Колтюбинговое бурение на депрессии

Лекция Технические средства колтюбингового бурения на депрессии контроля параметров Бурение осуществляется с применением закрытой циркуляционной системы, а в качестве промывочных жидкостей используются облегченные промывочные жидкости, в том числе раствор на нефтяной основе, разбавленный азотом. Для поддержания требуемого давления ПЖ в призабойной зоне и регулирования его значения на устье скважины создается избыточное давление, которое поддерживается управляемой системой дросселирования. Таким образом, забойное давление регулируется двумя способами: увеличением или уменьшением избыточного давления на устье или обеспечением необходимой плотности ПЖ, которая достигается ее аэрацией инертным газом (азотом). Процессом бурения управляют два специалиста: оператор колтюбинговой установки и оператор по режиму бурения и промывочной жидкости. Оператор колтюбинговой установки размещается в кабине управления, в которой на экране компьютеров отображается информация со всех контрольно-измерительных приборов. Кабина размещена за барабаном с гибкой трубой на одной линии с устьем скважины. Оператор по режиму бурения отвечает за работу циркуляционной системы, контролирует параметры циркулирующей ПЖ и обеспечивает заданный уровень депрессии. Оператор по режиму бурения размещается в отдельной кабине, где на информационном табло компьютера отображается информация со всех наземных датчиков. Информация с забойной телеизмерительной системы и наземных датчиков позволяет определить положение долота относительно продуктивного интервала, а управляемый с устья отклонитель позволяет оперативно вносить коррективы в траекторию ствола скважины. Совершенно очевидно, что преимущества данной технологии могут быть полностью реализованы только при строгом соблюдении в заданных интервалах технологии бурения и точном поддержании режимов бурения и параметров циркулирующей ПЖ. Поэтому крайне важны оперативный контроль параметров в режиме реального времени и непрерывный анализ регистрируемой информации. Традиционные технические и программнометодические средства ГТИ для решения этих задач малопригодны, так как выносное оборудование (датчики, дегазатор, табло бурильщика и т.д.) невозможно установить на установке колтюбинга и на узлах закрытой циркуляционной системы. Многие алгоритмы и методы (например, измерение веса колонны, нагрузки на долото, глубины скважины и др.) не пригодны для данной технологии бурения, поэтому для контроля наземных параметров колтюбингового бурения разработан специализированный аппаратурно-программный комплекс. Аппаратурно-программный комплекс включает: • комплект датчиков; • устройство сбора информации и сопряжения с датчиками (УСО); • модуль управления исполнительными механизмами бурового оборудования и циркуляционной системы; • комплект соединительных кабелей; • рабочее место оператора колтюбинговой установки; • рабочее место оператора по режиму бурения. На рисунке 2.8 схематично изображены технологическое оборудование, входящее в состав закрытой циркуляционной системы, и места установки датчиков. В целом циркуляционная система состоит из ряда емкостей и механизмов, соединенных между собой соответствующими трубопроводами. Циркуляционная система начинается от отводной линии превентора, на которой установлен блок дросселирования. С блока дросселирования промывочная жидкость поступает в шламоотделитель, где она отделяется от твердой фракции. Часть ПЖ направляется в блок пробоотборника, который улавливает шлам из скважины для геологического анализа. После очистки от твердой фазы промывочная жидкость попадает в сепаратор, в котором происходит разделение газа и жидкости. Газ через регулятор давления поступает на факельную линию или в атмосферу, а жидкость сливается в приемную емкость. В приемной емкости происходит отстаивание жидкости. Если в ней есть вода, она накапливается в кармане нижней части емкости и по сигналу датчика электропроводности, расположенного в приемной емкости, отводится в компенсационную емкость. Давление в системе шламоотделитель сепаратор - приемная емкость составляет от 0,1 до 0,4 МПа, что обеспечивает последующую подачу промывочной жидкости на вход бурового насоса, после чего происходит аэрация и закачивание раствора в скважину. Аэрация раствора осуществляется двумя компрессорами СДА – 5/101м с расходом по газу, в нашем случае, Q=8 м3/мин (в нормальных условиях). Плотность газожидкостной смеси равняется 630 кг/м3. При данной плотности раствора гидростатическое давление на 2 МПа меньше пластового, при ластовом 20 МПа. Рисунок 2.8 – Закрытая наземная циркуляционная система На входе в скважину в линии высокого давления циркуляционной системы установлены следующие датчики ПЖ: давления, расхода, плотности и температуры. Датчики установлены в специальном блоке манифольда, который монтируется в линию высокого давления с помощью быстросъемных соединителей БРС- 60. Для контроля расхода азота в нагнетательной линии азотной установки монтируется газовый расходомер. На выходе из скважины в линии низкого давления после блока дросселирования установлены датчики ПЖ: давления, расхода, плотности, температуры и электропроводности. Датчики также смонтированы на специальном блоке, который устанавливается в циркуляционную систему через быстросъемные соединители БРС-73. На сепараторе устанавливается датчик давления, а на факельной линии, соединяющей сепаратор с факельной установкой, вмонтирован датчик суммарного газосодержания. С этой же линии, при необходимости, газ снимается для покомпонентного анализа его состава. На приемной емкости установлены контактный датчик раздела сред воды и нефти, датчик уровня и датчик давления. На компенсационной емкости установлен датчик уровня. Сигналы сдатчиков через распределительные коробки, установленные в местах компактного размещения датчиков, поступают на устройство сбора информации и сопряжения сдатчиками (УСО), находящееся в кабине оператора колтюбинговой установки, и далее через СОМ порт в компьютер оператора. Программное обеспечение позволяет регистрировать и визуализировать на экране компьютера всю информацию в удобном для восприятия виде. Оно имеет многооконную структуру, позволяющую одновременно контролировать информацию с забойной телеметрической системы и сдатчиков, смонтированных на колтюбинговой установке. Компьютер оператора колтюбинговой установки соединен в единую сеть с компьютером оператора по режиму бурения; регистрируемая информация дублируется на двух компьютерах одновременно. Программное обеспечение позволяет контролировать и поддерживать заданный уровень ПЖ в приемных и компенсационных емкостях. При увеличении или уменьшении уровня ПЖ в приемной емкости по сравнению с заданным компьютер выдает управляющий сигнал на модуль управления исполнительными механизмами, который включает перекачивающие насосы на закачку или на откачку. В остальных случаях после первичного вскрытия продуктивных пластов этим способом необходимы дополнительные меры по защите дренированных нефтегазовых пластов от загрязнения на этапах перехода на промывочную жидкость нормальной плотности, борьбы с осложнениями, цементирования обсадной колонны. Технология первичного вскрытия пласта на депрессии в первую очередь позволяет: 1 значительно повысить качество вскрытия и сохранить естественные коллекторские свойства пласта, т.к. в качестве промывочной жидкости используется нефть, аэрированная азотом. Имеется возможность изменения степени аэрации, что позволяет регулировать плотность промывочной жидкости и выбрать оптимальные режимы создания необходимой депрессии при вскрытии продуктивного пласта. 2 исключить воздействие на пласт бурового и цементного растворов, используемых при обычной технологии, а также воздействие избыточных давлений при бурении и креплении скважин. 3 сократить проблемы, связанные со вскрытием продуктивных пластов с низким пластовым давлением. 4 при незначительном увеличении стоимости буровых работ повысить дебит скважин в 3-4 раза.