Практика использования скважин в качестве источника автономного водоснабжения широко распространена в пределах нашей страны. Обустройство скважины достаточно затратно, однако в процессе эксплуатации она полностью себя окупает, при этом качество воды с артезианского источника и жидкости, подающейся по коммунальному водопроводу, несравнимо.

В процессе использования источника возникает необходимость осуществлять текущий и капитальный ремонт скважин, о которых мы поговорим в данной статье. В публикации рассмотрены разновидности ремонтных работ, приведен обзор требуемого оборудования и даны рекомендации по восстановлению скважин своими руками.

1 Причины ремонта и способы их диагностики

С любой скважиной — на песок либо на известняк (артезианской), в процессе эксплуатации случаются практически идентичные неисправности. В зависимости от типа источника отличается лишь его долговечность и, как следствие, интенсивность протекания определенных деструктивных процессов.

Так, эксплуатационный ресурс глубинных артезианских скважин может достигать 50 лет, а источники пробуренные на песчаный водоносный горизонт служат в лучшем случае 10 лет. Такая разница объясняется заиливаем, которое и является основной причиной выхода скважин из строя.

Под заиливанием подразумевается попадание в перфорации фильтрующего участка обсадной трубы грунта, который забивает отверстия и не дает воде поступать внутрь колонны. Источник на песок заиливается гораздо быстрее, чем артезианская скважина, фильтрационная секция которой расположена в пласте твердого известняка.

Помимо заиливания причины ремонта могут быть следующие:

• изменение уровня водоносных горизонтов, из-за которых в источнику пропадает вода, что приводит к необходимости углубления скважины;
• поломка и деформация отдельных участков обсадной колонны из-за давления грунтовых масс;
• обрыв глубинных насосов.

Также не стоит сбрасывать со счетов возможные ошибки, допущенные при проектировании и бурении источника. Основными факторами, свидетельствующими о необходимости выполнять обслуживание либо ремонт, являются снижение уровня воды, ее мутность и наличие в составе сторонних примесей.

Чтобы выявить конкретные причины неисправности в идеале нужно выполнять диагностику скважины. Данная услуга предоставляется профильными организациями, при этом ее стоимость достаточно большая — цены начинаются от 10 тыс. рублей и зависят от глубины водозаборной конструкции. Диагностика включает проведение гидродинамических испытаний источника и геофизический анализ близлежащей территории.

Однако существует более доступный вариант диагностики с применением зонда — видеокамеры, опускаемой внутрь обсадной колонны, которая выводит картинку на монитор и позволяет определить целостность обсадных труб, герметичность колонны и увидеть состояний фильтрующей секции.

Как при эксплуатации скважин на воду, так и при использовании добывающих нефтяных и газовых шурфов, могут проводиться 2 вида восстановительных работ — текущий и капительный ремонт скважин. Рассмотрим каждый из них подробнее.

1.1 Текущий ремонт скважин

В зависимости от восстанавливаемого участка текущий ремонт скважин может быть подземным либо наземным. Наземные ремонтные работы ориентированы на исправление дефектов оборудования и насосных агрегатов, расположенных в устье скважины, восстановление трубопроводов, регулирующей аппаратуры, гидроаккумуляторов.

Подземный ремонт направлен на работу с оборудованием, размещенным внутри обсадной колонны, помимо этого он включает ряд мероприятий по восстановлению целостности самой обсадной трубы, повышению дебита источника либо его дополнительное разбуривание с целью перехода на более глубокий водоносный слой. В группу текущих ремонтных работ также входит продувка скважины и чистка ее фильтра от заиливания, однако данные мероприятия можно в равной степени классифицировать как аварийные.

Текущий ремонт скважин своими руками всегда состоит из следующих этапов:

• к источнику доставляется необходимое оборудование;
• выполняется подготовка скважины к ремонту;
• проводятся чистка обсадной колонны и ликвидация небольших повреждений, по мере необходимости — замена износившегося оборудования;
• используемые для ремонта агрегаты демонтируются и подготавливаются к обратной транспортировке.

Чистка источника от ила в простейшем варианте выполняется с помощью желонки, представляющей собой металлическую трубу длиной 1-2 м, на нижнем торце которой расположено входное отверстие, перекрытое шаровым затвором. Желонка на тросе опускается внутрь обсадной колонны и внутрь трубы попадет песок скопившийся в фильтре песок, далее затвор перекрывает нижний торец трубы и конструкция поднимается на поверхность, очищается и процесс выполняется повторно.

Если очистка желонкой не принесла результатов и поступление воды не восстановилось, что возможно в случае плотного закупоривания перфораций фильтра песком, необходима продувка скважины. Для продувки потребуется приобрести специальное оборудование — эрлифт (компрессор), способный осуществлять подачу воздуха под давлением 10-15 атмосфер.

Суть метода заключается в том, что внутрь обсадной колонны опускается шланг, через который эрлифт закачивает воздух, при этом устье колонны перекрывается герметичной крышкой. Повышение давления приводит к тому, что поток воздуха очищает фильтрационную секцию, выдавливая все загрязнения из ее перфораций.

Однако реанимация непродуктивных скважин с помощью продувки имеет ряд ограничений. Она может выполняться только для источников на песок, глубина которых не превышает 40 метров — ремонт артезианских скважин производится с помощью промывки (методы отличаются лишь тем, что при промывке под высоким давлением подается вода). Также продувка может привести к повреждению фильтра скважины, который является неремонтопригодным. В таком случае потребуется бурение нового источника.

Отдельно отметим аварийные ситуации, возникающие по причине обрыва погружных насосов и другого оборудования. Для извлечения сторонних предметов используется специальная подъемная техника. Если упавшая конструкция металлическая — применяются магнитные подъемники, при падении шлангов, тросов и прочих гибких изделий — специальные паукообразные захваты.

Серьезную проблему может представлять обрыв оборудования в артезианские скважины, глубина которых может превышать 100 метров. В таком случае извлечение выполняется с помощью ловильного инструмента укомплектованного камерами, выводящими картинку из колонны на экран оператора.

1.2 Технология капитального ремонта скважин на воду (видео)

2 Капитальный ремонт скважин

В перечень мероприятий, выполняемых при капитальном ремонте, входят исключительно подземные работы. Капитальный ремонт скважин, как правило, связан с восстановлением дебита источника в случаях, когда чистка его фильтрационной секции не принесла требуемых результатов.

Реанимация скважин в таком случае возможна за счет поршневания и обустройства вокруг фильтра цементного моста, отделяющего обсадную колонну от окружающего ее песка. Непосредственно ремонтные работы могут быть связаны с восстановлением разгерметезированной обсадной колонны, в которую через трещины попадают всевозможные загрязнения. Заделка повреждений выполняется посредством цементации затрубного пространства.

В случаях, когда отсутствие воды в источнике связано с понижением уровня водоносной слоя, практикуется углубление скважины, для которого необходимо привлечение бурового оборудования. Секция обсадной колонны, смонтированная после углубления, всегда уже ее основной части, так как дополнительную часть трубы опускается на забой внутри старой колонны.

Учитывайте, что капитальный ремонт скважины может требовать привлечения серьезных материальных затрат, но при этом никаких 100% гарантий на восстановление источником работоспособности вам не даст ни один подрядчик. Поэтому в некоторых случаях будет рациональным бурение на участке новой скважины.

Оборудование, применяемое при капитальном ремонте скважин (КРС)

Капитальный ремонт скважин (КРС) - комплекс работ, связанных с восстановлением работоспособности обсадных колонн, цементного кольца, призабойной зоны, установкой и извлечением подземного оборудования, ликвидацией аварий, осложнений и консервацией и ликвидацией скважин, а также с работами, требующими предварительного глушения продуктивных пластов (для газовых скважин), установки противовыбросового оборудования.

К капитальному ремонту скважин относятся ремонтные работы, для выполнения которых приходится привлекать более сложную технику, вплоть до использования бурильных установок. Капитальный ремонт выполняется бригадами специализированной службы, располагающей мощными и разнообразными техническими средствами и соответствующими специалистами.

Оборудование для капитального ремонта скважин состоит из:

· Неагрегативного компануемого оборудования (вышки, насосы, роторы, талевые системы, подъемники).

· Агрегатированного оборудования (установки);

· Инструмента для внутрискважинных работ (долота, трубы, ловильный инструмент);

· Инструмента для СПО (элеваторы, ключи).

