых приемов труда при капитальном ремонте скважин, ВНИИОЭНГ, 1972 г.
21*
323
Продолжение табл. VI.1
На скважинах категории II (свыше 1500 м)
передвижной подъемник станок
Профессия Разряд Штанги Бурильные трубы Штанги Бурильные трубы
и НКТ и 114-мм НКТ и НКТ и 114-мм НКТ
диаметром (с мостков или диаметром (с мостков или
до 102 мм с установкой до 102 мм установкой
за палец) за палец)
Бурильщик 6 1 1 1 1
Бурильщик 5 — . . — — —
Помощник бу- 4 1 1 1 1
рильщика
Помощник бу- 3 . — — 1 2
рильщика
Машинист (во- 6 1 1 1 —
дитель)
То же 5 — — — —
Дизелист (мо- 4 — — — 1
торист) -
Примечание. 1. Машинист (водитель) тарифицируется по пятому разряду. При двух-трехсменной работе машинист (водитель) должен как правило работать в дневную смену, а в других сменах предусматривается дизелист четвертого разряда. Численный и квалификационный состав остальных членов вахты устанавливается по сложности скважины.
2. При работах двумя передвижными подъемниками состав вахты увеличивается на одного машиниста (водителя) того же разряда; при работе со станка на электроприводе из состава смены исключается дизелист (моторист).
3. Если бригадой капитального ремонта скважин осуществляются работы по полному циклу, в состав вахты вводится дополнительно один помощник бурильщика третьего разряда.
4. При работах по зарезке ствола скважины с трактора-подъемника, а также при ремонтах на скважинах с сильными газопроявлениями, требующих применения глинистых растворов, для помощника бурильщика вместо третьего разряда устанавливается четвертый разряд.
5. При одновременном проведении нескольких видов работ в одной и той же скважине сложность определяется по высшей категории.
6. При оттартывании жидкости состав вахты принимается следующим:
а) при работе с передвижного подъемника — один помощник бурильщика четвертого разряда;
б) при работе со стационарного оборудования — один бурильщик и один помощник бурильщика третьего разряда.
7. При спуске или подъеме обсадной колонны состав вахты увеличивается на одного помощника бурильщика третьего разряда.
8- При работе с морских оснований к вышеупомянутому составу вахты добавляется один помощник бурильщика третьего разряда.
324
и разработками ВНИИТБ рекомендованы следующие размеры рабочих площадок:
при работе с вышки — 8 X 8м;
при работе с мачты — 3 X 4 м;
при работе с самоходного агрегата — 4 X 4 м.
Высота рабочей площадки выбирается таким образом, чтобы была обеспечена высота рабочей поверхности (колонный фланец, ротор) над уровнем площадки 400 мм. Это наиболее удобная высота для работы на скважине при свинчивании и развинчивании труб вручную и с применением механизмов и автоматов.
По отношению к скважине рабочая площадка строится так, чтобы центр скважины при использовании стационарных вышек находился на пересечении диагоналей площадки; стационарных мачт — в центре рабочей площадки; самоходных агрегатов — на расстоянии одного метра со стороны агрегата (от края площадки по ее оси).
Самоходный агрегат, рабочая площадка и приемный мост располагаются на одной оси, что создает машинисту-водителю лучший обзор. Станок-качалка при этом (если скважина оборудована им) находится слева от рабочей площадки.
Типовым проектом организации рабочих мест бригады капитального ремонта скважин предлагается единая схема расположения якорей оттяжек мачт самоходных агрегатов, что значительно сокращает подготовительные работы на скважине, а также типовые схемы планирования рабочей зоны при различных видах капитального ремонта скважин.
Многообразие видов капитального ремонта скважин, применяемых типов агрегатов, технологическая сложность выполняемых работ, обуславливающая разнообразность применяемых механизмов, приспособлений и инструментов ограничивают возможность типизации рабочих мест при различных видах ремонтов. Тем не менее при разработке типового проекта все указанное учтено.
Под рабочим местом при капитальном ремонте скважин понимается часть рабочей зоны, оснащенная оборудованием и другими материально-техническими средствами труда, в которой постоянно или периодически находится рабочий (рабочие) при выполнении тех или иных операций процесса капитального ремонта скважины.
Рациональная планировка рабочих мест составлена с учетом следующих требований:
максимальное освобождение рабочей площадки от оборудования, приспособлений и инструмента, не используемого при выполнении данной работы;
минимальные затраты времени на подноску и подготовку к работе инструментов и приспособлений;
постоянство мест их размещения;
обеспечение безопасности при выполняемых работах.
Оснащение рабочих мест инструментом, оборудованием и приспособлениями производится руководством цеха согласно перечню, приведенному в типовом проекте организации рабочих мест.
325
Отличительной особенностью в оснащении бригад является то, что при капитальном ремонте скважин чаще применяется ловильный инструмент, вид которого зависит от конкретного характера работ. Этот инструмент не хранится в бригаде, а доставляется из цеха в каждом отдельном случае (так называемое переменное оснащение).
Социалистическое соревнование является важнейшим рычагом совершенствования организации труда. В современных условиях, когда производство насыщено машинами и механизмами победителем в социалистическом соревновании может стать лишь тот, кто лучше организует свой труд, применит новейшие достижения науки и техники.
Организация социалистического соревнования. В нефтяной промышленности социалистическое соревнование организовано на всех уровнях производства. Такая система организации социалистического соревнования преследует цель выявления лучших коллективов и отдельных рабочих в отрасли, объединении, производственной единице и ее структурных подразделениях.
На отраслевом уровне управления производством организовано социалистическое соревнование коллективов производственных объединений, производственных единиц бригад ведущих профессий. В частности бригады капитального ремонта скважин участвуют во Всесоюзном социалистическом соревновании бригад капитального ремонта скважин. Для поощрения победителей Всесоюзного соревнования выделено две первых премии в сумме 1200 руб. каждая, пять вторых премий (800 руб. каждая), семь третьих премий (500 руб. каждая).
Во Всесоюзном социалистическом соревновании итоги подводятся один раз в год по результатам труда за год. Итоги подводит коллегия Министерства совместно с президиумом Центрального комитета профсоюза рабочих нефтяной, химической и газовой промышленности. Представляют материалы на соискание премий производственные объединения.
На уровне объединений и предприятий, а также производственных единиц также организовано социалистическое соревнование. Для него разработаны условия соревнования, определены меры поощрения и организована гласность.
Многие нефтяные районы организуют соревнование за звание «Лучший по профессии».
Широко развито в отрасли соревнование за звания «Ударник коммунистического труда», «Коллектив коммунистического труда», «Бригада коммунистического труда», «Цех коммунистического труда», «Предприятие коммунистического труда».
В последние годы девятой пятилетки широко развернулось социалистическое соревнование за право быть награжденными знаком «Ударник девятой пятилетки».
