УСТАНОВКА «НЕПРЕРЫВНАЯ ТРУБА» НА СЛУЖБЕ У НЕФТЯНИКОВ

Необходимость уменьшения себестоимости добываемых нефтепродуктов и полноценной доразработки существующих месторождений в конечном итоге привели к необходимости большого количества исследований и внедрения передовых технических разработок, которые дают возможность современным нефтяникам увеличить период эффективной добычи углеводородов. Концепция замены собираемой из отдельных свинчивающихся для выполнения операций ремонта скважин одной непрерывной колонной гибких труб не является чем-то инновационным. Зарубежные нефтяники уже на протяжении многих лет применяют технологии «непрерывная труба» (другое название «колтюбинг»), в то же время в российской нефтедобывающей отрасли они стали внедряться относительно недавно и уже реализованы в Уфимском, Краснодарском, Грозненском, Пермском, Ставропольском, Оренбургском и других месторождениях [3, c. 21].

Внедрение схем работоспособного оборудования в подземных условиях представляет возможным только после решения двух основных технологических задач:

• создания колонны гибких труб, обладающих требуемыми показателями циклической прочности (даже за пределами упругости),
• установок промыслового оборудования, которые смогли бы обеспечить спуск и подъем колонны непрерывных труб в скважину, а также выполнение всего комплекса необходимых операций.

Российские модели установок колтюбинг (М4001, УПД5М, М10, М20) сумели зарекомендовать себя на рынке как экономически более выгодные в сравнении с западными аналогами, эффективным и своевременным постпродажным обслуживанием, но при этом незначительно уступающими по некоторым показателям качества [5].

Использование технологии «непрерывная труб» началось с наиболее простых операций при проведении ПРС: очистки колонны труб и забоев от песчаных пробок с применением ГНТ с наружным диаметром 19 мм. Были созданы буровые установки, работающие с колоннами диаметром 114,3 мм. [4] Посредством ГНТ с промежуточными значениями диаметров в данным диапазоне (19–114,3 мм) можно осуществлять большой набор операций ремонта скважин и бурения.

В сфере использования гибких непрерывных труб выделяются несколько ключевых блоков: [3, c. 42-43]:

1. Гидравлическая задача, представляющая собой процедуры селективной закачки твердых веществ, жидкости и кислотных растворов; процесс цементирования; тепловой обработки; применения азота; замещения на более легкий или более тяжелый флюид объема ствола скважины; стимулирования породы; очистки забоя скважины от песка; ликвидацию песчаных и парафиновых пробок, гидроразрыва пласта,

2. Электрическая задача: установка пакера с помощью электроинструмента; получение информации с забоя в реальном времени; применение систем видеонаблюдения; спуск массивных перфораторов и каротажного оборудования,

3. Механическая задача, включающая в себя выполнение ловильных работ; спуск объемных забойных компоновок; выдерживание прикладываемых нагрузок,

4. Задача постоянного закачивания, в которую входят такие операции как: изоляция вышедшей из строя части лифтового оборудования; спуск обводных колонн; применение колонн при закачке химикатов; применение в качестве выкидных линий, линий управления и трубопроводов; использование хвостовиков из ГНТ; совместное применение с электроцентробежными насосами и т.д.,

5. Комбинированные задачи, включающие в себя использование концентрических ГНТ, вихревой струйной форсунки; процедуры фрезерования и расширения скважины; гравийную набивку; использование жидкостных генераторов колебаний; манипуляторов; систем ввода кабеля; мостовых и цементировочных пробки; струйных насосов; бурение главных и боковых стволов скважин с применением ГНТ, а также вертикальное углубление скважины.

Рисунок 1. Распределение видов работ, где 1 – обработка призабойной зоны пласта, 2 – устранение пробок / восстановление забоя, 3 – остальные виды работ

Согласно информации Министерства энергетики Российской Федерации, наиболее распространенные проблемы в сфере нефтедобычи – это устранение парафиновых и гидратных пробок и очистка забоя скважины от песка. ориентировочное процентное распределение между видами работ для нефтяных скважин отражено на рис. 1.