Главное отличие техники капитального ремонта скважин от техники текущего заключается в широком использовании комплекса бурового оборудования.

Все работы по капитальному ремонту сопровождаются спуском в скважину и подъемом из нее труб, штанг и различных инструментов. Поэтому над устьем скважины устанавливается подъемное сооружение - вышка, мачта с оборудованием для спускоподъемных операций (СПО). Стационарные вышки и мачты используются крайне нерационально, т.к. ремонтные работы на каждой скважине проводятся всего лишь несколько дней в году, всё остальное время эти сооружения находятся в бездействии. Поэтому целесообразно использовать при подземном ремонте подъемники, несущие собственные мачты. Транспортной базой их служат тракторы и автомобили.

Агрегаты капитального ремонта предназначены для ликвидации нарушений герметичности или формы ствола скважины (нарушение герметичности обсадной колонны и цементного кольца или смятие обсадной колонны), ликвидации сложных внутрискважинных аварий и для ремонта фильтровой части скважины. Агрегат - в отличие от подъемника оснащен вышкой и механизмом для ее подъема и опускания.

Подъемник - механическая лебедка, монтируемая на тракторе, автомашине или отдельной раме. В первом случае привод лебедки осуществляется от тягового двигателя трактора, автомашин, в остальных от самостоятельного двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя.

Для освоения и ремонта скважин используют самоходный агрегат А-50У, смонтированный на шасси автомобиля КрАЗ-257, грузоподъемной силой 500 кН (рисунок 5). Данный агрегат предназначен для:

· разбуривания цементной пробки в трубах диаметром 146 и 168 мм и связанных с этим процессом операций (спуска и подъема бурильных труб, промывки скважин и т.д.);

· спуска и подъема насосно-компрессорных труб;

· установки эксплуатационного оборудования на устье скважин;

· проведения ремонтных работ и работ по ликвидации аварии;

· проведения буровых работ.

Рисунок 5. Агрегат А-50У для ремонта скважины: 1 - передняя опора; 2 - промежуточная опора; 3 - компрессор; 4 - трансмиссия; 5 - промежуточный вал; 6 - гидродомкрат для подъема вышки; 7 - талевая система; 8 - ограничитель подъема талевого блока; 9 - лебедка; 10 - вышка; 11 - пульт управления; 12 - опорные домкраты; 13 - ротор.

Взамен агрегата А-50У выпущен модернизированный агрегат А-50М с повышенными надежностью и грузоподъемностью.

Для спускоподъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки при капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, не оборудованных вышечными сооружениями используют подъемные установки типа АзИНмаш-37 (рисунок 6).

Подъемные установки этого типа подразделяются - на АзИНмаш-37А, АзИНмаш-37А1, АзИНмаш-37Б, смонтированные на базе автомобилей повышенной проходимости КрАЗ-255Б и КрАЗ-260. Подъемные установки АзИНмаш-37А и АзИНмаш-37А1 комплектуются автоматами АПР для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и автоматическим ключом типа КШЭ с электроприводом для свинчивания насосных штанг.

Подъемные установки оснащены ограничителем подъема крюкоблока, системой звуковой и световой сигнализации установки вышки, контрольно-измерительными приборами работы двигателя и пневмосистемы, а также другими системами блокировки, обеспечивающими безопасность ведения работ при монтаже установки вблизи скважины и спуско-подъемных операциях.

Рисунок 6. Подъемная установка АзИНмаш-37: 1 - талевая система; 2 - вышка; 3 - силовая передача; 4 - передняя опора; 5 - кабина оператора; 6 - лебедка; 7 - гидроцилиндр подъема вышки; 8 - задняя опора.

Широко применяются тракторные подъемники ЛПТ-8, агрегаты «АзИНмаш-43А», «Бакинец-3М», А50У, УПТ, «АзИНмаш-37» и др.

Для производства спуско-подъемных операций при ремонте скважин, необорудованных вышечными сооружениями, для производства тартальных работ, для чистки песчаных пробок желонкой и для возбуждения скважин поршневанием (свабированием) предназначены агрегаты подъёмные АПРС-32 и АПРС-40.

Агрегат является самоходной нефтепромысловой машиной, смонтированной на шасси трехосного автомобиля высокой проходимости УРАЛ4320 или КрАЗ-260, и состоит из однобарабанной лебедки и двухсекционной телескопической вышки с талевой системой. Вышка агрегата имеет повышенную прочность, изготовляется из низколегированной морозостойкой стали.

Для проведения подземного ремонта скважин, оборудованных подъемными сооружениями предназначен тракторный подъемник АзИНмаш-43П. Подъемник представляет собой самоходную механизированную лебедку, смонтированную на гусеничном болотоходном тракторе Т-100МЗБГС или обычный Т-100МЗ.

Для спуско-подъемных операций в процессе капитального ремонта нефтяных и газовых скважин предназначены подъемные установки типа УПТ. К ним относятся: УПТ-32, УПТ1-50, УПТ1-50Б. Установки самоходные, смонтированные на гусеничных тракторах. Состоят из следующих основных узлов: однобарабанной лебедки, установленной на специальном основании под оборудование, вышки с талевой системой, задней и передней опор вышки, кабины водителя. Установки укомплектованы механизмами для свинчивания - развинчивания труб; оснащены устройством противозатаскивания крюкоблока и взрывобезопасной системой освещения рабочей площадки на устье скважины и пути движения крюкоблока.

В отличие от УПТ-32, установки УПТ1-50 и УПТ-50В снабжены узлом привода ротора, а также укомплектованы гидрораскрепителем.

Для разрушения гидратных и парафиновых пробок, закачки в скважину технологических жидкостей, цементирования скважин в призабойной зоне, геофизических исследований используют мобильную установку УПД-5М. УПД-5М представляет собой самоходную нефтепромысловую машину совместно с монтажной базой, включающей в себя барабан с укладчиком для намотки длинномерных труб, механизм подачи трубы в скважину, закрепленную на шасси автомобиля КаАЗ-65101/100, или каком-либо другом типе шасси, по желанию заказчика.

Рисунок 7. Подъемная установка УПТ1-50: 1 - коробка передач; 2 - однобарабанная лебедка; 3 компрессор воздуха; 4 - передняя опора вышки; 5 - фара; 6 - вышка с талевой системой; 7 - управление; 8 - кабина машиниста; 9 - гидродомкрат; 10 - задняя опора вышки.

Привод всех механизмов установки осуществляется гидромоторами, для про-ведения вспомогательных работ имеется гидроманипулятор грузоподъемностью 300 кг.

Трубные элеваторы - для захвата обсадных, бурильных и НКТ применяют нескольких типоразмеров:

· элеваторы ЭЗН - одноштропные (СПО с помощью двух элеваторов) грузоподъемностью 15, 25 и 50 т. В комплект входят: два элеватора, захватное приспособление и штроп.

· элеваторы ЭГ - одноштропные предназначены для работы с автоматами АПР-2ВБ и спайдерами, грузоподъемностью 16, 50 и 80 т.

· элеваторы ЭХЛ для НКТ с условным диаметром от 48 до 114 мм, грузоподъемностью 10 - 40 т.

Штанговые элеваторы ЭШН (рисунок 8) - для захвата колонны штанг и удержания ее в подвешанном состоянии при СПО, грузоподъемностью 5 и 10 т. Конструкция их предусматривает использование двух пар вкладышей для втулок, одна предназначена для штанг Ж12, 16, 19 и 22 мм, вторая - для штанг Ж25.

Рисунок 8. Элеватор штанговый ЭШН: 1 - шайба; 2 - шплинт; 3 - штроп; 4 - винт; 5 - вкладыш; 6 - втулка; 7 - корпус

Подъемные крюки, предназначенные для подвешивания элеваторов, вертлюгов и другого оборудования при СПО, изготавливаются двух типов: однорогие (исполнение I) и трехрогие (исполнение II).

Штропы служат для подвески элеватора на крюк. Конструктивно это замкнутая стальная петля овальной формы, сильно вытянутая по одной оси. Изготавливают их цельнокатанными или сварными в стыке контактной сваркой с последующей термообработкой. Для капитального ремонта скважин выпускают штропы ШЭ-28-П-Б и ШЭ-50-Б грузоподъемностью 28 и 50 т.