Для поощрения победителей социалистического соревнования, передовых работников в нефтяной промышленности учреждены от-
326
раслевые награды Почетная грамота Министерства и ЦК профсоюза рабочих нефтяной, химической и газовой промышленности, ^начок «Отличник нефтяной промышленности», занесение в Книгу почета Министерства и высшая награда отрасли присвоение звания «Почетный нефтяник».
Лучшие работники нефтяной промышленности представляются к правительственным наградам.
В отрасли разработана и действует система изучения, обобщения и распространения опыта передовиков и новаторов производства.
Опыт работы лучших коллективов изучается и публикуется в листовках, плакатах, брошюрах. О них рассказывают газеты, радио, телевидение.
Победителей социалистического соревнования Министерство приглашает на отраслевые семинары, организуемые на ВДНХ СССР, на встречи передовиков производства в Министерстве. На ВДНХ СССР в отраслевом павильоне организована Всесоюзная доска Почета нефтяников, на которую заносятся лучшие люди отрасли.
ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ И ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
XXIV съездом КПСС определена огромная по своим масштабам социальная программа по повышению благосостояния советского народа, охватывающая все стороны жизни советских людей. Эта программа свидетельствует о последовательной и непрерывной заботе Коммунистической партии о все более полном удовлетворении растущих материальных и культурных потребностей населения нашей страны.
В условиях развитого социалистического общества программа подъема благосостояния народа осуществляется настойчиво и целеустремленно с использованием всего многообразия средств и форм, с привлечением больших материальных ресурсов.
Основным источником доходов рабочих и служащих является денежная заработная плата. Различают денежную (номинальную) и реальную заработную плату.
Номинальная заработная плата — это сумма денег, полученная работником за определенный период.
Реальную заработную плату характеризует то количество товаров и услуг, которое может быть приобретено работником при данном размере денежной заработной платы и данном уровне цен на товары и услуги.
Социалистический принцип материальной заинтересованности осуществляется путем распределения предметов потребления по количеству и качеству затраченного труда.
Распределение по труду обеспечивает материальную заинтересованность работников в результатах производства, в росте производи-
327
тельности труда, повышения квалификации, совершенствовании техники и технологии производства.
Оно имеет важное значение в воспитании трудящихся, в создании социалистической дисциплины труда. Чем лучше человек трудится, тем больше он дает обществу и тем выше размер его вознаграждения.
Конкретное применение принципа материальной заинтересованности выражается в организации заработной платы на предприятиях, в объединениях и в отрасли в целом.
Заработная плата в социалистическом обществе представляет собой выраженную в денежной форме долю рабочего или служащего в той части общественного продукта, которая направляется на цели потребления и распределяется по труду.
Важнейшие положения в области оплаты труда утверждены в Основах законодательства Союза ССР и союзных республик, а также в совместных постановлениях ЦК КПСС, Совета Министров СССР и ВЦСПС. Ныне действующие в нефтяной промышленности тарифные ставки и должностные оклады введены в действие постановлением ЦК КПСС, Совета Министров СССР и ВЦСПС от 12 декабря 1972 года (№ 842).
Регулирование вопросов заработной платы возложено на Государственный комитет Совета Министров СССР по вопросам труда и заработной платы, который по согласованию с ВЦСПС издает постановления, дает разъяснения, разрабатывает итоговые положения и другие документы по организации заработной платы.
В производственных объединениях организация заработной платы осуществляется администрацией совместно и по согласованию с профсоюзной организацией на основании Положения о социалистическом государственном производственном предприятии и правах фабрично-заводского профсоюзного органа.
Вопросы оплаты труда и материального стимулирования обязательно вводятся в коллективные договора.
Заработная плата рабочих и служащих регулируется государством с помощью тарифной системы, форм оплаты труда рабочих, схем должностных окладов руководящих и инженерно-технических работников и служащих, а также премиальных систем, выплат из фонда заработной платы, из фонда материального поощрения и других источников.
Структура заработной платы. Заработная плата состоит из двух основных частей:
1) основная (относительно постоянная);
2) дополнительная (переменная).
Главную определяющую часть заработной платы составляет основная (относительно постоянная) часть. Это единая, гарантированная общенародным фондом потребления часть заработной платы и вместе с тем относительно постоянная часть, которая не меняется от результатов труда. Она учитывает устойчивые различия в квали-
328
фикации работников, сложности и ответственности их работы условиях труда и его интенсивности.
Основная часть заработной платы состоит из тарифных ставок рабочих и системы должностных окладов инженерно-технических работников и служащих. Тарифные ставки входят в состав тарифной системы.
Тарифная система является основой организации заработной платы. Она состоит из следующих взаимосвязанных элементов:
а) тарифно-квалификационных справочников работ и профессий рабочих и квалификационных справочников должностей служащих;
б) тарифных сеток рабочих и схем должностных окладов инженерно-технических работников и служащих;
в) тарифных ставок рабочих;
i) районных коэффициентов к заработной плате.
Все элементы тарифной системы устанавливаются центральными органами и хозяйственные органы не имеют права вносить в нее какие-либо изменения.
Но тарифная система постоянно совершенствуется с учетом роста механизации и автоматизации производства, возникновения новых отраслей народного хозяйства и других объективных причин, вызывающих необходимость внесения в нее изменений.
Тарифно-квалификационные справочники работ и профессий рабочих служат для определения числа тарифных разрядов по каждой профессии и специальности, а также для определения сложности (разряда) работ.
В настоящее время действует единый тарифно-квалификационный справочник, включающий в себя разделы, в которых сосредоточены профессии, характерные для одной или нескольких отраслей народного хозяйства, а также сквозные профессии, такие как токарь, слесарь, электромонтер, фрезеровщик и др.
Каждый 1 параграф тарифно-квалификационного справочника предусматривает:
производственную характеристику работ, выполняемых рабочими данной профессии и квалификации;
квалификационные требования, предъявляемые рабочему в отношении знаний и умения;
конкретные типовые примеры работ, характерные для данной профессии и квалификации (если производственная характеристика достаточно точно определяет выполняемую работу, то примеры работ не приводятся).
Исходя из квалификационных требований и умения выполнять работу данной профессии и квалификации рабочему присваивается тарифно-квалификационный разряд.
Присвоение разряда производится приказом руководителя, на основании решения тарифно-квалификационной комиссии, председателем которой назначается главный инженер, а его заместителем — представитель профсоюзной организации. Членами комиссии
329
являются начальник отдела организации труда и заработной платы, инженер по производственному обучению, инженер по технике безопасности и руководитель соответствующего производственного подразделения.
Непосредственный руководитель рабочего (мастер, бригадир, прораб, механик и т. д.) направляет в комиссию представление на рабочего, в котором дает характеристику его практической подготовленности и умения выполнять работу соответствующей сложности.
