close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

5119.Бурение газовых скважин с использованием MPD-метода

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
: МЕТОД MPD
Рис. 1. DDV-клапан створчатого типа установлен в обсадной
колонне (вид снизу)
поэтому система должна быть улучшена и увеличены
ее возможности, чтобы можно было выполнять подъ�
ем инструмента из ствола и производить заканчивание
скважины без необходимости ее глушения. Поэтому
для достижения этой цели решили рассмотреть воз�
можность использования системы отделения зоны, в
частности с помощью DDV���������
������������
-клапана.
РАСКРЫВАЮЩИЙСЯ В ЗАБОЕ КЛАПАН
DDV������������������������������������������
представляет собой полнопроходной клапан
створчатого типа, установленный в обсадной колонне,
который можно закрыть, чтобы отделить продуктивный
пласт от скважины во время проведения спускоподъ�
емных операций (рис. 1). Его установка исключает не�
обходимость выполнения операций спуска инструмен�
та в скважины под давлением, а также необходимость
глушения скважины для подъема бурильной колонны и
установки узлов заканчивания в процессе выполнения
операций при пониженном и при почти уравновешен�
ном гидростатическом давлении в стволе.
Конструкция DDV���������
������������
-клапана дает
���������������������
возможность про�
ходить через него буровому долоту, когда клапан на�
ходится в открытом состоянии. Колонну бурильных
труб поднимают до тех пор, пока долото не окажется
выше клапана. После этого �����������������������
DDV��������������������
-клапан закрывают и
давление в кольцевом пространстве обсадной колон�
ны повышается (по сравнению с давлением в нем при
открытом ��������������
DDV�����������
-клапане). ���������������������������
После этого колонну буриль�
ных труб поднимают из скважины без использования
давильной головки и при стандартных скоростях спус�
коподъемных операций, за счет чего уменьшается тре�
буемое время работы буровой установки и повышает�
ся безопасность персонала. Клапан может быть также
использован для спуска инструмента в скважину. Ко�
лонну бурильных труб опускают обратно в скважину,
пока долото не окажется немного выше клапана. За�
тем давление в кольцевом пространстве выравнивают,
клапан открывают и колонну бурильных труб пропус�
кают через него для продолжения бурения. ��������
DDV�����
-кла�
пан может спускаться и цементироваться вместе с
обсадной колонной, или спускаться вместе с узлом
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
№7 • июль 2008
надставки и использоваться в извлекаемом режиме.
После установки на место клапан открывается путем
подачи давления по армированной управляющей ли�
нии, которая проложена от клапана до пульта управ�
ления на поверхности. DDV����������������������
�������������������������
-клапаны поставляются
двух размеров – 7 и 9 5/8″. Они имеют различный вес
и различные рабочие давления. DDV���������������
������������������
-клапаны харак�
теризуются высокой надежностью, и это к началу ос�
воения месторождения Сабан было подтверждено ис�
пользованием 100 таких клапанов на месторождениях
во всем мире.
В проекте Сабан были использованы 9 5/8-дюй�
мовые DDV�������������������������������������
����������������������������������������
-клапаны с единичной линейной массой
47 фунт/фут (1 фунт/фут = 1,49 кг/м). Этот тип имеет
максимальный наружный диаметр (�������������������
outside������������
�����������
diameter���
–
OD��������
) около 12″
�� и минимальный внутренний диаметр (���
in�
side������������
�����������
diameter���
– �������������
ID�����������
) около 8, ���
535″. Он выдерживает мак�
симальный перепад давления около 5000 фунт/дюйм2
(1 фунт/дюйм2 = 6500 Па) и максимальную рабочую
температуру около 149 °���
C��. На
�����������������
месторождении Сабан
������
DDV���������������������������������������
-клапаны извлекались и предназначались для
��������
пов�
торного использования. ������������������������
DDV���������������������
-клапаны устанавлива�
лись в бурильной надставке и это был первый раз, когда
9 5/8-дюймовый DDV�����������������������������
��������������������������������
-клапан с единичной линейной
массой 47 фунт/фут использовался в таком режиме. Из�
влекаемые 7-дюймовые DDV�������������������������
����������������������������
-клапаны повторно исполь�
зовались множество раз.