Для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию, а также для автоматизации по захвату, удержанию на весу, освобождению и центрированию колонны НКТ предназначены автоматы типа АПР.

Для механизации процесса свинчивания и развинчивания насосных штанг применяют штанговые ключи АШКТМ, КМШЭ, КАРС (автоматические и механические ключи), принцип аналогичен АПР.

Для автоматизации операций по захвату, удержания на весу, освобождения и центрирования колонны насосно-компрессорных или бурильных труб в процессе спуска их в скважину предназначены спайдеры.

Для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных и бурильных труб в процессе выполнения спуско-подъемных операций при текущем и капитальном ремонте скважин используют механический гидроприводной ключ КПР-12.

Состоит из следующих основных узлов: трубного ключа, производящего свинчивание и развинчивание с расчетным крутящим моментом; гидравлической насосной станции, создающей требуемые расход и давление масла в гидросистеме, и подвески ключа с гидроподъемником и амортизатором.

Ключ представляет собой двухскоростной цилиндрический редуктор с разрезной рабочей шестерней, в которой устанавливаются сменные захваты. Комплектуется объемным стопорным устройством.

Для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб (НКТ) и замков бурильных труб механизированным, а также ручным способом при текущем и капитальном ремонте скважин предназначен ключ трубный типа КТЛ. Он обеспечивает надежный захват НКТ, сохранность НКТ от деформаций.

Для отвинчивания штанг при закрепленном плунжере глубинного насоса с регулируемыми зажимными плашками применяют круговой ключ штанговый КШК.

Во время подземного ремонта скважин при заедании плунжера глубинного насоса приходится поднимать трубы вместе со штангами. Так как муфтовые соединения труб не совпадают с соединениями штанг, то после отвинчивания очередной трубы над муфтой, установленной на элеваторе, будет находиться гладкое тело штанги, захват которого штанговым ключом невозможен. В круговом ключе штанги захватываются плашками, имеющими угловые вырезы с зубьями. Одна из плашек неподвижная, прикреплена двумя штифтами к внутренней части ключа, а вторая - подвижная, прикреплена к внутреннему концу зажимного стержня.

При ручном свинчивании и развинчивании труб различного диаметра применяются ключи цепные. Ключ состоит из рукоятки, двух шарнирно соединенных щек с зубьями с плоскими шарнирными звеньями. Для придания прочности щеки термически обрабатываются.

Для герметизации устья в процессе проведения ремонтных работ в скважине предназначены герметизаторы ГУ-48, ГУ-60, ГУ-73.

Капитальный ремонт скважин (КРС) -комплекс работ, свя­занных с восстановлением работоспособности обсадных колонн, цементного кольца, призабойной зоны, ликвидацией аварий, спу­ском и подъемом оборудования при раздельной эксплуатации и закачке, а также с ликвидацией скважин. По классификатору к капитальному ремонту скнажин относят работы следующих видов:

КР1 -ремонтно-изоляционные работы, в том числе: КРЫ -отключение отдельных обводненных интервалов пласта; КР1-2 - отключение отдельных пластов; КР1-3 - исправление негерме­тичности цементного кольца; КР1-4 - наращивание цементного кольца за эксплуатационной промежуточной колонной и кондук­тором;

КР2 - устранение негерметичности эксплуатационной ко­лонны, в том числе: КР2-1 - тампонированием; КР2-2 - уста­новкой пластыря; К.Р2-3 - спуском дополнительной обсадной ко­лонны меньшего диаметра;

КРЗ - ликвидация аварий, допущенных в процессе эксплуа­тации или ремонта, в том числе: КРЗ-1 - извлечение оборудо­вания из скважин после аварий, допущенных в процессе экс­плуатации; КРЗ-2 - ликвидация аварий с эксплуатационной колонной; К.РЗ-3 - очистка забоя и ствола скважины от метал­лических предметов; КРЗ-4 - прочие работы по ликвидации ава­рий, допущенных при эксплуатации скважин; КРЗ-5 - ликви­дация аварий, допущенных в процессе ремонта скважин;

КР4 - переход на другие горизонты и приобщение пластов, в том числе: КР4-1 - переход на другие горизонты; КР4-2-приобщение пластов;

КР5- внедрение и ремонт установок типа ОРЭ, одновре­менно-разделенная закачка (ОРЗ), установка пакеров-отсека-телей;

КР6 - комплекс подземных работ, связанных с бурением, в том числе: КР6-1 - зарезка вторых стволов; КР6-2 - бурения цементного стакана; КР6-3 - фрезерование башмака колонны с углублением ствола горной породы; КР6-4 - бурение и обо­рудование шурфов и артезианских скважин;

к;р? - обработка призабойной зоны в том числе: КРГ-1 - проведение кислотной обработки; КРГ-2 -проведение гидрораз­рыва пласта (ГРП); КРГ-3-- проведение гидропескоструйной перфорации (ГПП); КРГ-4 - виброобработка призабойной зоны; КР7-5 - термообработка призабойной зоны; КРГ-6 - про­мывка призабойной зоны растворителями; КР7-7 - промывка призабойной зоны раствором ПАВ; КРГ-8 - обработка термо-газохимическими методами; КР7-9 - прочие виды обработки призабойной зоны; КРГ-10 - выравнивание профиля приеми-

стости нагнетательных скважин; КРГ-11-дополнительная пер­форация и торпедирование ранее простреленных интервалов;

КР8 - исследование скважин, в том числе: К.Р8-1--иссле­дование характера насыщенности и выработки продуктивных пластов, уточнение геологического разреза в скважинах; К.Р8-2 - оценка технического состояния скважин, обследование скважины;

КР9 - перевод скважин на использование по другому назна­чению, в том числе: К.Р9-1-освоение скважин под нагнета­тельные; КР9-2 - перевод скважин под отбор технической воды; КР9-3 - перевод скважин в наблюдательные, пьезометрические; КР9-4 - перевод скважин под нагнетание теплоносителя или воздуха;

К.Р10 - ввод в эксплуатацию и ремонт нагнетательных сква­жин, в том числе: КРЮ-1 - оснащение паро- и воздухонагнета-тельных скважин противопесочным оборудованием; КРЮ-2 - промывка в паро- и воздухонагнетательных скважинах песчаных пробок;

КРИ - консервация и расконсервация скважин; КР12 - ликвидация скважин; КР13 - прочие виды работ.

При капитальном ремонте скважин подготовительный комп­лекс включает работы по передислокации ремонтного оборудо­вания, планировке территории рабочей зоны, глушению сква­жины, монтажу подъемных установок, разборке устьевого обо­рудования и подъему скважинного оборудования и доставке на ремонтную базу, очистке штанг и труб от парафинисто-смоли-стых и солевых отложений, смене эксплуатационных НКТ на технологические (рабочие) НКТ или бурильные трубы, завозу в циркуляционную систему и резервные емкости технологиче­ской жидкости. Основные комплексы работ при капитальном ремонте выполняют в последовательности, указанной на рис. 5.2. Так же как и при текущем ремонте проверяют техническое со­стояние оборудования устья скважины, колонной головки и про­водят необходимый ремонт. Исследуют состояние эксплуатаци­онной колонны и ствола скважины, скважинного оборудования, наличие посторонних предметов, определяют глубину забоя и уровень жидкости. При непрохождении шаблона-печати до за­боя скважины дальнейшие работы определяют в зависимости от результатов обследования поднятого шаблона-печати. При прохождении шаблона-печати до забоя скважину промывают. Выполняют также запланированные промыслово-геофизические и гидромеханические исследования скважины. В случае негер­метичности эксплуатационной колонны или наличия межпласто-вых перетоков проводят восстановительные работы по устране­нию негерметичности колонны или цементного кольца и ис­следования по определению качества проведенных работ. Если

негерметичность колонны определена до начала ремонта или од­ним из планируемых видов ремонта является наращивание це­ментного кольца, то после подготовки ствола скважины уста­навливают разделительный мост ниже предлагаемого места на­рушения герметичности или верхнего уровня цементного кольца за колонной. После чего выполняют необходимые исследования и восстановительные работы и разбуривают разделительный мост.

При отсутствии твердых отложений на стенках эксплуата­ционной колонны, посторонних предметов в скважине, дефек­тов и при герметичности колонны проводят другие работы по ремонту скважин, осуществлению геолого-технических меропри­ятий и исследованию скважин. Все работы по капитальному ре-

монту скважины завершают очисткой стенок колонны и забоя от возможных в процессе ремонта отложений твердых частиц с обязательной сменой жидкости, заполняющей скважину.