Присвоение рабочему квалификационного разряда заносится в его трудовую и расчетную книжку. Основанием является приказ руководителя.
Тарифно-квалификационные характеристики являются основой для разработки программ по подготовке и повышению квалификации рабочих.
Тарифные сетки представляют собой шкалу коэффициентов для определения соотношения в размерах тарифных ставок в зависимости от квалификации (сложности) труда. Тарифные сетки включают в себя тарифные разряды и тарифные коэффициенты, которые определяют темпы нарастания соотношений тарифных ставок соседних и крайних (низшего и высшего) разрядов.
В нефтяной промышленности действуют шестиразрядные тарифные сетки с соотношением крайних разрядов 1 : 1,8.
Темпы относительного (межразрядного) возрастания тарифных коэффициентов по мере возрастания разрядов увеличиваются. Это делается для создания большей заинтересованности в повышении квалификации.
Тарифные сетки не учитывают условий труда. Их задача обеспечить правильное соотношение в оплате труда различной квалификации.
Тарифные ставки определяют уровень оплаты труда рабочих разной квалификации за определенный промежуток рабочего времени.
Устанавливаются такие ставки: часовые, дневные, месячные (месячные оклады некоторых категорий рабочих). Это связано со спецификой отдельных отраслей народного хозяйства, применяемой в них системой учета и нормирования труда. В нефтяной промышленности в настоящее время действуют часовые тарифные ставки.
Тарифные ставки устанавливаются для сдельщиков и для повременщиков, причем ставки сдельщиков выше на 5—15% по сравнению со ставками для повременщиков. Это сделано для компенсации большей интенсивности труда рабочих-сдельщиков.
Тарифные ставки различаются в зависимости от условий труда рабочих. На подземных работах, в горячих цехах, на работах с тяжелыми и особо тяжелыми, вредными либо опасными для здоровья человека условиями труда тарифные ставки увеличиваются на 10—20%|[по сравнению с соответствующими тарифными ставками
330
для нормальных условий труда. Это компенсирует рабочим повышенные затраты физической и нервной энергии при работе в неблагоприятных условиях.
Государственным комитетов Совета Министров СССР по вопросам труда и заработной платы и ВЦСПС устанавливаются типовые перечни видов работ, производств и рабочих профессий, в которых применяются эти повышенные тарифные ставки. Такие перечни определяются! по отраслям народного хозяйства.
Наиболее высокие тарифные ставки установлены в добывающих отраслях народного хозяйства: в угольной, нефтяной, газовой промышленности, в металлургии и др. Это объясняется характером, условиями труда и стремлением привлечения кадров в эти ведущие отрасли народного хозяйства.
Для рабочшх бригад капитального ремонта скважин установлены самые высокие тарифные ставки, действующие в нефтяной промышленности. Они приравнены к тарифным ставкам рабочих буровых и вышкомонтажных бригад. Величина тарифных ставок кроме указанного выше, дифференцирована по целям бурения и площадям.
Для рабочих, занятых на разведочных площадях, установлены тарифные ставки более высокие, чем для рабочих, занятых на эксплуатационных площадях.
Районные коэффициенты устанавливаются государством для компенсации повышенных расходов трудящихся, работающих в суровых климатических условиях северных и восточных районов страны, где рабочие вынуждены приобретать дополнительную теплую одежду, обувь, топливо, а также потреблять больше продуктов питания. Эти коэффициенты устанавливаются также в пустынных, высокогорных, безводных районах страны.
Районные коэффициенты относятся к дополнительной (переменной) части заработной платы. Они не образуют новых тарифных ставок и должностных окладов, а размеры их дифференцируются в зависимости от тяжести условий в том или другом районе страны.
Районы с тяжелыми условиями труда и размеры районных коэффициентов определяются Советами Министров союзных республик, министерствами и ведомствами по согласованию с Госкомтруда.
Районные коэффициенты приняты для всей суммы заработка (до 300 руб. в месяц, а при большем заработке — только на его часть, составляющую 300 руб.) за исключением вознаграждения за выслугу лет и надбавок за работу в районах Крайнего Севера и приравненных к нему районах.
Применение районных коэффициентов для обеспечения более высокого уровня заработной платы в районах с тяжелыми условиями труда подчеркивает принцип равенства оплаты труда и показывает, какую часть дополнительного заработка получает рабочий в порядке компенсации за эти условия.
Должностные оклады для руководящих, инженерно-технических работников и служащих устанавливаются также централизованно в зависимости от характера производства. Схемы должностных окла-
331
дов представляют собой устанавливаемые уровни месячных должностных окладов по занимаемым должностям и видам специальности, а также по группам оплаты труда предприятий. Группы оплаты труда устанавливаются в зависимости от объема производства и размеров предприятия. Показатели для отнесения предприятий к группам по оплате труда руководящих, инженерно-технических работников и служащих устанавливаются Госкомтруда по согласованию с ВЦСПС.
Дополнительная (переменная) часть заработной платы состоит из следующих элементов:
выплаты из фонда заработной платы, куда входят премии рабочим; оплата за перевыполнение норм (применяются в основном в машиностроении); вознаграждение за выслугу лет (которую получают некоторые работники) и надбавки к тарифу или к заработной плате, куда в свою очередь входит оплата за совмещение профессий; за работу в районах, различных по экономическим и природно-климатическим условиям; за условия труда, куда входит оплата за подвижной и разъездной характер работы; за работу в полевых условиях;
выплаты из фонда материального поощрения, куда входят премии рабочим, инженерно-техническим рабочим и служащим; единовременные поощрения; вознаграждения по общим годовым итогам работы предприятия;
выплаты из других источников, куда входят специальные премии за создание и внедрение новой техники и изобретательство, премии за сбор и сдачу металлолома и различных отходов, другие виды специальных выплат.
Формы и системы заработной платы рабочих. Для наибольшей личной и коллективной (бригадной) материальной заинтересованности рабочих в результатах их труда и дальнейшего роста производительности труда важное значение имеет выбор рациональных форм и систем заработной платы рабочих.
В нефтяной промышленности, как и во всех других отраслях народного хозяйства, применяются две формы заработной платы:
а) сдельная, б) повременная.
Существует несколько разновидностей этих форм — систем оплаты труда.
1. Сдельная форма заработной платы подразделяется на следующие системы оплаты труда: а) прямая сдельная (индивидуальная или бригадная); б) косвенная сдельная; в) сдельно-прогрессивная; г) сдельно-премиальная.
Одной из разновидностей сдельной формы заработной платы является аккордная система оплаты труда.
2. Повременная форма заработной платы подразделяется на: а) простую повременную; б) повременно-премиальную.
При сдельной форме труд оплачивается по количеству произведенных единиц продукции (объему выполненных работ), его качеству с учетом сложности и условий труда.
332
При повременной форме труд оплачивается по фактически отработанному времени с учетом квалификации рабочего и условий труда.
