2. Ремонтно-изоляционные работы с помощью тампонирующих составов

В качестве материала для производства изоляционных работ применяют цементный состав, иногда смолы. Для ликвидации негерметичности к тампонирующим материалам должны быть повышенные требования. Тампонажные растворы должны обладать минимальной фильтрацией, а цементный камень иметь низкую проницаемость. При нагнетании тампонирующего состава не следует допускать высокую производительность, даже при хорошей приемистости . Нужно, чтобы на стенах каналов отлагалась плотная корка из твердой фазы. Поэтому рекомендуется закачать примерно 0,5 м³ продавки и дать минут 10-15 постоять, а потом опять надавить. Давление от раза к разу будет повышаться, т.к. происходит сужение каналов за счет наращивания твердой фазы. Чтобы резко не снижать давления после изоляционных операций, надо оставить скважину под давлением, конечно, избежав при этом прихвата НКТ.

Способов изоляции негерметичности колонн и резьбовых соединений с помощью тампонирующих смесей несколько. Это:

0. через специально спущенные заливочные трубы без давления;

1. под давлением через специально спущенные заливочные трубы через специальные или существующие дыры в колонне с последующим выносом излишков или оставлением цемента в колонне с дальнейшим разбуриванием его;

2. комбинированным способом (прокачка цементного раствора без давления с последующей продавкой в пласт под давлением);

3. под давлением без труб.

Во избежание осложнений при производстве этих работ необходимо весь процесс цементирования проводить с таким расчетом, чтобы закончить его до начала схватывания цементного раствора. Каждая скважина должна быть подготовлена к проведению цементировочных работ: должна быть установлена глубина искусственного забоя, наличие и величина песчаной пробки, приемистость места нарушения. Если предстоит заливка под давлением через существующий фильтр, скважина должна быть промыта до забоя. После промывки скважины колонна и фильтр должны быть обследованы свинцовыми печатями. Перед началом цементирования определяется приемистость скважины, точно фиксируется давление. В зависимости от давления и количества воды, принимаемой пластами , определяется количество цемента. При малой приемистости или ее отсутствии (менее 0,1 м³ в мин.) цементирование под давлением производить нельзя. В таких случаях производят дренаж скважины (отбор жидкости) и принимают меры воздействия на пласты по увеличению приемистости скважины. Во избежание осложнений и остановок в процессе проведения работ должно быть проверено все оборудование. Наземное оборудование должно быть опрессовано на 1,1 более ожидаемого рабочего давления и должны быть проведены все подготовительные работы.

Цементирование без давления

Это цементирование проводится через заливочные трубы, которые спускаются в колонну на заданную глубину и в них закачивается цементный раствор и продавливается до равенства столбов цементного раствора в НКТ и затрубном пространстве, затем трубы поднимаются. Такое цементирование применяется для создания цементного стакана на забое скважины или выше забоя в колонне при возврате на вышележащий горизонт, для перекрытия части фильтра при изоляции от нижних или подошвенных вод, а также для создания цементного моста для опоры какому-либо специальному инструменту (пакеру, испытателю пластов). Высота цементного стакана небольшая -5-25 м.

Цементирование под давлением

Цементирование под давлением через заливочные трубы и через дыры фильтра или специально простреленные дыры проводятся с целью продавить в пласт или за колонну определенное количество цементного раствора. После спуска колонны устье скважины герметизируется цементировочной головкой, к которой подсоединяются цементировочные агрегаты. В заливочные трубы закачивается расчетное количество цементного раствора и продавочной жидкости. Продавка цементного раствора в пласт или зону нарушения производится под давлением, это давление не должно превышать допускаемого давления для данной обсадной колонны. Если давление следует создать большее, то применяют специальные приспособления, герметизирующие затрубное пространство между заливочными трубами и обсадной колонной. Они называются пакерами.