На заключительном этапе проводят смену технологических НКТ или бурильных труб на эксплуатационные НКТ, монтаж и спуск скважинного оборудования, сборку устьевой арматуры, пуск и освоение скважины, демонтаж подъемной установки со

вспомогательным оборудованием, вывоз отработанной жидко­сти и труб, очистку территории рабочей зоны от посторонних предметов и ее планировку.

Перед спуском ЭЦН, гидропоршневых и электродиафраг-менных насосов, газлифтного оборудования шаблонируют ко­лонны. Нагнетательную скважину перед ремонтом останавли­вают на несколько дней. Продолжительность остановки опреде­ляется темпом снижения пластового давления. В случае превышения пластового давления гидростатического скважину перед ремонтом глушат. В остальном последовательность работ аналогична последовательности работ, выполняемых при ре­монте нефтяных скважин.

Большинством причин в необходимости проведения капитального ремонта скважин являются ошибки, допущенные в процессе бурения или при установке оборудования. Но даже правильно пробуренная скважина на воду спустя какое-то время будет нуждаться в ремонте. Важным моментом до начала

КРС является проведение гидродинамических и геофизических исследований. Ремонтом можно исправить различные дефекты:

• Посторонние механические примеси в воде из скважины;
• Уменьшение дебита скважины;
• Механическое разрушение фильтра, попадание грунтовых вод;
• Разрушение столба скважины, уменьшение диаметра.

Важно! Только качественно проведенная диагностика дает аргументы для планирования ремонта!

КРС является целым комплексом мероприятий, которые включают разные методики восстановления в зависимости от характера повреждений. Стоимость работ рассчитывается индивидуально с учетом типа скважины и результатов исследований.

Для уменьшения вероятности проведения капитального ремонта необходимо соблюдать график текущего ремонта скважин. Планово-предупредительные работы нацелены на устранение неполадок забойного оборудования и предупреждение разрушений столба скважины или проникновения посторонних примесей в воду. Текущие ремонтные работы могут включать очистку ствола скважины с помощью насосов высокого давления или вибрационных насосов для откачивания грязной воды, очистку скважины желонкой.

Восстановительный ремонт применяется при наличии неполадок в технологических процессах. Потребность в восстановительном ремонте может быть спровоцирована неполадками в работе насосного оборудования, когда нужно произвести смену или ремонт насоса, обрывом напорной колонны. Один из самых эффективных способов диагностики можно проводить с помощью зонда, оснащенного мобильной видеокамерой. Наиболее распространенными манипуляциями восстановительного при текущем ремонте скважин является извлечение из канала погружного насоса, восстановление забоя, прочистка скважины от ила и песка.

Вовремя проведенные мероприятия согласно плану ремонтных работ помогут если не избежать, то точно отодвинуть капремонт скважин по срокам. Кардинальные вмешательства – довольно дорогостоящий и сложный процесс, который может по стоимости занимать 40-50% от цены новой скважины. При правильном заложении срок эксплуатации артезианской скважины без капремонта может составлять 50 лет, скважины на песок – 10 лет, на известняк – 10-15 лет, колодца – до 20-30 лет.

Капитальный ремонт всегда проводится в определенной последовательности

• Обследование фактической глубины забоя, состояния колонны, места расположения оборудования;
• Исследования уровня притоков жидкостей из близлежащих пластов, устранение поломок насосного оборудования.
• Восстановление канала (при необходимости).
• Пуско-наладочные работы насосного оборудования, контрольный забор воды на проверку соответствия качеству, установленному для предназначения скважины.

Ремонтно-изоляционные работы проводятся в том случае, когда происходит обводнение скважины. В этом случае есть общие принципы проведения ремонтных мероприятий с ремонтом нефтяных или газовых скважин.

При наличии песка или грязи в воде необходимо удостовериться в том, что колонна скважины на песок посажена в пласт водоупорной глины. Если колонна не находится в глине, очень высока вероятность попадания в воду посторонних включений. Чистку забоя проводят совместно с углублением колонны.

Очищение столба скважины можно осуществить с помощью желонки – трубы длиной от 700 до 3000 мм, D – соответствующий диаметру скважины. В нижней части трубы расположен «башмак», который имеет режущую кромку, оснащенный обратным клапаном. С помощью желонки можно удалять из скважины жидкие смеси, что невозможно с помощью забивного стакана. Колонна задавливается поршнем в водоупорную глину, при необходимости засыпают дно скважины гравием с целью надежного уплотнения. Текущий ремонт скважин на песок и на известняк заключается в ежегодной чистке, которая сводит на нет вероятность заиливания.

В скважинах на песок нередко обнаруживаются деформации сетчатого фильтра. Сетка фильтра рвется при воздействии частиц песка и гравия, которых много в рыхлых грунтах. Заменить фильтр довольно проблематично – необходимо приподнимать обжатую трубу колонны скважины и произвести демонтаж без обрушения скважины. Труба и фильтр подлежат замене.

Подземный ремонт скважин на известняк проводится при перфорации фильтра с последующей прочисткой канала желонкой. Чтобы не допустить в будущем попадания загрязнений в воду, необходимо колонну обязательно забить и нарастить недостающую длину.

При попадании в скважину посторонних предметов (камушков, болтов и т.п.) придется использовать специализированный инструмент и доставать их, вероятно вместе с насосом. Оборванный насос в скважине на известняк тоже необходимо будет аккуратно доставать. Самостоятельно осуществить эту процедуру практически нереально с помощью самодельных «кошек» и других приспособлений. Необходим магнитный или фрезер-паук, если застрял металлический предмет. Крупные неметаллические предметы дробят пикообразным долотом, более мелкие – прочищают ершом с промывкой в момент дробления.

Глубокие артезианские скважины ремонтируют при исчерпании ресурсов водозаборных узлов. Подавляющее большинство имеет запасной диаметр, который меньше предыдущего. Текущий капитальный ремонт скважин заключается в установке новой колонны меньшего диаметра и обычно проводится спустя 20-30 лет эксплуатации. При обновлении скважины возможно углубление до более чистого водоносного горизонта.

Если качество воды из артезианской скважины сильно снизилось, это может свидетельствовать о разгерметизации скважины, в результате чего происходит подтекание грязных грунтовых вод. Также попадание грунтовых вод может быть спровоцировано продавливанием грунтовых вод обжимных слоев глины. Для точного выяснения причин необходимо провести каротаж буровым керном или видеоисследования.

По итогам исследований назначаются наиболее эффективные методы устранения дефектов: полная замена колонны скважины, бурение с углублением, чистка с промывкой. В случае определения мер как нерентабельные в силу необходимости большой глубины бурения, постоянного подхода грунтовых вод в больших объемах иногда принимается решение о ликвидации скважины и бурении новой. В этом случае обязательным является цементирование старой скважины до проведения бурительных работ с целью возобновления водного баланса на определенном уровне.

Глава V.

ТЕХНОЛОГИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН

Капитальный ремонт скважин - комплекс работ, связанный с восстановлением работоспособности обсадных колонн, це­ментного кольца, призабойной зоны, ликвидацией аварий, а также со спуском и подъемом оборудования для раздельной эксплуатации и закачки; пакеров-отсекателей, клапанов-отсе-кателей, газлифтного оборудования.

В зависимости от объема работ, их характера и степени сложности капитальные ремонты скважин подразделяются на две категории сложности:

1) ремонты при глубине скважины до 1500 м; 2) ремонты в скважинах глубиной более 1500 м.

Ко второй категории также относят независимо от глубины скважины все виды наиболее сложных и трудоемких работ, связанных с ликвидацией аварий и осложнений, исправлением смятий или заменой участков поврежденных обсадных колонн, проведением тидроразрыва пласта; работы в скважинах с сильными нефтегазопроявлениями; ремонты в наклонно-направ­ленных скважинах; все виды ремонтно-изоляционных работ и работ по закачке изотопов в пласт; и технологически необхо­димые неоднократные цементные заливки.

Виды работ по капитальному ремонту скважин приведены в табл. V.I.

ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К РЕМОНТУ

Любому из видов ремонта (см. табл. V.1) предшествуют подготовительные работы.