Сдельная форма имеет ряд преимуществ перед повременной:
1. Заработок рабочих находится в прямой зависимости от количества и качества труда.
2. Обеспечивается лучший контроль за количеством и качеством продукции.
3. Создается заинтересованность в повышении производительности труда, что содействует улучшению организации труда и полному использованию рабочего времени.
4. Отражается социалистический принцип оплаты труда и удачно сочетается личная заинтересованность рабочего с общественными, общегосударственными интересами. Сдельная форма способствует развитию у рабочего нового коммунистического отношения к труду.
Эффективность применения сдельной и повременной форм заработной платы повышается путем организации премирования рабочих за количественные и качественные показатели работы. В этих случаях разрабатывается премиальная система, которая регулирует размеры премирования в зависимости от результатов труда.
Премиальные системы включают следующие основные элементы:
а) показатели премирования;
б) условия премирования;
в) исходный уровень показателей премирования;
г) круг премируемых (т. е. перечень премируемых профессий рабочих, на которых распространяется данное положение о премировании);
д) источники премирования.
В положении о премировании оговаривается также периодичность премирования, сроки выплаты премий, причины депремирова-ния и другие условия.
Труд рабочих бригад капитального ремонта скважин, как правило, оплачивается по сдельно-премиальной системе оплаты труда. Премирование производится за ускорение производства ремонтных работ на скважине. При этом нормативный срок на ремонт скважины определяется по единым нормам времени.
Расценка определяется за весь ремонт скважины.
Расценка — это оплата труда за единицу выработанной продукции. Она устанавливается делением тарифной ставки, соответствующей разряду работы, на норму выработки или множением тарифной ставки на норму времени. При бригадной форме организации труда вместо тарифной ставки берется сумма тарифных ставок нормативного состава одновременно работающих рабочих.
Р= с_ иди Р==с.н
•Ивыр
где Р — расценка в рублях и коп.; С — тарифная ставка, соответствующая разряду работы (сумма тарифных ставок нормативного
333
состава одновременно работающих рабочих); НРЫ? — норма выработки; Няр — норма времени.
Тарифная ставка определяется по тому периоду времени, на который рассчитана норма выработки (времени), часовые, дневные и тарифные ставки.
Норма выработки — это число деталей (или работа), которую должен выполнить рабочий (бригада, звено) в единицу времени. Нормы выработки устанавливаются за час, день, реже за более длительный период времени.
Норма времени — время, установленное для выполнения единицы продукции (или работы).
Норма выработки является величиной, обратной норме времени
В
вр
н,ыр '
Нормирование труда рабочих является важным элементом не только в системе оплаты труда, но также и в его организации.
Так как норма времени (выработки) является мерой трудовых затрат, то очень важно, чтобы за единицу одной и той же продукции (работы), производимую в одинаковых условиях, устанавливалось одинаковое время.
Поэтому нормы времени устанавливаются единые. Существуют единые нормы времени для всех отраслей промышленности, единые отраслевые нормы времени, единые (унифицированные) нормы времени, действующие в одном производственном объединении, и местные нормы времени, применяемые на одном только предприятии или производственной единице.
Нормы времени различаются по методу их установления (определения). Технически обоснованные нормы времени устанавливаются либо на базе технических расчетов по паспортным данным станка (оборудования), либо с помощью изучения затрат рабочего времени (хронометража, фотографии рабочего процесса).
Опытно-статистические нормы времени устанавливаются по опыту или на основе учетных данных о затратах времени на одну или на партию продукции. Они, как правило, не являются равно напряженными и не стимулируют рост производительности труда.
С помощью норм времени (выработки) нормируется, как правило труд рабочих-сдельщиков.
Трудовые затраты рабочих повременщиков регламентируются с помощью нормативов численности, норм обслуживания оборудования, установления нормативных заданий.
Нормирование труда является важной и ответственной работой. Нормы и нормативы изменяются, совершенствуются по мере развития техники, технологии, повышения квалификационного уровня рабочих, совершенствования организации труда. Администрация производственного объединения совместно с соответствующим
334
профсоюзным комитетом обязана следить за уровнем выполнения норм, организовывать своевременный пересмотр устаревших п замену их более прогрессивными, которые правильно отражают затраты труда и являются равнонапряженными по отношению к другим нормам времени (выработки).
В совершенствовании нормирования труда большая роль принадлежит общественности.
В объединении, производственной единице организуются общественные бюро по нормированию труда, в состав которых входят передовые рабочие, инженерно-технические работники. Рассматривая материалы по нормированию труда на том или ином участке производства, общественное бюро предлагает администрации мероприятия по улучшению состояния организации и нормирования труда.
Для обеспечения заинтересованности рабочих в росте производительности труда или сдельной форме заработной платы, рабочий заранее, до начала работы получает наряд на производство работ, в котором указывается норма времени и расценка. Бригада капитального ремонта скважин до начала работы на скважине получает наряд на ремонтные работы, в котором подробно описывается содержание работы, указывается общая нормативная продолжительность ремонта скважин и расценка на всю работу. По окончании работ наряд подписывается соответствующей администрацией и передается в бухгалтерию как основание для начисления заработной платы. Совместно с нарядом заполняется табель выхода на работу, по которому определяется фактическое время, затраченное на выполнение работ.
Выполнение норм времени определяется отношением нормативной продолжительности на данный вид ремонта (выполнение работ) к фактическому времени, затраченному на эти работы. При этом из фактического времени не исключаются простои и непроизводительные затраты времени.
П =.§?2.100,
Ч'кр
где П — выполнение норм времени в %; Нвр — норма времени на работу, Фвр — фактическое время на ту же работу, в тех же единицах, в которых указано и нормативное время.
Такое определение выполнения норм времени показывает не только уровень выполнения норм, сколько уровень организации труда и производства.
Для проверки истинного выполнения норм времени из фактического времени вычитают непроизводительные затраты времени. Это делается в момент изучения рабочего времени методом фотографии рабочего дня.
Для самостоятельного изучения затрат рабочего времени передовые рабочие проводят самофотографии рабочего дня. Для этого на специальном бланке рабочий записывает в течение рабочего дня
335
виды затрат, на которые использовано рабочее время. При анализе таких самофотографий получают хорошие данные для совершенствования организации труда с исследуемой разработкой плана мероприятий.