СИСТЕМА, ИСПОЛЬЗОВАННАЯ
НА МЕСТОРОЖДЕНИИ САБАН
Оборудование и материалы, которые были ис�
пользованы при бурении скважин на месторождении
Сабан, включали следующее.
• Бурильная надставка – 9 5/8-дюймовая буриль�
ная надставка, связанная с основной обсадной колон�
ной, была установлена, чтобы получить дополнитель�
ное кольцевое пространство.
• �����������������������������������
DDV��������������������������������
-клапан был установлен в нижней ���������
части бу�
рильной надставки немного выше конического уплот�
нения, запрессованного в гнездо с обработанными
стенками, служащего для подсоединения устройства
подвески хвостовика. Это позволило изолировать
продуктивный пласт при выполнении спускоподъем�
ных операций и исключить необходимость глушения
скважины для их выполнения.
• Муфта для нагнетания – 9 5/8-дюймовый корот�
кий переводник с двадцатью 1/2-дюймовыми отверс�
тиями, просверленными в нем по вертикальной линии
с одной стороны, который используется как муфта
для нагнетания жидкости. Она позволяет впрыски�
вать вязкую пресную воду в кольцевое пространство
вокруг бурильной трубы для уменьшения гидростати�
ческого давления, когда это требуется. Муфта для на�
гнетания установлена в бурильной надставке немного
выше DDV����������
�������������
-клапана. Отверстия
���������� для
���������������������
нагнетания распо�
ложены по вертикальной линии сверху вниз для ми�
нимизации выхода газа из внутреннего межтрубного
в наружное затрубное кольцевое пространство.
При бурении скважин на месторождении Сабан ис�
пользовалось ������������������������
RCD���������������������
-устройство высокого ��������������
давления моде�
ли 7100 компании Weatherford�
������������ для
�������������
создания давления
�����������
в
кольцевом пространстве при использовании ���������
PCMD�����
-сис�
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
: МЕТОД MPD
Поверхн.
Обсадная колонна (30″) типа X-52
с единичной линейной массой 196
фунт/фут, измеренная глубина 30 м
Обсадная колонна (20″) типа К-55 ВТС
с единичной линейной массой 94 фунт/фут,
измеренная глубина 350 м
Колпакс легким буровым раствором
в кольцевом пространстве, плотность
11,4 фунт/галл (расход 20 брл/ч)
Бурильная надставка, 9 5/8″ типа L-80, TenBlue,
с единичной линейной массой 47 фунт/фут
Рабочая жидкость с пониженной вязкостью,
плотность 8,6 фунт/галл (статический режим)
Втулка для нагнетания
DDV-клапан компании Weatherford
Пакер (Q1,VO) хвостовика 13 3/89,6″ типа
Baker ZXP
Механически устанавл. подвеска хвостовика
13 3/89,6″ типа Baker Flex III на гл. MD 1450 м
Обсадная кол. (13 3/8″) типа L-80, TenBlue,
с ед. лин. массой 72 фунт/фут, изм. гл. 1500 м
LAM в кольц. пр-ве хвост. с плотн. 11,4 фунт/галл,
расход 20 брл/ч при давл. 330 фунт/дюйм2
Раб. жидк. с пон. вязк., плотн. 8,6 фунт/галл,
нагн. в стат. режиме во вн. кольц. пр-во
при давл. 1200 фунт/дюйм2
Вязкая раб. жидк. для гидроразрыва, плотн.
8,6 фунт/галл нагн. в нижнюю часть колонны
бур. труб с расходом 300–500 фунт/дюйм2
при давл. 1500–2000 фунт/дюйм2
Колонна бурильных труб
Обсадная колонна (9 5/8″) типа L-80,
TenBlue, с единичной линейной массой
47 фунт/фут, измеренная глубина 2000 м
Cвита
батурая
2234 м
Дотретичная
система
2226 м
Зона поглощения
Буровое долото/Компоновка низа
бурильной колонны
Рис. 2. Система бурения скважин на месторождения Сабан с
находящимся под давлением колпаком для бурового раствора
для создания противодавления в кольцевом пространстве
темы (рис. 2). В динамическом режиме RCD������������
���������������
-устройство
может работать при давлении 2500 фунт/дюйм2 и может
быть увеличено до 5000 фунт/дюйм2 при его работе в
статическом режиме. Эта модель была выбрана потому
что максимальное давление на поверхности при выходе
газа всеми путями на поверхность изменялось в диапа�
зоне от 3400 до 3500 фунт/дюйм2.