Вследствие изменения режимов эксплуатации, поступления в скважинную продукцию пластовых вод и содержание в извлекаемой нефти парафина в стволе скважины в определенном интервале глубин происходит отложение гидратов и парафинов, провоцирующее осаждение песка (если он есть), с дальнейшим образованием пробок, что может привести к остановке работы скважины. Технология устранения данных осложнений заключается в растеплении пробки технологической жидкостью, в качестве которой в нефтяных скважинах применяется стабильный газовый конденсат или дегазированная нефть, которые имеют повышенную удельную теплоемкость [2, c. 102]. Со всем этим эффективно справляется установки «непрерывная труба».

Тенденция использования труб большего диаметра, позволяющих осуществлять восходящий поток с большой скоростью, требует, чтобы конкретный инжектор мог работать с трубами более широкого диапазона. Так как гибкие трубы стали широко применяться в скважинах с большим отходом от вертикали и в горизонтальных скважинах, за последние годы увеличилась и средняя длина колонн установки «непрерывная труба». Указанные выше факторы, особенно когда они действуют совместно, свидетельствуют о выросшем спросе на инжекторные головки и на другие ключевые узлы оборудования установки «непрерывная труба». Для всего парка колтюбингов характерно наличие нескольких моделей инжекторных головок.

Рисунок 2. Инженерная головка установки «непрерывная труба» [2, c. 65]

Все используемые в настоящее время инжекторы имеют гидравлический привод с двумя или четырьмя двигателями. Двигатели обычно синхронизированы с помощью редуктора, расположенного в верхней части головки. Привод направляется на цепные ведущие звездочки (по одной на каждый набор цепей инжектора) через приводные валы, расположенные в верхней части инжекторной головки. Направление вращения и скорость двигателей регулируется и изменяется с помощью четырехходового гидравлического контрольного клапана, расположенного на силовом агрегате установки «непрерывная труба». Действием гидравлического клапана, а также давлением и производительностью гидравлической системы управляют дистанционно с пульта управления колтюбинга оператор [1, c. 73]. Приборы защиты наподобие регуляторов давления и трехходовых перепускных клапанов установлены в системе для защиты труб и гидравлических узлов от повреждений, вызываемых ошибками операторов или поломкой каких-либо деталей.

Вывод:

Высокая эффективность работ, выполняемых с использованием установки «непрерывная труба», безусловно повлияет на стратегию и тактику разработки месторождений в будущем. Прежде всего это касается эксплуатации месторождений, расположенных в отдаленных и труднодоступных районах, а также тех, пластовая жидкость которых имеет аномальные свойства. Кроме того, при дальнейшем совершенствовании оборудования, обеспечивающего работу рассматриваемой установки, можно достичь высокой эффективности проведения всего комплекса работ, связанных с бурением, освоением, эксплуатацией и ремонтом горизонтальных скважин. Внедрение установки колтюбинга в процесс нефтедобычи дает преимущество в уменьшении в 2–3 раза продолжительности ремонта и затрат на химические реагенты; экологической безопасности по причине использования в ней закрытого цикла циркуляции; отсутствии необходимости глушения скважины и работы в условиях депрессии на продуктивный пласт; безопасности проведения работ в условиях высокого газового фактора.

Список литературы:

1. Кейн С.А. Современные технические средства управления траекторией наклонно направленных скважин. Ухта: УГТУ, 2014. - 122 с.
2. Паршукова Л.А. Ремонт скважин с использованием установки «Непрерывная труба». Тюмень: ТюмГНГУ, 2015. - 142 с.
3. Третьяк А.Я. Технологии применения колтюбинга. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2011. - 368 с.
4. Шайдаков В.В., Грогуленко В.В., Михайлов П.Г. Колтюбинговые трубы на основе полимерных материалов. // Экспозиция Нефть Газ, №5, 2014
5. Непрерывная труба – «королева» больших глубин [URL]: http://www.oilcareer.ru/news/nepreryvnaja_truba_koroleva_bolshikh_glubin/2015-02-03-1571