Администрация обязана периодически организовывать изучение баланса рабочего времени использования оборудования путем проведения хрономегражных наблюдений, фотографий рабочего процесса, фотографий рабочего дня. Методика изучения, анализа и обобщения фотохронометражных наблюдений разработана научно-исследовательским институтом труда и приведена в специальной литературе.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ВАЖНЕЙШИЕ ЕДИНИЦЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ (СИ)
Наименование величин В диница
Наименование Обозначение
русское международное
I. Основные единицы
Длина метр м m
Масса килограмм кг kg
Время секунда с s
Сила электрического тока ампер А А
Термодинамическая темпе- кельвин К К
ратура
Количество вещества моль моль mol
Сила света " кандела кд cd
II. Дополнительные единицы
Плоский угол радиан рад rad
Телесный угол стерадиан ср sr
III. Производные единицы
Напор метр м m
Площадь квадратный метр М2 I)l2
Объем, вместимость кубический метр М» т**
Скорость метр в секунду М/С m/s
Ускорение метр на секунду М/С2 m/s2
в квадрате
Грузоподъемность килограмм КГ kg
Частота колебаний герц Гц Hz
Частота вращения секунда в минус с-1 s-i
Частота ударов первой степени
Плотность килограмм на ку- кг/мз kg/тз
бический метр
Линейная плотность килограмм на метр кг/м kg/m
Удельный объем кубический метр М3/КГ тз/kg
на килограмм
Сила (сила тяжести, по- ньютон н N
движная сила), вес
Момент силы; крутящий ньютон-метр Н-м N-m
(вращающий) момент
Давление, механическое паскаль Па Pa
напряжение
Градиент давления паскаль на метр Па/м Pa/m
Поверхностное натяжение, ньютон на метр Н/м N/m
адгезионная прочность
Работа; энергия; коли- джоуль Дж J
чество теплоты; термо-
динамический потенциал
(энтальпия, внутренняя
энергия и др ), энергия
излучения
22 Заказ 1428
337
Продолжение прилож. 1
Наименование величин Единица
Наименование Обозначение
русское международное
Удельная работа; удельная джоуль на кило- Дж/кг J/kg
энергия; удельное коли- грамм
чество теплоты; удель-
ный термодинамический
потенциал (удельная
энтальпия, удельная
внутренняя энтальпия)
Мощность; тепловой поток ватт Вт W
Поверхностная плотность ватт на квадрат- Вт/м2 W/m2
теплового потока ный метр
Объемная плотность тепло- ватт на куби- Вт/мЗ W/m3
вого потока ческий метр
Динамическая вязкость паскаль-секунда Па -с Pa-s
Кинематическая вязкость квадратный метр М2/С m2/s
на секунду
Массовый расход; массовая килограмм КГ/С kg/s
подача насоса и ком- в секунду
прессора
Объемный расход (объ- кубический метр мз/с m3/s
емная) подача насоса и в секунду
компрессора
Проницаемость горных по- квадратный метр М2 m2
РОД
Удельная теплота сгорания джоуль на кило- Дж/кг J/kg
топлива грамм
Объемная теплота сгорания джоуль на куби- Дж/мз J/m3
топлива ческий метр
Удельная теплоемкость; джоуль на кило- Дж/(кг • К) J/(kg • K)
удельная энтропия; грамм-кельвин
удельная газовая по-
стоянная
Объемная теплоемкость джоуль на куби- Дж/(м»-К) J/(ms.K)
ческий метр-
кельвин
Универсальная газовая джоуль па моль- Дж/(моль- К) J/(mobK>
постоянная кельвин
Температурный градиент; кельвин на метр К/м K/m
геотермический градиент
Коэффициент теплоотдачи ватт на квадрат- Вт/(м2.К) W/(m2-K)
(теплообмена); коэффи- ный метр-кельвин
циент теплопередачи
Теплопроводность ватт на метр- Вт/ (м- К) W/(m-K)
кельвин
Температуропроводность квадратный метр м2/с m2/s
на секунду
Тепловое сопротивление квадратный метр- мЗК/Вт m2K/W
кельвин на ватт
Температурный коэффи- кельвин в минус К-1 K~i
циент линейного или первой степени
объемного расширения
338
Продолжение прилож. 1
Наименование величин Единица
Наименование Обозначение
русское международное
Количество электричества; кулон Кл С
электрический заряд
Электрическое напряже- ВОЛЬТ В V
ние, электрический по-
тенциал, электродвижу-
щая сила
Электрическая емкость фарада Ф F
Электрическое сопротивле- ом Ом И
ние
Удельное электрическое ом-метр Ом- м Q-m
сопротивление
Электрическая проводи- сименс См S
мость
Удельная электрическая сименс на метр См/м S/m
проводимость
Магнитный поток вебер Вб Wb
Магнитная индукция тесла Т Т
Магнитодвижущая сила ампер А А
Индуктивность; взаимная генри Г Н
индуктивность
Молярная концентрация моль на куби- моль/мз mol/m3
ческий метр
Молярная масса килограмм на моль кг/моль kg/mol
Молярный объем кубический метр М3/МОЛЬ m3/mol
на моль
22*
339
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
МНОЖИТЕЛИ И ПРИСТАВКИ СИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КРАТНЫХ ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ И ИХ НАИМЕНОВАНИЙ
Множитель Приставка
Наименование Обозначение
русское международное
1012 тера Т т
109 гига Г G
106 мега м (-1
103 кило к k
102 (гекто) г h
101 (дека) да da
10-1 (деци) Д d
10-2 (санти) с с
10-з (милли) м m
ю-в микро мк p,
Ю-9 нано н n
Ю-12 пико п P
Ю-" фемто ф
Ю-18 атто а a
Примечание. В скобках указаны приставки, не рекомендуемые к применению в наименованиях кратных и дольных единиц, не получившие широкого распространения /например, деканьютон, гектоватт).
Приставки СИ рекомендуется выбирать таким образом, чтобы числовые значения величин находились в пределах 0,1 . . . 1000.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3'
ЕДИНИЦЫ, ДОПУСКАЕМЫЕ К ПРИМЕНЕНИЮ НАРАВНЕ С ЕДИНИЦАМИ СИ
Величины Единица Значение в единицах СИ, в дольных и кратных от них
Наименование Обозначение
русское международное
Масса тонна Т t 103 кг
Объем, вмести- литр л 1 0,001 мЗ (точно)
мость
Время минута мин min 60 с
час ч h 3600 с
сутки сут d 86400 с
Массовый расход тонна в сутки т/сут t/d 11,574-10-6 кг/сут
Объемный расход; кубический метр мз/сут ms/d 11, 574 -10-е мз/сут
дебит в скважине в сутки
Температура по градус Цельсия °с SC Г С = 1 К (для раз-
Цельсию ности температур)
* = Т— 273,15, где
t— температура, °С;
Т — термодинами-
ческая темпера-
тура, К
Плоский угол гвя TTVC о о 1,745329- 10-2 рад
1 FaAj минута / / 2,908882 • 10~4 рад
» // 4,848 137 • 10-е рад
Плотность грамм на кубиче- г/смз g/стз i
1> ский сантиметр * 103 кг/мз
тонна на куби- т/мз t/ms J
ческий метр
Работа, энергия киловатт-час кВт -ч kW-h 3,6- Ю-6 Дж=3,6МДж
меговатт-час МВт- ч u.W-h 3,6-109 Дж =3,6 ГДш
Динамическая пуаз * п P 0,1 Па- с
вязкость сантипуаз * сП cP 10-з Па-с^-1 мПа-с
Кинематическая стоке * Ст St 10~4 м2/С~1 СМ2/С
вязкость сантистокс * сСт cSt 10~6 М2/С = 1 ММ2/С
Проницаемость дарси Д D Я» l,02-10-!2 M2 &
горных пород *»1,02 мкм
милли да реи мД mD я& 1,02 • 10"15 м2
Относительная ве- единица (число 1) — 1
личина (массовая процент % °/o 10-2
доля, объемная промилле %0 °/00 Ю-з
доля, молярная миллионная доля млн-1 ppm 10-1
доля, относи-
тельная плот-
ность, относи-
тельное удлине-
ние)
Логарифмическая бел Б В 1 B = lg (P2/P4)
величина P2=10Pi
lB = 2lgJ_F2/F1) при
децибел ДБ dB ОД Б
* Применение этих единиц допустимо только в научных трудах по физике.