Наземные сооружения, оборудование, инструменты и конт­рольно-измерительные приборы должны быть (проверены и приведены в соответствие с действующими требованиями, обес­печивающими безопасное проведение работ.

К началу капитального ремонта скважин база производ­ственного обслуживания (БПО) по заказу промысла выпол­няет следующие подготовительные работы:

а) прокладывает водяную и световую линии, ремонтирует
подъездные пути, фундамент под ноги вышки или мачты и

Дготавливает площадку для трактора-подъемника или подъ­емной установки;

б) сооружает новые и ремонтирует имеющиеся вышки или
Мачты; проверяет состояние оттяжек у вышки или мачты и
меняет пришедшие в негодность; устанавливает оттяжной
ролик;

ответствии с существующими требованиями. Если на скважине смонтирован оттяжной ролик, то трактор-подъемник устанав­ливают на расстоянии, превышающем на 10 м высоту назем­ного сооружения. При работе без оттяжного ролика для пред­отвращения опрокидывания вышки или мачты трактор-подъем­ник устанавливают вплотную к рамному брусу так, чтобы ис­ключить трение ходового конца талевого каната о фермы

В дневное время необходимо проводить работы по оснастке талевой системы; смонтировать промывочное оборудование; соединить шланг с промывочной линией через стояк, снабжен­ный манометром; собрать машинные ключи и на специальных подвесках через блоки с противовесами отрегулировать для свободной работы ими. Верхний машинный ключ должен быть свободно подвешен, а нижний привязан канатом к ноге вышки или мачты.

Подготовка труб

Подготовка труб заключается в следующем.

Для перевозки труб на скважину используют специальный транспорт. При разгрузке и укладке их необходимо следить за тем, чтобы муфтовые концы были обращены к устью. Не до­пускается сбрасывать их, ударять друг о друга, перекатывать или волоком и т. д. Кроме того, с помощью рулетки измеряют длину свободного торца трубы до конца безрезьбовой "ее

При визуальном осмотре на скважине определяют состояние наружной поверхности трубы, муфты и их резьбовых частей. При подъеме с мостков для спуска в скважину трубы шабло-нируют. Если шаблон задерживается в трубе, то ее бракуют, делают красной краской.пометку ~«брак» и относят в сторону.

Подготовленные трубы укладывают штабелями на стелла­жи в порядке очередности их спуска в скважину, а между ря­дами помещают деревянные прокладки. Торцы муфт каждого ряда должны находиться на общей прямой линии, а последую­щие, вышележащие ряды - ступенчато отступать от каждого уложенного ряда на длину муфты. Резервные трубы уклады­вают отдельно.

При использовании труб разных диаметров и конструкций необходимо группировать их по типам и размерам. Рекомен­дуется переводник соединить заранее с муфтой последней тру­бы спускаемой секции.

Исследование скважин

Исследование скважины проводят с целью установления интенсивности притока жидкости из пласта через фильтр в зависимости от забойного давления, определения характера

притока жидкостей и газов через нарушения в эксплуатацион­ной колонне и пройденных скважиной пластов (по каротаж­ной характеристике), а также контроля технического состоя­ния обсадной колонны и цементного кольца в заколонном и межколонном пространствах (радиоактивные методы исследо­вания). j/ Скважины исследуют для:

выявления и выделения интервалов негерметичности обсад­ных колонн и цементного кольца за ними;

изучения гидродинамических и температурных условий ре­монтируемого участка ствола;

контроля положения муфт обсадной колонны, интервалов перфорации, искусственного забоя, инструмента, спущенного для ремонтных операций, вспомогательных мостов, лзолирую-щих патрубков;

оценки качества промежуточных операций и ремонта в це­лом.

Перед началом ремонта необходимо остановить скважину, замерить затрубное рзат и межколонное рык давление на устье скважины. Затем открыть выкидную линию из межколонного пространства, уменьшить давление до атмосферного или (для ускорения операции) до некоторого значения р" мк, закрыть викидную линию из межколонного пространства и определить время восстановления Т в давления в этом пространстве от ат­мосферного или от р"мк до рмк. После этого следует заглушить скважину промывочной жидкостью, необходимой плотности и следить за изменением р мк. Продолжение межколонных газо­проявлений укажет на наличие перетоков газа по негерметич-лому заколонному пространству.)/Если газопроявления прекра­тятся, то негерметичность колонны подтверждается однозначно.!

Местоположение каналов утечки флюидов определяют гео­физическими и гидродинамическими методами. Данные иссле­дования используют при подборе композиций тампонажных растворов, резко реагирующих на изменения температуры и для определения сроков проведения отдельных операций в про­цессе тампонирования скважин.

Тампонажные материалы

Цементы и другие вяжущие вещества, применяемые для тампонирования скважин, называются тампонажными материалами.

Тампонажный цемент - продукт, состоящий из смеси вяжущих веществ (портландцемента, шлака, извести, пластмасс и др.), минеральных (кварцевого песка, асбеста, глины, шлака и др.) или органических (отходов целлюлозного производства и др.) добавок, способствующих образованию после затворения водой или другой жидкостью раствора, за­твердевающего в прочный цементный камень.

В зависимости от жидкости затворения различают следую­щие тампонажные растворы: водные, водно-эмульсионные (во-донефтяные), нефтецементные (дизельное топливо, предельный керосин, безводные нефти и др.), а по времени начала схва­тывания - быстро схватывающиеся со сроком схватывания ме­нее 40 мин; ускоренно схватывающиеся (от 40 мин до 1 ч 20 мин), нормально схватывающиеся (от 1 ч 20 мин до 2 ч), медленно схватывающиеся (более 2 ч).

Для цементирования скважин лспользуют различные сорта тампонажного портландцемента, показатели которых опреде­ляются техническими условиями.

Тампонажные цементы должны обладать: замедленным на­чалом схватывания; ускоренным началом твердения с соответ­ствующей этому моменту высокой прочностью; низкой прони­цаемостью после схватывания и твердения; большой теку­честью; высокой плотностью.

В зависимости от температуры испытания и условий при­менения различают три класса тампонажных цементов:

а) для «холодных» скважин (ХЦ) с температурой испыта­
ния 22±2 ? С;

б) для «горячих скважин» (ГЦ) с температурой испыта­
ния 75±3°С;

в) для глубоких высокотемпературных скважин (ВЦ), кото­
рые в свою очередь подразделены на несколько групп (до 100,
120, 150, 170 и 200 °С).

Для цементирования скважин при температуре на забое до 40 °С применяют тампонажный цемент для «холодных» сква­жин, при температуре до 75 °С - тампонажный цемент для «горячих» скважин, при температуре выше 75°С - специаль­ные цементы для сверхглубоких скважин.

Данные о сроках схватывания цементных растворов и проч­ности образцов цементного камня для «холодных» и «горячих» скважин приведены в табл. V.2.

Начало схватывания цементного раствора характеризуется потерей подвижности и загустеванием раствора. На схваты­вание цементного раствора в скважине влияет водо-цементное отношение, степень помола, присутствие и состав воды, нефти и газа, температура и давление.

Водоцементное отношение - отношение массово­го количества воды к массовому количеству сухого цемента (В: Ц). Для цементирования скважин применяют тампонаж­ные растворы с водоцементным отношением от 0,4 до 0,5.

Извлечение упавших труб

Техника извлечения упавших в скважину труб заключается следующем. С помощью печати определяют местонахождение и состояние конца труб. Нарушения могут быть различными:

разрыв, смятие, вогнутость краев во внутрь и т. п. Так как при этом невозможно захватить трубы,ловильным инструментом как снаружи, так и изнутри, необходимо предварительно исправить конец трубы, а затем уже спускать инструмент. Нарушенный конец трубы, если он разорван и разворочен наружу, исправля­ют торцовыми или кольцевыми фрезерами. Если фрезер с на­правлением свободно проходит вниз (на 1--3 м), то трубу за­хватывают инструментом и при небольшой натяжке отвинчивают ее. Больших нагрузок при натяжке давать не рекомендуется. Для исправления нарушенного конца трубы фрезером срезают ее разорванные концы, извлекают магнитными фрезерами-пау­ками и приступают к работе по исправлению нарушенного кон­ца. После извлечения дефектной трубы остальные извлекают в обычном порядке.