Пакеры могут быть механическими и гидравлическими, извлекаемыми и неизвлекаемыми. По мере прохождения и насыщения места нарушения или пласта цементным раствором давление начинает расти. При значительных повышениях давления надо продавку прекратить и обратной промывкой срезать излишки цемента, если цементирование производилось с оставлением моста, тогда заливочные трубы поднимаются на одну-две трубы и обратной промывкой срезаются излишки цемента и поднимают инструмент. После его подъема на устье создают давление и оставляют скважину на ОЗЦ на 24 часа.

Комбинированные способы цементирования

При комбинированном способе цементирования заливочные трубы спускаются несколько ниже зоны прострела или специальных дыр, закачивают в трубы цементный раствор, продавливают его до равенства столбов цементного раствора, затем заливочные трубы поднимают выше уровня цементного раствора, обратной промывкой промывают заливочные трубы, закачивая раствор не менее 1,5 объема заливочных труб, и затем закрывают трубы и проводят продавку цементного раствора в зону нарушения через затрубное пространство, чтобы избежать прихват труб в случае непредвиденного подъема цементного раствора и затем оставляют скважину на ОЗЦ.

Цементирование под давлением без заливочных труб

Цементирование под давлением без заливочных труб применяется в скважинах с сильно дренированными пластами при наличии интенсивного поглощения, а также, наоборот, в газо-фонтанных скважинах или в скважинах, переливающих водой, при условии сравнительно невысокого давления. Скважина должна принимать цементный раствор. При закрытом затрубном пространстве в колонну закачивают расчетное количество цементного раствора и продавки и оставляют на ОЗЦ. Сильную газо-фонтанную скважину пытаются заглушить утяжеленным глинистым раствором с последующей закачкой цементного раствора для создания цементного моста .

Перекрытие мест нарушения пластырями и дополнительными

обсадными колоннами

Во ВНИИТнефть, а в последствии во ВНИКРнефть и Татнефть НИПИ было разработано устройство, предназначенное для установки металлических пластырей в местах нарушения обсадных колонн, образовавшихся в результате трещин, воздействия коррозии, нарушения резьб, прожога от электрокабеля и других. С помощью пластыря может быть перекрыта обводненная или газовая часть перфорированной колонны. Пластырь представляет собой цилиндрическую продольную гофрированную трубу, изготовленную из дюралюминия (шестилепестковая) (рис.19) или из стали в виде восьмерки (рис. 20 ), покрытую герметизирующим составом.

Рис.19 Профиль шестилепестковой трубы

Рис.20 Профиль гофрированной трубы

Если развернуть гофрированную трубу по внешнему диаметру, то она будет равна внутренней поверхности обсадной колонны или на 1-2 мм больше. Труба-пластырь сгофрирована так, что ее наружный диаметр на 10-12 мм меньше внутреннего диаметра колонны для свободного спуска ее к месту нарушения.

Принцип установки пластыря основан на расширении гофрированной трубы до контакта с колонной за счет избыточного давления во внутренней полости, а также протяжкой и развальцовкой гофрированной трубы. Существуют различные типы установки пластырей:

0. без опоры на колонну и забой;

1. с опорой на забой;

2. с опорой на колонну.

Принцип действия перекрытия пластырем следующий.

Пластырь при перекрытии без опоры на колонну и забой представляет собой (рис. 21 ) дюралевую гофрированную трубу 1 с заделанными верхним и нижним концами, специальными стаканами; верхний стакан 2 служит для присоединения спускаемых труб (резьба левая, цилиндрическая), нижний 3 имеет шаровой клапан прямого действия 4 . Длина пластыря 12-15 м.

Перед спуском пластыря место нарушения желательно исследовать боковой печатью. Затем на тех же трубах спускается пластырь и создается давление 4-5 МПа. Он раздувается. Давление сбрасывается, вправо делается 10-12 оборотов и трубы поднимаются на поверхность. В колонне создается опрессовочное давление 12-15 Мпа, дается выдержка 30 мин.