341
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ЕДИНИЦЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ИЗЪЯТИЮ И ВРЕМЕННО ДОПУСКАЕМЫЕ К ПРИМЕНЕНИЮ
(дополнительно к единицам СИ)
Наименование величины
Единица
Наименование
Обозначение
русское
меж дунар одное
Значение в единицах СИ,
в дольных и кратных
от них
Масса Сила, вес
Момент силы, крутящий (вращающий) момент
Давление
Механическое напряжение
тонна тонна-сила
килограмм-сила
грамм-сила тонна-сила-метр килограмм-сила-метр грамм-сила-сантиметр
килограмм-сила на квадратный сантиметр
атмосфера (техническая)
килограмм-сила на квадратный метр
миллиметр водяного столба
тонна-сила на квадратный метр
миллиметр ртутного столба
килограмм-сила на квадратный_>1иллиметр
т тс кгс
ГС
тс м кгс м
ГС СМ КГС/СМ2
ат
КГС/М2
мм вод. ст.
ТС/М2
мм рт. ст.
К1С/ММ2
t
tf
kgf
gf
tf-m kgf- m gf-cm
kgf/cma I
at j
kgf/m2 I
mm H20 j tf/m2
mm Hg kgf/mm2
Юз кг
9,80665 кН ^ 10 кН 9,80665 H «* 10 H 9,80665 мН«=*10 мН 9,80665 кН-мя«10кН-м 9,80665 Нм я= 10 Н • м 9,806 65 мН • мг=» 10 мН • м
9,80665 • 104Пая»0,1 МПа
9,80665 Па «* 10 Па
9,80665 кПа «* 10 кПа
133,322 Па
9,80665 МПа я» 10 МПа
Продолжение прилож. 4
Наименование величины Единица Значение в единицах СИ, в дольных и кратных от них
Наименование Обозначение
русское международное
Градиент давления килограмм-сила на квадратный сантиметр кгс/(см2 • м) kgf (cm2 - m) 98,0665 кПа/м fa «*0,1 МПа/м
Работа, энергия тонна-сила-метр тс-м tf -m 9,80665 кДж f=a 10 кДж
килограмм-сила-метр кгс • м kgf- m 9,80665 Дж «# 10 Дж
Удельная работа, удельная энергия килограмм-сила-метр на килограмм кгс • м/кг kgf • m/kg 9,80665 Дж/кг «* я» 10 Дж/кг
Мощность килограмм-сила-метр в секунду кгс • м/с kgf • m/s 9,80665 Вт я» 10 Вт
лошадиная сила лс — 735,499 Вт «* 0,7355 кВт
Динамическая вязкость килограмм-сила-секунда на квадратный метр КГС • С/М2 kgf -s/m2 9,80665 Па • с «* 10 Па • с
Поверхностное натяжение; адгезионная прочность килограмм-сила на метр килограмм-сила на сантиметр кгс/м кгс/см kgf/m kgf/cm 9,80665 Н/м 980,665 Н/м *« 1 кН/м
Количество теплоты, энтальпия, внутренняя энергия калория килокалория мегакалория кал ккал Мкал cal kcal Meal 4,1868 Дж^4,2 Дж 4,1868 кДж 4,1868 МДж
гигакалория Гнал Goal 4,1868 ГДж
Удельное количество теплоты, удельная энтальпия, удельная теплота сгорания и т. п. калория на грамм килокалория на килограмм кал/г ккал/Ki cal/g } kcal/kg J 4,1868 кДж/кг ;=» ^4,2 кДж/кг
Продолжение прилож. 4
Наименование величины Единица Значение в единицах СИ, в дольных и кратных от них
Наименование Обозначение
русское международное
Объемная теплота сгорания мегакалория на кубический метр Мкал/мЗ Mcal/ms 4,1868 МДж/мЗ
Удельная теплоемкость калория на грамм-градус Цельсия кал/(г °С) cal/(g"C) 1 4,1868 кДж/(кг-К)
килокалория на килограмм-градус Цельсия ккал/(кгеС) kcal/kg °-C) }
Удельная газовая постоян- килограмм-сила-метр кгс/(кг РС) kgf.m/(kgsC) 9,80665 Дж/ (кг- К)
ная на килограмм-градус Цельсия
Объемная теплоемкость килокалория на кубичес--кий метр-градус Цельсия ккалДмЗ . °С) kca]/(m3-?C) 4,1868 кДж/(мЗ • К)
Поверхностная плотность килокалория в час ккал/(ч -м3) kcal/(h-m2) 1,163 ВТ/М2
теплового потока на квадратный метр
Объемная плотность теплового потока килокалория в час на кубический метр ккалДч • мЗ) kcal/(h-m3) 1,163 Вт/мз
Теплопроводность килокалория в час на метр-градус Цельсия ккал/(ч-м-°С) kcal/(h-m°C) 1,163 Вт/(м-К)
калория в секунду на сантиметр-градус Цельсия кал/(с • см • °С) cal/(s • cm • °C) 418,68 Вт/(м-К)
Коэффициент теплоотдачи (теплообмена); коэффициент теплопередачи килокалория в час на квадратный метр-градус Цельсия ккалДч • м2 . SG) kcal/(fe • m2 • °C) 1,163 Вт/(м2.К)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А м и р о в А. Д. Техника и технология освоения п эксплуатации глубоких скважин. М., «Недра», 1970, 222 с.
2. А м и р о в А. Д. Добыча нефти. Баку, Азернешр, 1963, 330 с.
3. Амиров А. Д., Овнатанов С. Т. Мастер по добыче нефти фонтанно-компрессорного участка. Баку, Азнефтеиздат, 1951, 218 с.
4. А м и р о в А. Д., Овнатанов С. Т., Саркисов И. Б. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. Баку, Азнефтеиздат, 1953, 312 с.