Если же конец трубы не разорван, а вогнут внутрь и невоз­можно захватить его наружным ловильным инструментом, то следует обработать конец так, чтобы внутрь его можно было пропустить ловильный инструмент. Такие нарушения обычно исправляют конусным райбером.

При извлечении двух рядов труб может.случиться, что кон­цы обоих рядов находятся на одном уровне или конец второго ряда несколько ниже (на 0,2-0,3 м) конца труб первого ряда. Если диаметр колонны 168 мм, а 114-мм трубы первого ряда оканчиваются муфтой, то невозможно захватить их ловильным инструментом ни внутри, ни за тело. Тогда поступают следую­щим образом:

1) отвинчивают и поднимают муфту 114-мм трубы, захваты­
вают колоколом за резьбу трубы, отвинчивают и поднимают ее;
затем ловильным инструментом захватывают трубы второго ряда;

2) обследуют печатью состояние конца второго ряда труб
и при возможности захватывают их труболовкой, отвинчивают
и поднимают, если это не удается, то дают натяжку и обрывают
часть трубы, чтобы обнажить конец первого ряда 114-мм труб,
захватить их ловильным инструментом и извлечь.

Иногда трубы не удается отсоединить вследствие сильной их искривленности и невозможности вращения. Тогда прибегают к расхаживанию и если этим не получают положительного ре­зультата, то применяют гидравлический домкрат.

Иногда во время падения трубы, врезаясь одна в другую, разрезаются на отдельные ленты. В некоторых случаях эти лен­ты облегают внешней стороной стенки колонны и, оставаясь прижатыми к ним, не препятствуют прохождению вниз ловиль-ных инструментов. Большей же частью они сильно осложняют производство ловильных работ. Тогда во время обследованш печатью часто получают такие же отпечатки, как и при сломе колонны.

Ленты труб извлекают фрезерованием ч (иногда длительно время) с помощью торцовых фрезеров, захватывая « ; колок лами или магнитными фрезерзмл.

Извлечение упавших в скважину насосных труб и штанг. Прихваченные или упавшие насосные трубы и штанги извлекают так же, как и один ряд НКХ Так как во время падения труб со штанговым насосом сравнительно силь­ного удара о забой не происходит, при таких авариях происхо­дит гораздо меньше случаев искривления труб и порчи их концов.

Скважинный штанговый насос обычно извлекают вместе с трубами, но иногда и отдельно. Поэтому для выбора типа ло-вильного инструмента следует точно знать, какой типоразмер насоса был спущен.

При извлечении штанговых насосов, прихваченных песчаной пробкой, промывают скважину для удаления пробки вокруг насоса, а затем захватывают его ловильным инструментом.

При падении насосных труб со штангами (если штанги не ломаются и не располагаются в скважине рядом с трубами, а остаются внутри них), ловильные работы не представляют особых трудностей. Если штанги в результате обрыва ломаются, искривляются, располагаются рядом с насосными трубами или конец их оказывается выше конца труб, то ловильные работы становятся более сложными и принимают затяжной характер. Насосные штанги легко гнутся и поэтому при создании на их конец нагрузки могут скручиваться в скважине, в результате в ряде случаев образуется клубок изогнутых штанг. В таком случае при их извлечении часто образуется плотный металли­ческий сальник, который приходится вырезать частями торцо­выми или кольцевыми фрезерами.

Во избежание обрыва пойманных штанг и повторного их падения, поднимать бурильные трубы следует замедленно, без резких толчков и рывков.

Вскрытие окна в колонне

Для вскрытия окна в колонне, через которое в последующем предполагается забурить второй ствол, применяют комплект трех фрезеров-райберов типа ФРС. Райберы имеют форму усе­ченного конуса с продольными зубьями, усиленными пластина­ми из твердого сплава, приваренные стержневым чугуном.

В целях ускорения процесса вскрытия окна в колонне вме­сто комплекта трех фрезеров-райберов типа ФРС применяют комбинированный райбер, райбер-фрезер типа РПМ и другие, обеспечивающие за один рейс полное вскрытие окна в колонне.

Комбинированный райбер (рис. V.11) состоит из трех секций, соединенных между собой. Секции имеют различ­ные диаметры (D t , D 2 и £>з) и длины (/ ь li и / 3) и по мере сра-ботки могут быть заменены.

Первая нижняя секция 1\ - основная рабочая, наклонена к оси райбера под углом « ь равным 8°. Она начинает протирать колонну с момента соприкосновения его с верхним концом от­клонителя. Вторая секция / 2 с углом наклона а 2 =1°30" расши­ряет окно, протертое первой секцией. Третья секция, имеющая

цилиндрическую форму, предусмотрена для обработки стенки окна.

Все боковые поверхности секций райбера армированы плас­тинками из твердого сплава. Угол встречи зуба с колонной в момент резания составляет 10°. Колонна протирается не одно­временно всей поверхностью зуба райбера, а по мере углубле­ния, что облегчает условия работы райбера и бурильной колон­ны. Торцовая часть райбера также усилена пластинками из вы­сокопрочного твердого сплава.

Для циркуляции промывочной жидкости в процессе вскрытия окна в секциях имеются боковые отверстия, расположенные в Шахматном порядке. Конструкция райбера - разборная.

Райбер-фрезер типа РПМ (рис. V.12) предназначен Для вскрытия окна в колоннах диаметром 146-273 мм. На ци­линдрической и конической поверхностях корпуса прорезаны пазы и запрессованы каскады режущих зубьев. В корпусе

предусмотрены промывочные отверстия для выхода циркуля­ции.

При вскрытии окна комплектом из трех фрезеров-райберов работы производят последовательно, начиная с райбера № \ г имеющего наименьший размер, при нагрузке 20-30 кН и часто­те вращения 40-60 об/мин. По мере углубления райбера час­тоту вращения увеличивают до 50-70 об/мин при той же осе­вой нагрузке. После вскрытия окна длиной 1,4-1,6 м от конца отклонителя, т. е. когда нижний конец райбера уже выходит из соприкосновения с колонной, частоту вращения ротора доводят до 80-90 об/мин, а осевую нагрузку снижают до 10-15 кН.

Райбером № 2 при нагрузке 10-15 кН разрабатывают и расширяют интервал, пройденный райбером № 1, по всей длине отклонителя. Райбером № 3 обрабатывают стенки окна и обес­печивают выход в породу при осевой нагрузке до 10 кН и час­тоте вращения ротора 80-90 об/мин.

«Окно» считается полностью вскрытым и обработанным, когда райбер № 3 без вращения инструмента свободно проходит в него, при этом диаметр райбера сохраняется в пределах не ме­нее 142 мм. В противном случае рекомендуется обработать окно еще одним райбером диаметром 143 мм.

При использовании комбинированного райбера и райберов типа РПМ осевую нагрузку рекомендуется поддерживать в пре­делах 15-30 кН при частоте вращения ротора 60-90 об/мин.

Вскрытие окна производят, не превышая заданной осевой на­грузки. Большие осевые нагрузки на райбер приводят к прежде­временному выходу его за колонну, и окно получается укорочен­ным. Это создает условия для возникновения и концентрации переменных по величине и по знаку "напряжений в теле буриль­ных труб, что приводит к довольно быстрому появлению уста­лости металла и, как следствие, - к поломке бурильных труб в утолщенной части. Кроме того, затрудняется пропуск долота за колонну и оно, как правило, останавливается в окне в результа­те образования «мертвого» пространства - необработанной стенки колонны, возвышающейся над нижним окончанием среза отклоняющего клина. Обработать эту выступающую часть стен­ки райберами практически невозможно и в некоторых случаях приходится вновь спускать отклонитель, и повторять работы по вскрытию нового окна.

Во избежание этого над райбером для создания жесткости устанавливают утяжеленные бурильные трубы соответствующих размеров. Для вскрытия окна в скважинах с двумя-четырьмя клапанными и винтовыми колоннами диаметром 168 мм и более требуется длительное время и повторная проработка окна рай­берами разных номеров. Для облегчения и ускорения этого.про­цесса целесообразно уменьшить число рядов обсадных колонн в интервале окна отвинчиванием или торпедированием. Но вна­чале необходимо определить длину свободной части колонны При большой разнице в диаметрах колонн окно во внутренней

колонне прорезается на всю длину скоса клина отклонителя, а затем в за­висимости от соосности и длины про­света необходимо начать продольную прорезку в значительном интервале последующих колонн до выхода рай­бера в грунт. В этих случаях окно ре­комендуется вскрывать удлиненными райберами, снижая осевую нагрузку на них.

