Устройство физической ликвидации скважин

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности ликвидации скважин. Технический результат достигается за счет того, что устройство физической ликвидации скважин содержит колтюбинговую установку с гибкой трубой, и блок управления ликвидацией скважины, причем блок управления выполнен с возможностью управления колтюбинговой установкой для ликвидации скважины в два этапа. 4 з.п. ф-лы.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к устройству ликвидации газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин.

Уровень техники

Известно устройство для ликвидации скважин, расположенной на дне неглубокого водоема (патент на полезную модель RU 91739, МПК E21B 36/00, опубл. 27.02.2010), включающее кондуктор, эксплуатационную колонну, колонную и трубную головки, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено центральной задвижкой и саркофагом, при этом кондуктор, выступающий над дном неглубокого водоема, колонная и трубная головка, центральная задвижка размещены во внутренней полости саркофаг а, которая заполнена переслаивающими слоями гравия, песка и цементного раствора, на верхнем фланце саркофага установлен репер с указанием данных по ликвидированной скважине.

Однако, вышеупомянутое устройство после осуществления ликвидации скважины должно оставаться на скважине, т.е. оно не предполагает использования упомянутого устройства для других скважин после осуществления ликвидации скважины.

Кроме того известны различные технологии ликвидации скважины (патенты RU 2222687, 2225500, 2235852 и т.д.).

Однако, известные решения обладают недостаточной эффективностью, не позволяют обеспечить необходимую надежность ликвидации скважин.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка устройства физической ликвидации скважины, обеспечивающего эффективную и надежную ликвидацию скважин.

Указанная техническая задача решается за счет применения устройства физической ликвидации скважин содержащего:

колтюбинговую установку с гибкой трубой, и

блок управления ликвидацией скважины,

причем блок управления выполнен с возможностью управления колтюбинговой установкой для ликвидации скважины в два этапа,

причем блок управления на первом этапе ликвидации скважины предписывает колтюбинговой установке спускать гибкую трубу в скважину до забоя, закачивать цементный раствор и продавливать его по межтрубью до верхних перфорационных отверстий пласта и в пласт, а затем поднимать гибкую трубу выше уровня цемента и выдерживать период ожидания затвердевания цемента,

а на втором этапе ликвидации скважины блок управления предписывает колтюбинговой установке осуществлять доподъем цемента от кровли предыдущего цементного моста до устья скважины через гибкую трубу, осуществлять доустановку цементного моста и выдерживать период ожидания затвердевания цемента.

Колтюбинг основан на использовании гибких непрерывных труб, которые заменяют традиционные сборные трубы при работах внутри скважин. Такие трубы благодаря своей гибкости способны предоставить доступ даже в боковые и горизонтальные стволы, кроме того не требуется производить операции по сборке/разборке колонны труб.

Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении эффективности и надежности ликвидации скважин, и обеспечивается за счет ликвидации скважины в два этапа.

Осуществление изобретения

Стоит отметить, что ликвидацию скважины осуществляют но следующему алгоритму:

- подготовительная стадия (подготовка скважины к ликвидации, подъем подземного оборудования, глушение, промывка; определение технического состояния скважины опрессовкой пакером или геофизическими методами, если эти работы не были проведены ранее);

- работы по ликвидации.

Подготовительная стадия перед проведением ликвидации скважин включает следующие виды исследований:

- опрессовку эксплуатационной колонны пакером, спускаемым на кабеле (канате) или колонне НКТ после подъема скважинного оборудования;

- исследование скважины геофизическими методами с закачкой жидкости с целью уточнения интервалов негерметичности, выявления возможных заколонных перетоков и зон поглощений закачиваемой жидкости. При незначительной приемистости нарушения (ниже порога чувствительности геофизических приборов), не позволяющей определить его интервал (преимущественно в добывающих скважинах), могут быть проведены исследования геофизическими методами со снижением уровня жидкости в скважине азотным компрессором;

- определение наличия цементного кольца за эксплуатационной колонной геофизическим методом с помощью скважинного прибора -акустического цементомера АКЦ. Данное исследование, как правило, производят при определении технического состояния скважины;

- определение местоположения забоя для скважин, ликвидируемых по техническим причинам (аварийных скважин).

