Особенности бурения скважин на обсадной колонне и хвостовике
Обсадная колонна – это соединенные между собой и опущенные в ствол скважины обсадные трубы, применяемые для изоляции слагающих ствол горных пород.
Существует несколько типов обсадных колонн:
- Колонна направления. Такие колонны могут быть диаметром от 250 до 1250 миллиметров, а их длина составляет от 5 до 20 метров.
- Колонна-кондуктор. Такие колонны могут быть диаметров от 177 до 508 миллиметров, а длина составляет от 100 до 500 метров.
- Промежуточная колонна. Такие колонны могут быть диаметром от 127 до 340 миллиметров, а длина может достигать 4000 метров.
- Хвостовик.
- Колонна-летучка.
- Эксплуатационная колонна. Такие колонны могут быть диаметром от 140 до 220 миллиметров, а длина может составлять от 2000 до 7000 метров.
Хвостовик – это обсадная колонна потайного типа, которая устанавливается в специальной системе подвески в предыдущей обсадной колонне.
Пример технологической схемы колонны-хвостовика изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Пример технологической схемы колонны-хвостовика . Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1,9 – верхняя и нижняя часть секционной разъединительной пробки; 2 – переводник; 3 – ниппель с резьбой; 4 – уплотнительная манжета; 5 – раструб; 6 – муфта с резьбой; 7 – несущая резьба; 8 – пакер; 10 – обсадные трубы хвостовика.
Бурение на обсадной колонне подразумевает использование обсадной колонны в качестве бурильной, чтобы обсадные колонны спускались на забой в процессе бурения, а не устанавливались в рамках отдельного технологического процесса. Данный вид бурения был впервые использован в 1920 годах, на месторождениях Польши и Франции. С 1950-х годов этот вид бурения уже применялся во многих странах, в том числе на месторождениях на территории Советского Союза, в частности в городе Саратов. Тогда такое бурение в основном использовалось для бурения не всего ствола скважин, а только определенных участков. Современное бурение на обсадной колонне и хвостовике предусматривает бурение под кондуктор или техническую колонну. Бурение на обсадной колонне может выполняться с помощью систем двух типов.
При использовании первой системы бурения расширитель ствола скважины, забойный двигатель и компоновка долота устанавливаются на нижнем соединении обсадных труб с помощью съемного пакера. По мере бурения обсадная колонна опускается в скважину либо в режиме вращения, либо в режиме скольжения. При достижении нужной глубины захваченная компоновка низа бурильной колонны извлекается на поверхность возвратными механизмами. После чего в скважину опускается система клапанов, которые помещаются в башмак обсадной колонны до начала процесса цементирования.
При использовании второй системы бурения на обсадной колонне и хвостовике компоновка включает в себя специальное буровое долото, которое крепится к нижней части звена обсадных труб, как правило, между этим самым звеном и муфтой обсадных клапанов. В этом случае крутящий момент в процессе бурения передается от верхнего силового привода к обсадной колонне. Особенностью такой системы является отсутствие необходимости извлечения бурового долота через обсадные колонны.
При бурении на обсадной колонне хвостовик решает такие задачи, как снижение расходов на сооружение скважины, сокращение числа этапов сооружения скважины, повышение качества цементирования, перекрытие зон поглощения в случае разгерметизации колонн.
Преимущества бурения скважин на обсадной колонне и хвостовике
Преимущества бурения скважин на обсадной колонне и хвостовике связаны с отсутствием необходимости проведения процесса спуска и подъема бурильных колонн, а также со спуском обсадных колонн. Преимущества следующие:
- Снижение временных затрат. При таком способе бурения исключается время, которое тратится на спускоподъемные операции с бурильными колоннами и на спуск обсадных труб и их промывку. Также сокращается время, которое затрачивается на расширение ствола скважины, разбуривания по направлению. В среднем экономия времени бурения составляет около от 18 до 50 %.
- Сокращение степени ухудшения качества ствола скважины. Достигается это также за счет отсутствия необходимости в проведении спускоподъемных операций, так как обсадная колонна всегда находится в забое скважины.
- Отсутствие осложнений процесса бурения, которые связаны с пульсацией или эффектом свабирования (поглощения бурового раствора), образование желобов в стенках скважины.
- Снижение амортизационных затрат, которое достигается за счет отсутствия компонентов стандартной компоновки низа бурильных труб.
- Улучшение гидравлических параметров. При бурении на обсадной колонне и хвостовике значительно уменьшена площадь сечения кольцевого канала между наружным диаметром обсадной трубы и внутренним диаметром скважины. Это преимущество способствует увеличению скорости в затрубном пространстве почти в 2 раза.