Проверяется герметичность. Затем в колонну спускается 3-х шарошечное долото или грушевидный райбер диаметром, соответствующим ожидаемому внутреннему диаметру пластыря в развернутом состоянии. Так как стаканы изготовлены из дюралюминия, то они легко разбуриваются и повторно определяется герметичность колонны. При неудачной установке пластыря его можно также разбурить долотом или райбером, т.к. гофрированная труба тоже изготовлена из дюралюминия.

Рис.21 Гофрированный перекрыватель

Установка пластыря с опорой на забой

Определяется место нарушения боковой печатью. В колонне на 2-5 ниже нарушения устанавливается цементный мост. В колонну бросается гофрированный пластырь, предварительно покрытый герметизирующим составом. Пластырь тонет и садится на цементный мост.

В колонну на бурильных трубах спускается развальцовочное устройство ( рис.22), состоящее из корпуса 1, конуса 6, двух шарнирных конусных валков 4, поршня со штуцером 5. При спуске развальцеватель 2 может встретить пластырь, если тот почему-либо застрял в колонне (искривлен, сел в муфту), и протолкнуть пластырь до забоя.

Рис.22 Механизм для распрессовки гофрированной трубы

На забое пластырь садится нижним концом, а в верхний конец заходит конус развальцевателя и при нагрузке 1-1,5 тн конус раздает внутренние гофры и пластырь наружными гофрами упирается в колонну. Трубы вращают и подают внутрь промывочную жидкость. За счет штуцера поршень создает усилие на шарнирные валки, которые выходят из корпуса и обкатывают внутреннюю часть пластыря, прикатывая его к трубе. По окончании работ проверяется герметичность колонны.

Установка пластыря с опорой на колонну

Пластырь изготовлен из стальной трубы длиной 6 м с сечением в виде восьмерки. Пластырь 5 заряжается на штоке «Дорна» (рис. 23) - устройстве для распрессовки пластыря.

В верхней части пластырь упирается в шлипс 1, а в нижней - в конусный развальцеватель 2. Дорн спускается на бурильных трубах к месту нарушения, предварительно обследованного боковой печатью. К трубам на устье подключается ЦА, который создает давление порядка 12МПа, при этом раскрываются плашки шлипса и они закрепляют Дорн. Жидкость попадает в гидроцилиндр 4, который поднимает щток с развальцевателем, прижимая пластырь к трубе. По окончании распрессовки Дорн поднимается и колонна опрессовывается.

Рис.23 Дорн

Спуск дополнительных ремонтных колонн (потайных или

хвостовиков) в скважину

Если все возможности ремонта обсадных колонн будут использованы, в спущенную эксплуатационную колонну (даже диаметром 168 мм, которые при толщине стенки 9 мм будут иметь внутренний диаметр 150 мм) можно будет спустить на резьбе, только трубы диаметром 114 мм с диаметром муфты 132 мм, которые при толщине стенки 7 мм имеют проходной диаметр 100 мм и в них можно будет работать только с НКТ 73 мм, кот по муфте имеют диаметр 89 мм. Наиболее ходовая эксплуатационная колонна диаметром 146 мм, при толщине стенки 8 мм имеет внутренний диаметр 130 мм, в нее можно спустить только трубы диаметром 102 мм с диаметром муфты 121 мм. Они будут иметь при толщине стенки 6,5 мм диаметр 89 мм, что позволит спускать НКТ диаметром 60 мм. Поэтому, чтобы немного увеличить зазор между спущенной колонной и дополнительной, дополнительную колонну спускают на сварке. Тогда в колонну 146 мм можно спустить трубы 114 мм, в которых можно будет работать НКТ- 73 мм с муфтами 89 мм.

Вместо дополнительной колонны может быть спущена для перекрытия дефектных мест потайная колонна (т.е. не до устья) или «хвостовик» не до устья и не до забоя. Колонну оснащают возможными средствами оснастки, спускают в один прием или на бурильных трубах с разъединителями, цементируют и оставляют на ОЗЦ. Далее проверяют герметичность, проводя повторный прострел, теперь уже как основной колонны, так и дополнительной и осваивают обычным способом. Операция эта дорогая.