Определение технического состояния скважин производится с целью:

1) определения их пригодности к дальнейшей эксплуатации;

2) определения интервалов негерметичности эксплуатационных колонн и цементного кольца за ними. При определении герметичности эксплуатационной колонны скважины (отсутствие термоаномалий) выдерживают температурный режим в скважине 24 часа для полного восстановления температурного поля с целью сокращения продолжительности ремонта скважины и затрат на ремонт. Производят замер температуры по стволу оставленной скважины с помощью датчика температуры. Наличие аномалий, не связанных с изменением температуры, обусловленных естественным термоградиентом, указывает на негерметичность колонны или заколонные перетоки.

3) определения положения муфт обсадной колонны, местоположения забоя;

4) оценки качества промежуточных операций и ремонта в целом.

Если по результатам геофизических и гидродинамических исследований скважины определено, что ее техническое состояние не соответствует требованиям охраны недр и окружающей среды, эксплуатация скважины прекращается, и проводятся необходимые ремонтно-изоляционные работы или ликвидация скважины.

Также на этапе предварительной подготовки:

- производят дополнительные ремонтные работы с помощью бригады по капитальному ремонту скважин (КРС);

- перед проведением геофизических исследований выдерживают восстановление температурного режима в скважине (ВТР или ОВТ - ожидание выравнивания температуры в скважине) 24 часа (без бригады) для выравнивания температуры по всему стволу скважины.

Целью ликвидации скважины является исключение выхода пластовых жидкостей и газов на поверхность.

В процессе ликвидационных работ эксплуатационные объекты должны быть отключены установкой цементных мостов, нарушения в эксплуатационной колонне и кондукторе загерметизированы, заколонные перетоки - ликвидированы.

При проведении изоляционных работ основным тампонирующим материалом является тампонажный цемент.

При наличии зон поглощений с удельной приемистостью более 2 м³/(ч·МПа) снижают приемистость закачкой наполнителей, а также используют цементные растворы с наполнителями. В качестве наполнителя используют резиновую крошку, кож-горох, ореховую скорлупу, кордное волокно, древесные опилки (мука), кварцевый песок и другие закупоривающие материалы. Наполнители не должны содержать крупных частиц, которые могли бы закупорить отверстия нарушения (перфорационные отверстия), и их содержание в растворах допускается до 10%. В качестве жидкости-носителя применяют воду, глинистый раствор, водобентонитовую суспензию, приготовленную непосредственно перед закачиванием в скважину. При удельной приемистости более 3,0 м³/(ч·МПа) возможно сочетание наполнителей, а также закачка облегченных глиноцементных или гельцементных растворов. Для сокращения сроков схватывания применяют ускорители сроков схватывания CaCl ₂, NaCl в объеме от 1,5 до 2% от массы сухого цемента.

Основные тампонажные работы при ликвидации скважин включают:

- изоляцию эксплуатационных объектов;

- наращивание цементного кольца за эксплуатационной колонной и кондуктором с целью исключения перетоков пресных и минерализованных вод в заколонном пространстве.

Дополнительные тампонажные работы при ликвидации скважин проводят:

- при наличии нарушений в эксплуатационной колонне и кондукторе;

- при наличии заколонных перетоков и зон поглощений в незакрепленном интервале разреза скважины.

Физическую ликвидацию скважин с помощью устройства физической ликвидации скважин осуществляют следующим образом.

На первом этапе.

Спускают гибкую трубу (ГТ) колтюбинговой установки.

Спуск начинают с устья скважины и до забоя, спуск производят с постоянной промывкой.

Глубину спуска ГТ определяют по двум механическим счетчикам.

После опускания ГТ до забоя производят подъем цемента в эксплуатационной колонне. Возможно поднять цементный раствор в колонне до 1000 м.

При этом полный объем цементного раствора равен объему скважины. При необходимости (по требованию заказчика) возможна закачка глинистого или одновременно глинистого и цементного раствора.

До подъема цемента на этапе геофизических исследований выявляют наличие нарушений колонны.

При наличии нарушения колонны отключают поглощающий пласт цементной заливкой выше интервала нарушения (интервал негерметичности эксплуатационной колонны).

Интервал негерметичности эксплуатационной колонны определяют различными способами: путем гидравлической опрессовки с использованием пакера (спускаемого на канате) или геофизическими методами (термометрия).

Т.е. производят отключение пласта закачкой цементного раствора в ГТ. Цементный раствор берут с плотностью удельного веса 1,82-1,85 г/см³.

Цементный раствор доводят до забоя скважины через гибкую трубу (ГТ), поднимают по межтрубью (пространство между ГТ и эксплуатационной колонной скважины) до верхних перфорационных отверстий поглощающего пласта и под давлением продавливают в пласт.