5. Арутюнов Б. И. Зарезка и бурение вторых стволов в эксплуатационных скважинах. Баку, Азнефтеиздат, 1956, 71 с.
6. Арутюнов Б. И. Изоляция посторонних вод в эксплуатационных, скважинах. Баку, Азнефтеиздат, 1957, 153 с.
7. В е л и б е к о в А. А., А м и р о-в А. Д., Козлов В. С. Подземный ремонт нефтяных скважин. М., Гостоптехиздат, 1953, 394 с.
8. И н о ч к и н П. Т., Прокшиц В. А. Справочник бурового мастера. М., «Недра», 1968, 476 с.
9. К а р а п е т о в К. А., Д у р-м ж ш ь я н А. Г. Борьба с песком в нефтяных скважинах. М., Гостоптехиздат, 1958, 165 с.
10. Карапетов К. А., Меликбеков А. С. Гидравлический разрыв пласта. М., Гостоптехиздат, 1959, 71 с.
11. Комплексная автоматизация и телемеханизация на бакинских нефтепромыслах. Баку, Азернешр, 1963, 101 с. Авт.: Абдуллаев и др.
12. К л и м е н ч е н к о М. Г., Микерин Б. П. Восстановление бездействующих скважин методом зарезки второго ствола. М., «Недра», 1965, 89 с.
13. М и р с а л а е в С. Б. Техника и технология зарезки второго ствола скважин. М., «Недра», 1967, 64 с.
14. М у р а в ь е в В. М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1973, 381 с.
15. Оборудование для одновременной раздельной эксплуатации нефтяных и нагнетательных скважин. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, серия ХМ-3, Москва, 1971, 69 с. Авт.: Джафаров Ш. Т. и др.
16. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождении. М., «Недра», 1970, 446 с. Авт.: Муравьев В. М. и др.
17. Харьков В.А. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1969, 176 с.
18. Справочник по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1973, 263 с. Авт.: Яшин А. С. и др.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие............................ 3
Глава I. Основные понятия по нефтегазопромысловой геологии ... 5
Понятие о нефтяной залежи и нефтяном месторождении........ 5
Основные структурные формы складок нефтегазовых месторождений ... 8
Нефть и ее свойства........................ 9
Нефтяные газы, их свойства..................... 10
Пластовые воды, их характеристика................. 12
Понятие о нефтесодержащих коллекторах............... 14
Коллекторские свойства нефтесодержащих пород........... 14
Понятие о геологическом разрезе.................. 18
Понятие о геологическом профиле.................. 19
Понятие о структурной карте.................... 21
Пластовые давления и температура. Понятия о геЪтермическом градиенте
и геотермической ступени..................... 22
Понятие о режимах нефтегазоносных пластов............. 24
Подготовка скважины к промыслово-геофизическим исследованиям ... 27
Геофизические методы исследования скважин............. 27
Газокаротаж ........................... 29
Ядерные исследования в скважинах (радиоактивные методы каротажа) . . 30
Температурные измерения в скважинах............... 32
Контроль технического состояния скважин при помощи геофизических
исследований.......................... 33
Контроль цементирования обсадной колонны............. 33
Определение места притока воды в скважину............. 34
Измерение диаметра скважины.................... 36
Чтение каротажных диаграмм.................... 37
Определение по каротажной диаграмме коллекторских свойств нефтегазоносных, водоносных и «сухих» (глинистых) интервалов..... 40
Методы перфорации скважин.................... 40
Контрольные вопросы к главе I................... 45
Глава II. Техника и технология добычи нефти и газа........ 47
Способы эксплуатации нефтяных и газовых скважин.......... 47
Подготовка скважин к эксплуатации................. 50
346
Стр.
Освоение скважин......................... 55
Оборудование фонтанно-компрессорных скважин........... 58
Оборудование глублннонасосных скважин.............. 69
Бесштанговые глубинные насосы.................. g4
Эксплуатация газовых скважин................... 89
Исследование скважин....................... 90
Исследование фонтанных скважин и установление оптимального режима
их эксплуатации........................ 93
Исследование компрессорных скважин................ 94
Исследование глубиннонасосных скважин.............. 96
Измерение нагрузок на штанги (динамометрия)........... 97
Раздельная эксплуатация нескольких пластов одной скважиной .... 98
Автоматизация и телемеханизация в добыче нефти и газа........ 102
Общие принципы и системы телемеханизации............. 102
Дистанционный контроль за работой глубиннонасосных скважин .... 104 Задачи автоматизации производственных процессов и сплошной комплексной механизации трудоемких работ.......,...... 105
Контрольные вопросы к главе II................... 106
Глава III. Оборудование и инструмент, передвижные агрегаты и буровые установки .......................... 108
Вышки и мачты.......................... 109
Эксплуатация вышек и мачт..................... 111
^Оборудование и инструмент, применяемые при спуско-подъемиых операциях ............................. 112
Эксплуатация лебедок и тракторных подъемников.......... 114
Талевая система.......................... 115
Оснастка талевой системы...................... 121
Рекомендации по эксплуатации и уходу за механизмами........ 122
^Инструмент, используемый при спуско-подъемных операциях..... 123
Оборудование для вращения инструмента............... 135
Промывочные агрегаты и насосы................... 143
Трубы обсадные и бурильные.................... 147
Оборудование, используемое при цементировании и повышении нефтеотдачи пластов ......................... 152
Смесительные агрегаты и машины.................. 153
Оборудование для гидравлического разрыва пласта.......... 157
Оборудование, применяемое для кислотной обработки скважин..... 161
Ловильный инструмент....................... 1°2
Пакеры.............................. 1^4
Передвижные агрегаты....................... 1°0
Буровые установки ........................ 185
Контрольные вопросы к главе III.................. 1°"
Глава IV. Технология подземного ремонта скважин........ 191
Общий характер работ....................... 191
Основные виды работ....................... 192
347
Стр.