PCMD���������
-система для
��������������������
бурения скважин �����������
Suban������
-10 и
11 собиралась в несколько этапов. ����������������
RCD�������������
-устройство,
клапаны и требуемые трубные колонны были уста�
новлены до начала бурения участка с 12 1/4-дюймо�
вым стволом и использовались для отвода циркулиру�
ющего бурового раствора при бурении этого участка.
Затем перед бурением 8 1/2-дюймового ствола в
продуктивном интервале, после спуска и цементиро�
вания 9 5/8-дюймовой эксплуатационной колонныхвостовика установили 9 5/8-дюймовый бурильный
переводник вместе с ����������������������
DDV�������������������
-клапаном и муфтой для
����
нагнетания.
ЗАКАНЧИВАНИЕ СКВАЖИНЫ SUBAN����
���������
-10
И РЕЗУЛЬТАТЫ
Бурение обеих скважин оказалось успешным, но
сам процесс отличался. На скважине ��������������
Suban���������
-10 рабо�
26
ты в соответствии с MPD����������������������
�������������������������
-методом были начаты, ����
как
было запланировано, с установки RCD��������������
�����������������
-устройства и
компонентов ���������������������������������
PMCD�����������������������������
-системы перед бурением учас�
тка скважины с 12 1/4-дюймовым стволом (рис. 3).
DDV�������������������������������������������
-клапан было установлен вместе с опорой бу�
рильной надставки после цементирования 9 5/8-дюй�
мовой обсадной колонны на месте. ���������������
DDV������������
-клапан был
установлен на глубине 1428 м. Отклонение скважины
от вертикали составило около 12, 24°.
На первых этапах бурения 8 1/2-дюймового учас�
тка скважины, когда проходили через разломы на
глубинах 2107 и 2176 м, было обнаружено частичное
прекращение циркуляции. Поглощение бурового рас�
твора удалось остановить за счет использования LCM�
����материала. Полное поглощение произошло на глубине
2237 м, когда при бурении встретился большой разлом.
После этого при подготовке к выполнению ���������
PMCD�����
-опе�
раций газ «протолкнули» обратно в скважину. Пре�
жде чем был осуществлен переход на PCMD���������
�������������
-вариант
бурения, произошло поглощение бурового раствора в
пласте (примерно 2500 брл). В дальнейшем за счет ис�
пользования PCMD��������������������������������
������������������������������������
-варианта удалось успешно пробу�
рить интервал от 2238 до 2239 м (51 м) в MPD��������
�����������
-режиме.