ВНИИБТ разработал и внедрил новую технику и технологию зарезки и бурения второго ствола, сущность ко­торых заключается в следующем.

С помощью универсального выре­зающего устройства (УВУ), которое исключает применение отклонителей и райберов, полностью вырезают часть обсадной колонны длиной 5-6м в на­меченном интервале зарезки. Затем с помощью двухшарнирного турбинного отклонителя ОТ2Ш-127 и винтового забойного двигателя Д-127, согласно проектному профилю, бурят второй ствол с заданным отклонением.

Универсальное вырезаю­щее устройство (рис. V.13) предназначено для полного удаления части эксплуатационных колонн диаметром 168-219 мм.

Поршень 2, имеющий отверстия для прохода промывочной жидкости, снабжен металлокерамическими насадками и уплот-нительными манжетами. Возвратная пружина 4 служит для воз­врата поршня 2 и толкателя 5 в исходное положение. Рез­цы 7 -съемные, располагаются в прорезях корпуса / и удер­живаются толкателем, пальцами и опорным кольцом. Прореза-ние стенки обсадной трубы осуществляется "прорезными резца­ми, армированными твердым сплавом, а торцевание тела тру­бы-торцующими резцами, снабженными заменяемыми твердо­сплавными вставками.

Промывочная жидкость, "Проходя через отверстия в поршне создает перепад давления, под действием которого толкатель выдвигает резцы из корпуса. При этом резцы поворачиваются относительно съемного опорного кольца, которым воспринимает­ся реактивная сила от осевой нагрузки при торцевании трубы ращение устройства осуществляется ротором.

Проверку внедрения резцов в тело обсадной трубы в началь­ный период прорезания окна необходимо производить без на­грузки в течение 10-15 мин. Дальнейшее прорезание колонны осуществляют постепенным увеличением осевой нагрузки до

5-10 кН при расходе жидкости 10-12 дм*. По мере сработки резцов торцевание колонны производят увеличением осевой на­грузки от минимальной до 50 кН при том же расходе. Для за­мены резцов устройство поднимают на поверхность после резко­го падения механической скорости фрезерования тела трубы.

После вскрытия в "эксплуатационной колонне приступают к процессу бурения второго ствола.

Режимы бурения

Режим бурения характеризуется следующими параметрами: осевой нагрузкой на долото; частотой вращения долота; расхо­дом промывочной жидкости и ее качеством; временем пребыва­ния долота на забое.

Различают оптимальный и специальный режимы бурения.

Оптимальным называют режим, установленный с уче­том геологического разреза и максимального использования имеющихся технических средств для получения высоких коли­чественных и качественных показателей при минимальной стои­мости 1 м проходки.

Специальным называют режим, установленный для за-буривания второго ствола и последующего бурения в осложнен­ных условиях, при обвалах, высоком пластовом давлении, по­глощениях жидкости, изменении направления оси скважины, отборе керна и др.

Передавать осевую нагрузку на долото за счет массы ниж­ней секции колонны бурильных труб нерационально, так как в этом случае секция будет подвергаться напряжениям на сжа­тие, изгиб и кручение. Это приводит к поломкам бурильной ко­лонны и искривлению ствола скважины. Поэтому в нижней ча­сти бурильной колонны устанавливают утяжеленный низ. В про­цессе бурения осевая нагрузка на долото не должна превышать 0,75 массы утяжеленного низа.

Заданная нагрузка,на долото контролируется гидравличе­ским индикатором массы. Осевая нагрузка в процессе забури-вания второго ствола должна быть равномерной при скорости проходки 3-4 м/ч.

Частота вращения долота должна быть в пределах 40- 60 об/мин. На таком режиме второй ствол следует забуривать не менее чем на 5-6 м. Если в этом интервале долото работало нормально, бурение можно вести на оптимальном режиме.

После спуска очередного долота при нагрузке 15-30 кН про­рабатывают интервал 10-15 м от забоя. В течение нескольких минут поддерживают пониженную нагрузку для того, чтобы опо­ры долота приработались, а затем увеличивают ее до требуе­мого значения, согласно указаниям геолого-технического наряда, и поддерживают постоянной.

Окончательно осевую нагрузку бурильщик должен выбирать сам, добиваясь наибольшей механической скорости проходки.

Успешное бурение второго ствола до проектной глубины ис последующие работы во многом зависят от качества и количе­ства промывочной жидкости, подаваемой на забой, т. е. от ско­рости восходящего потока в затрубном пространстве.

Борьба с обвалами

Обвалы чаще всего происходят в результате применения при бурении второго ствола некачественных буровых растворов. Признаки обвалов в скважине:

1) значительное повышение давления на выкиде буровых
насосов;

2) резкое повышение вязкости бурового раствора;

3) вынос раствором на дневную поверхность большого коли­
чества частиц обваливающихся пород;

4) при спуске инструмент не доходит до забоя;

5) затяжки инструмента в процессе его подъема.
Основные мероприятия по борьбе с обвалами:

1) .применение бурового раствора, исключающего обвалы;

2) сокращение до минимума непроизводительных простоев и
поддержание необходимого в условиях ожидаемых рбвалов ре­
жима бурения;

3) обеспечение необходимой скорости восходящего потока в
затрубном пространстве.

Разобщение пластов

После окончания бурения второго ствола и проведения элек­трометрических работ приступают к работам по разобщению пластов, сущность которых заключается в креплении стенок скважины обсадными трубами и последующем их цементирова­нии для предохранения от обвалов и изоляции пластов.

Работы, выполняемые для спуска эксплуатационной колон­ны или хвостовика, подразделяются на четыре этапа: подготов­ка бурового оборудования и инструмента; подготовка обсадных труб; подготовка ствола скважины; спуск колонны.

Подготовка бурового оборудования и инст­румента. Перед спуском эксплуатационной колонны тща­тельно проверяют подъемное оборудование и инструмент. Выш­ку (мачту) осматривают, проверяя болтовые соединения в уз­лах, поясах, диагоналях. Вышка должна быть строго верти­кальной, так как небольшой перекос ее вызовет большие за­труднения при спуске колонны. Необходимо также проверить исправность подъемного механизма (лебедки, трактора-подъем­ника), силовых двигателей, прочность их крепления, состояние | отдельных узлов. Особое внимание при этом следует уделять тормозной и талевой системам и талевому канату. В случае не­обходимости талевый канат "следует заменить. Затем необходи­мо проверить насосы и манифольдную линию; наличие и ис­правность элеваторов, круговых ключей, шаблонов и слайдера.

Подготовка обсадных труб. Обсадные трубы* пред-! назначенные для спуска в скважину, необходимо заблаговре­менно доставить на скважину и внимательно осмотреть под ру- ководством мастера по капитальному ремонту скважин.

Трубу укладывают на приемном мосту, каждую нумеруют и замеряют ее длину. Резьбу труб и муфт тщательно очищают

щеткой, промывают керосином и проверяют калибром. Дефект­ные трубы отбраковывают при осмотре, а также в процессе свинчивания их во время спуска. Если в процессе навинчивания ручным способом труба на 5-6 ниток не довинчивается, то ее необходимо заменить. Трубу также заменяют, если она свобод­но завинчивается вручную до конца резьбы. Для замены отбра­кованных труб на скважине необходимо иметь их запас (5% от длины спускаемой колонны).

Одновременно с обсадными трубами на скважину доставля­ют элементы низа обсадной колонны, обеспечивающие ее успеш­ный спуск и цементирование.

Конструкция низа эксплуатационной колонны состоит из. башмачной направляющей пробки, башмака, башмачного пат­рубка, обратного клапана, упорного кольца и скребков. Реко­мендуется для успешной эксплуатации горизонта с низким плас­товым давлением с целью предотвращения цементации пор и. облегчения условий освоения скважины эксплуатационную ко­лонну спускать с готовым фильтром. В этом случае конструк­ция низа колонны должна состоять из башмачной направляю­щей пробки, башмака, фильтра необходимой длины, удлинен­ной воронкообразной муфты с прямым клапаном, короткого за­ливочного патрубка, эластичной брезентовой воронки, обратно­го клапана и упорного кольца.