Основные технологические процессы подземного ремонта скважин . . . 193
Подготовительные работы ..................... 193
Спуско-подъемные операции .................... 198
Заключительные работы ...................... 210
Ликвидация песчаных пробок.................... 210
Ликвидация песчаных пробок в скважинах, поглощающих жидкость . . . 216
Методы увеличения проницаемости призабойной зоны......... 225
Контрольные вопросы к главе VI . . . . ,............. 237
Глава V. Технология капитального ремонта скважин........ 239
Ремонтно-исправительные работы ................. 239
Исследование и обследование состояния скважин.......... 239
Ремонт и герметизация устья скважины................ 240
Обследование печатями....................... 240
Обследование колонны с трамбовкой фильтра............. 243
Исправление дефектов в колонне.................. 244
Замена поврежденной части колонны................. 244
Исправление верхнего конца оставшихся в скважине труб (обрезов) . . . 245 Перекрытие дефектов в эксплуатационной колонне путем спуска дополнительной колонны ........................ 246
Тампонажные цементы ...................... 249
Специальные сорта тампонажных цементов............. 250
Регулирование свойств цементного раствора ............. 252
Способы цементирования скважин.................. 253_^
Цементирование лод давлением................... 253
Цементирование без давления.................... 255
Цементирование скважин, сильно поглощающих жидкость....... 257
Цементирование скважин, слабо поглощающих жидкость........ 258
Цементирование сверхглубоких скважин............... 2J59
Цементирование фонтанных скважин................. 259
Цементирование с применением пакеров............... 260
Цементирование нефтецементным раствором............. 261
Цементирование с использованием синтетической смолы........ 263
Установка искусственных пробок.................. 264
Изоляционные работы ....................... 266
Причины поступления посторонних вод в скважины.......... 267
Разобщение пластов при эксплуатации одной скважиной нескольких горизонтов ............................. 270
Возвратные работы ........................ 271
Борьба с образованием песчаных пробок............... 274
Методы крепления призабойной зоны скважин............. 274
Крепление призабойной зоны цементным раствором.......... 274
Крепление призабойной зоны цементно-песочной смесью....... 275
Крепление химическими реагентами................. 277
Ловильные работы......................... 279
Зарезка и бурение второго ствола.................. 291
Область применения метода и его значение.............. 291
.348
Стр. Проектирование конструкции скважин, восстанавливаемых методом
зарезки и бурения второго ствола................. 294
Выбор места для вскрытия «окна».................. 296
Подготовка скважины к спуску отклонителя............ 297
Спуск и крепление отклонителя................... 298
Направленный спуск отклонителя.................. 300
Вскрытие «окна» в колонне..................... 300
Параметры режима бурения второго ствола.............. 303
Промывочные жидкости ...................... 304
Химическая обработка растворов................•. . 304
Геофизические исследования .................... 305
Разобщение пластов ........................ 306
Крепление скважин обсадными трубами............... 306
Спуск колонны .......................... 309
Цементирование колонны ..................... 310
Освоение скважины после зарезки и бурения второго ствола...... 311
Испытание эксплуатационной колонны на герметичность ....... 311
Работы по ликвидации скважин................... 313
Контрольные вопросы к главе V................... 316
Глава VI. Организация и экономика капитального ремонта скважин 318
Основы организации производства труда и управления в нефтяной промышленности .......................... 318
Основы организации заработной платы и технического нормирования
в нефтяной промышленности.................... 327
Приложения ........................... 336
Список литературы ........................ 343
Али Джабарович Амиров Сурен Товмасович Овнатанов Александр Степанович Яшин
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Редактор издательства Петрова Е. А.
Технический редактор Сычева Е. С.
Оформление художника Суматохина Е. П.
Корректор Агеева д. Г.
Сдано в набор 11/XII 1974 г.
Подписано в печать 3/IV 1975 г.
Т-06349. Формат 60 X 90Vie. Бумага MS 3.
Печ. л. 22,0. Уч.-изд. л. 24,26. Тираж 10 000 экз.
Заказ 1428/4823—6. Цена 79 коп.
Издательство «Недра»,
103633, Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19.
Ленинградская типография М« 6 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
[по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
196006, г. Ленинград, Московский пр., 91.
Уважаемый товарищ!
В издательстве „Недра"
готовятся к печати
новые книги
БЕЛОВ И. Г. Теория и практика периодического газлифта. 8 л.
42 коп.
В книге изложены теоретические основы и результаты оригинальных экспериментальных исследований существующих модификаций периодического газлифта. Приведены детальный научный анализ и качественно новая теория периодического пифтирования. Даны расчет параметров процесса и рецептура оптимизации работы периодической газлифтной установки. Обобщена отечественная и зарубежная практика применения различных модификаций периодического газлифта и определены технологические и экономические области их использования.
Книга предназначена для инженерно-технических работников нефтегазодобывающей промышленности, работников научно-исследовательских и проектных институтов и может быть использована студентами нефтяных вузов.
БУХГАЛТЕРСКИЙ учет в нефтяной и газовой промышленности
Учебник. 12 л. 64 коп. Авт.: Зимин А. Ф., Крючков Н. С., Крючкова М. К. и др.
В книге изложены основы бухгалтерского учета. Освещены принципы учета основных средств, материалов, труда и заработной платы, затрат на производство и калькулирование себестоимости продукции, учета готовой продукции и ее реализации, фондов и финансовых результатов.
В книге рассмотрены особенности учета затрат в бурении, связанных со строительством нефтяных и газовых скважин, а также учета капитальных вложений.
Для лучшего изучения предмета книга снабжена таблицами, схемами, бухгалтерскими проводками и примерами.
Книга предназначена в качестве учебника для учащихся техникумов но специальности «Планирование на предприятиях нефтяной и газовой промышленности» и может быть полезна практическим работникам.
КАРЯГИН И. Д. Экономические проблемы развития нефтяной промышленности Западной Сибири. 14 л. 1 р>б.
В книге показано развитие нефтяной промышленности Западной Сибири. Освещены наиболее актуальные экономические проблемы геологоразведочных работ, разработки нефтяных месторождений, строительного и транспортного обеспечения, развития бурения скважин и добычи нефти, а также содтналъно-экономические и производственные вопросы, связанные с освоением нефтяных месторождений Крайнего Севера.
Книга рассчитана на широкий круг инженерно-технических работников нефтяной и газовой промышленности, научно-исследовательских и проектных организаций, занимающихся проектными и технико-экономическими разработками по освоению природных тошшвно энергетических ресурсов Западной Сибири.
ПЕРМЯКОВ И. Г. Экспресс метод расчета технологических показателей разработки нефтяных месторождений 9 л. 48 коп.
В книге описан экспресс-метод, позволяющий в десятки раз быстрее, чем при помощи обычно применяемых, методов, устанавливать изменение добычи нефти и воды, а также изменение фонда скважин на весь период разработки залежи. Кроме того, при помощи этого метода можно определить соотношения фазовых проницае-мостей на любой стадии разработки залежи, в том числе при уточнении извлекаемых запасов методом материального баланса. На практических примерах показано, что данный метод является в настоящее время весьма эффективным при расчетах добычи нефти и воды на новых и вновь вводимых в разработку месторождениях.
Приводимые способы обработки промыслового материала доступны широкому кругу научных и промысловых работников, имеющих обычную для инженеров математическую подготовку.
Книга предназначена для инженерно-технического состава, занимающегося проектированием и разработкой нефтяных месторождений.
Интересующие Вас книги Вы можете приобрести в местных книжных магазинах, распространяющих научно техническую литературу или заказать через отдел «книга — почтой» магазинов:
№ 17 — 199178. — Ленинград, В. О., Средний проспект, 61 Л"» 59—127412 Москва, И-412, Коровинское шоссе, 20
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА»
На главную страницу