Еще один большой разлом встретился на глубине
2276 м. Бурение продолжили до глубины 2286 м с уве�
личенным крутящим моментом и при изменяющихся
давлениях в кольцевом пространстве. Однако из-за
присутствия газа над ����������������������������
DDV�������������������������
-клапаном и под ним обес�
печить требуемый перепад давления для эффективно�
го уплотнения створок не удалось. Была предпринята
попытка отвода газа на поверхность, чтобы удосто�
вериться в том, что DDV����������������
�������������������
-клапан закрыт. Ее
���������
сразу же
���
прекратили, когда поняли, что над ����������������
DDV�������������
-клапаном на�
ходится слишком много газа, поэтому подъем давле�
ния на поверхности продолжился и достиг значения
3400 фунт/дюйм2 (что находится в границах возмож�
ностей RCD��������������
�����������������
-устройства). Газ
��������������������������
«протолкнули» вверх с
использованием рабочей жидкости пониженной вяз�
кости (Viscous Sacrificial Drilling Fluid – VSDF), после
чего �������������
DDV����������
-клапан и ��������������������
давление снизилось. ��������������
За счет этого
получили эффективное уплотнение створок ��������
DDV�����
-кла�
пана, в результате газ не мог больше поступать в сква�
жину. Была обеспечена циркуляция жидкости вниз во
внешнем кольцевом пространстве и вверх во внутрен�
нем кольцевом пространстве и изменение ее направле�
ния для вытеснения оставшегося газа в верхнюю часть
ствола. Когда значения давлений в наружном и внут�
реннем кольцевых пространствах становятся равны,
производится стандартный подъем долота из ствола
скважины. После обсуждения с партнерами и специ�
алистами было получено одобрение государственного
регулирующего органа на заканчивание скважины
(поскольку при ее бурении встретились четыре боль�
ших разлома). После этого сразу же провели подгото�
вительные работы по заканчиванию. Вместо глушения
скважины перед заканчиванием использовался ����
DDV�клапан для поддержания давления в пласте до тех пор,
пока в стволе выше него не будет установлен узел
заканчивания. Поскольку DDV���������������������
������������������������
-клапан не предназна�
чен для открытия при наличии перепада давления на
створках, производится выравнивание давления. Газ,
находящийся ниже �������������
DDV����������
-клапана, ������������������
вытесняется в ниж�
№7 • июль 2008
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
: МЕТОД MPD
нюю часть скважины и обратно в
При бурении была зарегистриро�
пласт с высокой скоростью через
вана минимальная потеря воды и
наружное кольцевое пространство
бурового раствора, что было легко
и с малой скоростью через внут�
предотвращено за счет использова�
реннее кольцевое пространство
ния ����������������������������
LCM�������������������������
-материалов или снижения
мимо элементов пакера узла закан�
закачиваемого расхода.
чивания. Вытеснение газа с малой
скоростью в нижнюю часть внут�
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
реннего кольцевого пространства
Опыт бурения скважины ������
Suban�продолжается во время спуска узла
10 доказал, что MPD����
�������
- и DDV�������
����������
-техно�
заканчивания в ствол скважины
логии могут быть с успехом объ�
через ����������������
RCD�������������
-устройство. ����������
После это�
единены и применены в течение
го устанавливается пакер, который
бурения и заканчивания для полу�
обеспечивает эффективную изоля�
чения высокопроизводительных
цию и предотвращает поступление
скважин (рис. 4). Комбинация этих
газа из пласта в ствол скважины.
двух технологий позволяет осу�
Наличие наружного кольцевого
ществлять строительство газовых
пространства позволяет вытеснять
скважин с повышенной произво�
значительно большие объемы газа
дительностью за счет специально�
с более высокими скоростями не�
го поиска больших разломов и при
зависимо от перекачивания его Рис. 3. Устройство управления враще- этом минимального нарушения
мимо элементов пакера узла закан� нием (RCD) было установлено на противо- эксплуатационных качеств пласта.
чивания. После установки на место выбросовом превенторе скважины
Использование MPD����
�������
- и ����������
DDV�������
-техно�
нижней части узла заканчивания
логий, которые взаимно усиливают
производится подъем бурильной
возможности друг друга, позволит
надставки вместе с �������������
DDV����������
-клапаном
бурить меньшее число скважин, но
и втулкой для нагнетания. Затем
с большим дебитом, что значитель�
производится спуск инструмента
но улучшит экономику освоения
для очистки и вытеснения бурового
газовых месторождений.
раствора на утяжеленный рассол с
Перевел� В��
���. Клепинин
��������
плотностью 12 фунт/галл до спус�
СПИСОК�����������
ЛИТЕРАТУРЫ
����������
ка верхней 9 5/87 5/8-дюймовой
1. Beltran, J. C., Gabaldon, O., Puerto, G., Alvarado,
части узла заканчивания в сборе.
P. and V. Varon, «Case studies – Proactive managed
Suban-10 превы- pressure drilling and underbalanced drilling
Поглощение бурового раствора и Рис. 4. Дебит скважины
3
in San Joaquin wells, Venezuela», SPE
воды при достижении проектной шает 300 млн фут /сут газа. Более вы- application
сокая производительность ограничива- paper 100927-PP presented at the 2006 SPE Annual
полной глубины (�������������
TD�����������
) скважины ется возможностями, проложенного от Technical Conference and Exhibition, San Antonio,
Texas, September 24–27, 2006.