Продавку производят технологической жидкостью (водой).

Гибкую трубу приподнимают выше уровня цемента.

Выдерживают интервал ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) 24 часа.

При интервале времени 24 часа цемент полностью схватывается, образуя качественный цементный камень.

Па втором этапе.

Производят второй этап установки цементного моста до устья скважины.

После проведения цементажа по первому этапу «голова» (кровля) цементного моста образует «новый» забой скважины.

Производят закачку цементного раствора через гибкую трубу.

После выхода цементного раствора на устье скважины гибкую трубу извлекают.

Выдерживают интервал ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) 24 часа.

Затем устройство ликвидации скважины демонтируют.

Подъем цемента осуществляют в два этапа, т.к. при полном подъеме цемента за 1 цикл до устья скважины возможен риск прихвата гибкой трубы в цементе и получение осложнения. С целью исключения осложнения после заполнения ствола скважины наполовину цементным раствором, приподнимается гибкая труба до «головы» цементного раствора (верхний уровень (кровля) цементного раствора, установленный в стволе скважины) и выполняется второй цикл (доподъем цемента до устья скважины).

При физической ликвидации скважин обязательным условием служит наличие цемента за эксплуатационной колонной, кондуктором. Для этого проводят контроль качества цементирования. Для этой цели в устройстве физической ликвидации скважины может быть предусмотрен блок контроля качества цементирования, выполненный с возможностью осуществлять контроль качества цементного моста после первого и/или второго этапа ликвидации скважины.

При отсутствии цемента за колонной или кондуктором бригадами по КРС производят доподъем цемента.

В процессе проведения цементажа в отдельную посуду наливают приготовленный цементный раствор и по данной пробе оценивают на сколько затвердел цемент.

Акустический контроль цементирования проводят обычно после извлечения глубинно-насосного оборудования (ГНО) и после подъема цемента за эксплуатационной колонной для уточнения качества подъема цемента за колонной в процессе ремонта скважины.

Над устьем скважины устанавливают бетонную тумбу размером 1×1×1 м, или железобетонное (стальное) кольцо диаметром не менее 0,8 м и высотой не менее 1 м, залитое цементным раствором.

На тумбу устанавливают репер, на котором электросваркой делают надпись с указанием номера скважины, месторождения, предприятия-пользователя недр и даты ликвидации. Высота репера над бетонной тумбой должна быть не менее 0,5 м.

При обнаружении нефтегазоводопроявления на устье ликвидированной скважины необходима ее переликвидация.

Металлическую плиту сверху покрывают материалом, предотвращающим ее коррозию (полиэтиленовой пленкой), устье скважины засыпают землей и производят рекультивацию.

Для облегчения транспортировки устройства физической ликвидации скважин, оно может быть установлено на мобильной платформе.

1. Устройство для физической ликвидации скважины в два этапа, содержащее:

колтюбинговую установку с гибкой трубой и

блок управления ликвидацией скважины,

причем блок управления выполнен с возможностью управления колтюбинговой установкой для ликвидации скважины в два этапа,

причем блок управления выполнен с возможностью на первом этапе ликвидации скважины предписывать колтюбинговой установке спускать гибкую трубу в скважину до забоя, закачивать цементный раствор и продавливать его по межтрубью до верхних перфорационных отверстий поглощающего пласта и в пласт, а затем поднимать гибкую трубу выше уровня цемента и выдерживать период ожидания затвердевания цемента,

и при этом блок управления выполнен с возможностью на втором этапе ликвидации скважины предписывать колтюбинговой установке осуществлять доподъем цемента от кровли предыдущего цементного моста до устья скважины через гибкую трубу, осуществлять доустановку цементного моста, извлекать гибкую трубу и выдерживать период ожидания затвердевания цемента.

2. Устройство для физической ликвидации скважины по п. 1, причем период ожидания затвердевания цемента составляет не менее 24 часов.

3. Устройство для физической ликвидации скважины по п. 1, причем блок управления выполнен с возможностью при наличии нарушения в эксплуатационной колонне выше поглощающего пласта на первом этапе ликвидации предписывать колтюбинговой установке продавливать цементный раствор выше интервала нарушения.

4. Устройство для физической ликвидации скважины по п. 1, дополнительно содержащее блок контроля качества цементирования, выполненный с возможностью осуществлять контроль качества цементного моста после первого и/или второго этапа ликвидации скважины.

5. Устройство для физической ликвидации скважины по п. 1, причем устройство установлено на мобильной платформе.