При спуске хвостовика конструкция низа аналогична описан­ной выше с той лишь разницей, что в процессе цементирования без использования заливочных пробок упорное кольцо не уста­навливают и последнюю обсадную трубу спускают с воронкой.

Подготовка ствола к спуску колонны. Для ус­пешного спуска эксплуатационной колонны ствол скважины от окна до забоя расширяют (прорабатывают) гидравлическим расширителем или эксцентричным долотом с таким расчетом, чтобы диаметр ствола не менее чем на 15-20% был больше диаметра муфт колонны труб, подлежащих спуску. Скорость проработки ствола не должна превышать 12-15 м/ч; подача инструмента должна быть равномерной, осевая нагрузка на до­лото-на 20-30% меньше, чем в.процессе бурения при макси­мальной подаче насосов. Качество бурового раствора должно отвечать требованиям геолого-технического наряда. После про­работки скважину промывают в течение времени, необходимом для замены одного или двух объемов жидкости в ней.

Для крепления второго ствола спускают сплошную колонну или хвостовик.

Сплошную колонну спускают в пробуренный ствол в том случае, когда колонна, в которой проводили рабо­ты, деформирована выше вскрытого окна или имеет большой диаметр. При этом необходимо следить за соблюдением очеред­ности спуска обсадных труб "и за показаниями гидравлического индикатора массы.

При понижении нагрузки на крюке следует ствол скважины промыть до восстановления нагрузки, затем продолжать спуск. Первую нижнюю трубу пропускают через окно с промывкой. Кроме того, промывать скважину необходимо в интервалах, предусмотренных планом спуска колонны. Проверка доведения колонны до забоя достигается допуском труб с промывкой сква­жины. При этом нагрузка не должна превышать 20-40 кН.

Хвостовик спускают на бурильных трубах со специаль-

ным переводником, имеющим левую резьбу. Конец хвостовика
должен располагаться в эксплуатационной колонне на 15-
20 м выше вскрытого окна. Верхнюю часть его оборудуют ворон­
кой, наибольший диаметр которой должен быть на 10-12 мм
меньше внутреннего диаметра колонны, в которой производи­
лась зарезка. Нижнюю трубу пропускают через окно с промыв­
кой скважины. При спуске последующих обсадных или буриль­
ных труб их заполняют буровым раствором. После окончания

спуска труб навинчивают ведущую бурильную трубу, восстанав-ливают циркуляцию и проверяют состояние забоя промывкой.

Цементирование колонны

Цементирование обсадной колонны -одна из самых ответст-

венных операций, от успешности которой зависит дальнейшая
нормальная эксплуатация скважины.

Способ цементирования выбирают в зависимости от вида ко­лонны, спущенной в пробуренный ствол (сплошной или хвосто-

Одноступенчатое цементирование. После окон­чания спуска сплошной эксплуатационной колонны в процессе

подготовки скважины к цементированию колонну обсадных труб периодически расхаживают и непрерывно промывают сква-

жипу для предотвращения прихвата колонны. Башмак ее уста­навливают на 1-2 м выше забоя, устье оборудуют цементиро­вочной головкой и закачивают расчетный объем цементного раствора.

Прокачав расчетное количество цементного раствора, отвин-

чивают стопорные болты на цементировочной голоэке*и закачи­вают расчетное количество продавочного бурового раствора.

Как только заливочная пробка дойдет до упорного кольца

«стоп», наблюдается резкий подъем давления, так называемый

удар. На этом процесс цементирования заканчивается. Краны на головке закрывают, и скважину оставляют в покое на срок, необходимый для твердения цементного раствора.

При цементировании неглубоких скважин с небольшим подъ-

емом раствора за колонной в качестве продавочной жидкости применяют обычную воду.

Цементирование хвостовика. После промывки ствола скважины на устье ее устанавливают цементировочную

головку, в которую вставляют верхнюю секцию разделительной

заливочной пробки. Закачивают расчетное количество цементно­го раствора, который продавливают буровым раствором или водой. Когда будет продавлен в объеме, равном внутреннему объему бурильных труб, верхняя секция пробки войдет в ниж­нюю и перекроет отверстия кольца. При этом давление в бу­рильных трубах резко возрастет. Шпильки, удерживающие нижнюю секцию в переводнике, срезаются, и обе секции как одно целое перемещаются вниз по хвостовику до резкого подъ­ема давления. После этого колонну необходимо посадить на забой и путем вращения инструмента по часовой стрелке осво­бодить бурильные трубы с переводником от хвостовика и вы­мыть излишек цементного раствора. Через 16-20 ч электротер­мометром следует определить высоту подъема цемента за ко­лонной, оборудовать устье скважины (в случае спуска сплош­ной колонны), испытать колонну на герметичность и перфори­ровать в интервале продуктивного пласта.

Заключительный этап процесса восстановления скважины методом зарезки и бурения второго ствола - испытание эксплуа­тационной колонны на герметичность, перфорирование отверс­тий против продуктивного горизонта и освоение скважины (вы­зов притока нефти или газа из пласта).

ЛИКВИДАЦИЯ СКВАЖИН [ЛС]

Скважины, дальнейшее использование которых признано не­целесообразным, подлежат ликвидации. Причины ликвидации могут быть следующие.

1. Сложная авария и доказанная техническая невозможность
ее устранения, а также невозможность использования скважины
для других целей, например: в качестве наблюдательной, нагне­
тательной, пьезометрической и т. д.

2. Отсутствие нефтенасыщенных горизонтов, вскрытых дан­
ной скважиной, и невозможность ее использования для других
целей (углубление, переход, использование в качестве погло­
щающей для закачки сточных вод и т. д.).

3. Полное обводнение законтурной водой и отсутствие в ее
разрезе объектов для перехода.

4. Расположение скважины в застроенных ".и занятых зонах
(предприятия, жилые массивы, водохранилища и т. д.) или в
зонах стихийных бедствий (землетрясения, оползни и т. д.).

Материалы по ликвидации скважин оформляют в соответ­ствии с существующими положениями и согласуют с органами государственного горно-технияескэго надзора.

В процессе ликвидации скважины извлекают подземное обо­рудование и максимально возможное число обсадных труб, изо­лируют вскрытые пласты и устанавливают ipenep. Объем и ха­рактер работ зависят от их назначения, конструкции и состояв* ствола. Работы по ликвидации новых скважин, в которые спу-

щеньт только технические колонны (без эксплуатационной), за­ключаются в следующем.

В непродуктивных интервалах в данной скважине устанав­ливают цементные мосты высотой, равной толщине пласта плюс.20 м выше кровли и ниже подошвы. Над кровлей верхнего пла­ста цементный мост устанавливают на высоту не менее 50 м. Ствол заполняют буровым раствором, позволяющим создать давление на забой, превышающее пластовое.

Если в разрезе не обнаружены напорные минерализованные или сероводородные воды, то допускается извлечение техниче­ских колонн, при этом в башмаке последней остающейся ко­лонны устанавливают цементный мост высотой не менее 50 м.

Устье ликвидируемой скважины оборудуют репером следую­щим образом. При оставленной технической колонне на сплюс­нутой сверху трубе диаметром 73 мм на глубину не менее 2 м опускают деревянную пробку и заливают скважину до устья цементным раствором. Над устьем сооружают бетонную тумбу размером 1,0x1,0x1,0 м. Высота репера над этой тумбой долж-. на быть не менее 0,5 м.

При извлеченной технической колонне репер устанавливают в кондукторе или шахтовом направлении, а затем сооружают тумбу размером 1,0X1,0X1,0 м.

Ликвидацию скважин после их опробования при спущенной эксплуатационной колонне производят так же, как описано выше. Обсадные колонны в этом случае извлекают, если залежь чисто нефтяная и отсутствуют напорные минерализованные.пластовые воды, загрязняющие верхние пресные воды.

Если невозможно извлечь обсадные колонны, то устье закры­вают глухим фланцем с вваренным патрубком и вентилем или заглушкой, после чего устанавливают репер.

Ликвидационные работы в эксплуатационных скважинах в связи с полным истощением продуктивных пластов и их обвод­нением, а также в нагнетательных и наблюдательных скважи­нах, которые в дальнейшем не могут быть использованы для других целей, производят так же, как было описано.

Работы в скважинах, подлежащих ликвидации "вследствие технических причин или некачественной проводки и аварий, проводят по специальным прое