составило соответственно 5450 и скважины газового трубопровода
2. Colbert, J. W. and G. Medley, «Light annular
11 950 брл. Из этого количества
mudcap drilling – A well control technique for
около 2950 брл бурового раствора было поглощено в naturally fractured formations», SPE paper 77352 presented at the SPE Technical
and Exhibition, San Antonio, Texas, September 29 – October 2, 2002.
MPD���������
-режиме. Суммарное
����������������������������������
поглощение бурового рас� Conference
3. Hannegan, D. and K. Fisher, «Managed pressure drilling in marine
твора и воды вплоть до момента спуска узла заканчи� environments», paper IPTC-10173-PP presented at International Petroleum
Conference 2005 held in Doha, Qatar, November 21–23, 2005.
вания и изолирования скважины составило 7040 брл и Technology
4. Sweep, M. N., Bailey, J. M. and C. R. Stone, «Closed hole circulation drilling:
12 975 брл соответственно.
Case study of drilling a high-pressure fractured reservoir – Tengiz Field, Tengiz,
Дальнейшие операции опробования, выполнен� Republic of Kazakhstan», SPE/IADC paper 79850 presented at the SPE/IADC
Drilling Conference, Amsterdam, The Netherlands, February 19–21, 2003.
ные в скважине ����������
Suban�����
-10, подтвердили
�����������������������
высокую эф� 5. Timms, A, Muir, K. and C. Wuest, «Downhole deployment valve – case
фективность использования �������
MPD����
- и ���������������
DDV������������
-технологий history», SPE paper 93874 presented at the Asia Pacific Oil and Gas Conference
при бурении и заканчивании скважин. Полученные and Exhibition, Jakarta, Indonesia, April 5–7, 2005.
результаты показали, что скважина имеет высокий
дебит и обеспечивает подачу газа на газоперерабаты�
Nyoman Dharma (H. Дхарма), старший инженербурильщик, месторо-ждения Ставангер, компании Con�
вающий завод месторождения Сабан в объеме более
ocoPhillips. Г-н Дхарма получил степень бакалавра по
300 млн фут3/сут.
технологии добычи нефти в 1980 г. После 10 лет работы
в Индонезии в крупной компании, занимающейся
Скважина ���������
Suban����
-11. ������������
DDV���������
-клапан, ����������������
предназначенный
приготовлением буровых растворов, он работал в
для скважины ����������
Suban�����
-11, ����������������������������
был спущен в нее на глубину
компаниях Marathon, Clyde и Gulf. С 1990 г. г-н Дхарма
1395 м. Отклонение скважины от вертикали в этом мес�
работает в компании ConocoPhillips инженеромбурильщиком, инспектором по надзору над буровыми
те составило около 6,8°. Он был установлен на меньшей
работами и координатором по технологиям бурения.
глубине, чем в скважине ����������
Suban�����
-10, �����������������
чтобы можно было
Julmar S. Toralde (Дж. Ш. С. Тоуралд), работает в
повторно использовать линию управления DDV�����
��������
-кла�
компании Weatherford с 2005 г. в должности инженерапаном из скважины ����������
Suban�����
-10. �������
Однако ��������������
DDV�����������
-клапан не
бурильщика скважин с контролем давления и
использовался в скважине Suban�����
����������
-11, потому
������� что
�����������
при ее
специализируется в области бурения под управляемым
давлением. В 1999 г. м-р Тоуралд получил степень
бурении потери бурового раствора и воды оказались
бакалавра по геотермальный технике. В настоящее
минимальными. Из-за отсутствия потерь MPD�������
����������
-режим
время он работает над диссертацией для получения
степени магистра по математике.
также не использовался при бурении этой скважины.
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
№7 • июль 2008
27
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
29
Размер файла
785 Кб
Теги
газовых, 5119, метод, использование, бурения, mpd, скважин
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа