10. Формирование устья морской скважины при бурении с спбу

Общие положения

Забуривание с СПБУ вертикального ствола морской скважины под водоотделяюшую колонну является чрезвычайно ответственной технологи­ческой задачей, от решения которой во многом зависит успеш­ная проводка скважины до проектной глубины.

Искривление ствола скважины при забуривании под водоотделяющую колонну приводит к осложнениям, связанным с дополнительными затратами времени и материально-техниче­ских средств при проводке скважины, нарушениям нормаль­ной работы бурильной колонны и устьевого оборудования и к снижению технико-экономических показателей бу­ровых работ.

Поэтому до начала производства буровых работ заранее на точке бурения будущей скважины проводят детальные инженерно-геологические изыскания для определения состава верхних отложений морского дна и их несущей способности для постановки СПБУ на точку бурения.

До выхода на точку бурения СПБУ следует обеспечить всеми необходимыми материалами, топливом, продуктами питания, питьевой и технической водой, машинным маслом, бурильными и обсадными трубами, долотами, тампонажным цементом, глинопорошком и химреагентами для обработки буровых растворов согласно комплектовочной ведомости на весь цикл бурения скважины. Руководством бурового предприятия должен быть утвержден план работ по забуриванию морской скважины, составленный технологической службой и согласованный с Горгостехнадзором и противофонтанной районной службой. В плане работ все технологические мероприятия при бурении и креплении скважины водоотделяющей колонной должны проводиться с соблюдением требований нормативных документов [2],[24],[29],[34],[41].

Подготовительные работы к бурению

Постановка СПБУ на точку бурения осуществляется в соответствии с требованиями правил эксплуатации установки [42].

Закончив постановку СПБУ на точку, буровая бригада проводит подготовительные работы к забуриванию скважины. Для этого необходимо:

- раскрепить находящиеся в транспортном положении на СПБУ оборудование, инструмент, материалы и др.;

- заготовить буровой раствор в объеме, равном двум объ­емам скважины, пробуренной под водоотделяющую колонну.

В целях предотвращения загрязнения окружающей среды запрещается использование химических реагентов при приготовлении бурового раствора. Раствор готовится на основе бентонита с добавлением структурообразователей. Им при необходимости заполняют ствол пробуренной скважины для предотвращения осыпания слабосцементированных отложений, пробуренных на морской воде.

Приготовленный буровой раствор должен иметь следующие параметры: плотность — 1,06-1,10 г/см³, условная вязкость — «не течет».

Для промывки скважины при бурении под водоотделя­ющую колонну необходимо подготовить активную емкость и заполнить ее морской водой, которую будут использовать для забуривания скважины.

Для забуривания скважины необходимо произвести сборку КНБ следующим образом:

— долото диаметром — 660 мм;

— УБТ диаметром 241 мм — 9 м;

—центратор диаметром—660мм;

—УБТ диаметром 241 мм—36м;

— УБТ диаметром 203 мм —9м;

—УБТ диаметром 165мм—9м;

остальное — бурильные трубы диаметром 127 мм.

При расстоянии от ствола ротора до дна моря менее 50 м, наращивание при сборке компоновки в процессе забуривания необходимо производить утяжеленными бурильными трубами.

В период проведения подготовительных работ нужно вести на­блюдение за приливо-отливными течениями.

По данным инженерно-геологических изысканий, фак­тической таблицы приливов и собственных наблюдений нужно опре­делить период времени суток с наименьшей скоростью тече­ния поверхностного и донного слоев воды и определить время забуривания скважины.

По окончании подготовительных работ к бурению необходимо СПБУ предъявить комиссии для получения разрешения на ввод установки в бурение, а также провести инструктаж буровой бригады по технологии забуривания скважины в соответствии с требованиями плана работ.

Бурение ствола скважины

После получения разрешения комиссии на забуривание скважины нужно произвести спуск компоновки бурильного инструмента до дна моря к началу периода времени суток, определенному ранее и установить центрирующую площадку.

С целью обеспечения вертикальности ствола скважи­ны, сохранения целостности бурильной колонны и минималь­ного размыва устья, первые 10 м углубление ствола скважи­ны производить в следующем режиме:

— нагрузка на долото — «с навеса»;

— частота вращения долота — 15 об/мин.;

— расход промывочной жидкости — морской воды —15 л/сек.

Дальнейшее углубление ствола скважины производить в режиме:

— нагрузка на долото— до 5 тс;

— частота вращения ротора — 18-20 об/мин.;

— расход промывочной жидкости (морская вода) – 15 л/сек;

— при бурении до глубины 15 м ниже дна моря — 15 - 20 л/сек.;

— при дальнейшем бурении ниже глубины 15м — 60 - 80 л/сек.

При достижении проектной глубины бурения под водо­отделяющую колонну промыть скважину морской водой с производительностью насосов 90-95 л/сек, в течение 1,5 цик­лов, после чего произвести подъем инструмента.

В случае начала обвалообразования стенок ствола скважины и невозможности дальнейшего углубления, нужно произвести про­мывку ствола буровым раствором в течение 1,5 циклов. Это позволит предотвратить обвал стенок.

Расширение ствола скважины

Для расширения ствола скважины необходимо собрать следующую компоновку бурильной колонны:

— долото диаметром 660 мм;

— механический расширитель диаметром 914 мм;

— УБТ диаметром 241 мм—45м;

— УБТ диаметром 203 мм — 9 м;

— УБТ диаметром 165 мм —9м;

— остальное — бурильные трубы диаметром 127 мм.

Затем нужно произвести спуск компоновки до дна моря, осуществляя контроль за мерой инструмента и осторожно ввести долото в скважину, после чего присту­пить к расширению ствола.

Первые 10 м и дальнейшее расширение ствола сква­жины производить в режиме начала забуривания скважины. При достижений проектной глубины расширения под водоотделяющую колонну скважину нужно промыть морской водой в течение двух циклов с производительностью буровых насо­сов 90-95 л/сек.

Затем необходимо произвести профилактический подъем-спуск для про­верки проходимости компоновки бурильной колонны. При отсутствии затяжек и посадок в процессе профи­лактического спуско-подъема, нужно закачать в скважину буровой раствор в объеме не менее полутора объемов ствола скважины при про­изводительности буровых насосов 90-95 л/сек. Затем необходимо поднять бурильный инструмент так, чтобы долото на­ходилось в скважине на уровне дна моря.

Крепление ствола скважины направлением диаметра 762 мм

При бурении морской скважины с СПБУ водотделяющая колонна ниже морского дна выполняет роль направления.

По истечении двух часов ожидания (технологическая остановка), нужно произвести спуск бурильного инструмента и опре­делить величину недохождения его до забоя. В случае недохождения бурильного инструмента до забоя менее чем на два метра нужно добурить ее до проектной глубины, произвести промывку скважины и подъем инструмента. При отсутствии посадок и затяжек в процессе профилактического спуско-подъема, считать, что скважина подготовлена к спуску колонны.

При недохождении бурильного инструмента до забоя более чем на два метра с промывкой и вращением довести бу­рильный-инструмент до забоя, после чего промыть скважину буровым раствором в течение одного цикла и поднять буриль­ный инструмент. При отсутствии затяжек при подъеме счи­тать, что скважина подготовлена к спуску колонны.

До начала спуска колонны произвести замер длины каждой трубы направления стальной рулеткой, промаркировать их белой краской, проверить резьбовые соединения и смазать их смаз­кой Р-416. При спуске колонны с использованием эдеватора и клиньев, последние должны быть проверены, находиться в ра­бочем состоянии и поданы в буровую.

В буровой нужно подвесить ключи для наворота и крепле­ния обсадных труб. Первую обсадную трубу оборудовать специальным башмаком со встроенным обратным клапаном и седлом адаптора.

Цементировочная колонна, состоящая из бурильных труб, адапторного переводника и центраторов, которая спус­кается в обсадную колонну до ее башмака, должна быть про­мерена и длина ее подобрана так, чтобы превышение муфты цементировочной колонны над столом ротора составляло не более 1,0 - 1,5 м. Это нужно для обеспечения безопасности наворота це­ментировочной головки и обвязки нагнетательными цементиро­вочными линиями.

Для спуска цементировочной колонны нужно подготовить подкладную плиту и два элеватора. Необходимо также иметь на буровой промывочную головку-переводник под обсадную колонну 30’’.

За одни сутки до цементирования необходимо произвести аэра­цию цемента в системе транспортировки и хранения сыпучих материалов, проверив ее работоспособность, и обеспечить работоспособность в процессе цементирования.

До спуска колонны на подготовленную последнюю трубу в компоновке колонны нужно приварить 6 проушин для натяже­ния с помощью тросов. Конструкция проушин и крепление их должны обеспечивать надежную подвеску направления к корпусу СПБУ.

Заранее, то есть до начала спуска колонны, нужно произвести контрольный анализ цементного раствора, определив плотность, растекаемость и сроки начала и кон­ца схватывания. В случае несоответствия результатов конт­рольного анализа с данными анализа лаборатории нужно согласовывать изменение рецептуры с главным инженером бурового предприятия.

До начала спуска колонны со всеми членами буровой бригады, которые будут производить спуск и цементирование обсадной колонны, необходимо произ­вести инструктаж по технологии спуска и правилам техники безопасности при вы­полнении указанных работ.

Нужно также проверить готовность всего оборудования СПБУ и инструмента к спуску и цементированию колонны, в том чис­ле буровую вышку, талевую систему, устранить замечания и составить акт о ее готовности к проведению планируемых работ.

Все подготовительные работы к спуску колонны необходимо производить с одновременной подготовкой ствола скважины к ее спуску.

Затем нужно собрать компоновку низа обсадной колонны — баш­мак с обратным клапаном и встроенным седлом адаптера. Спуск колонны производить с помощью элеватора и клиньев под обсадную колонну. Наворот трубы осуществляется с по­мощью шпилевой катушки буровой лебедки с докреплением машинными ключами с заранее заданным крутящим моментом.

Спуск обсадной колонны производить плавно, доливая в каждую трубу морскую воду до уровня моря, т. е. не менее 5,0 м³ и производя тщательный контроль длины спущенной колонны. Муфтовые соединения, входящие в длину колонны ниже уровня дна моря, обварить прерывистым швом длиной по 100 мм; первые резьбовые соединения, расположенные ни­же и выше подвесного устройства, не обвариваются; на после­дующие соединения обсадных труб, спускаемых после подвес­ного устройства, привариваются пластины размером 200х60х10 мм в количестве 3 штук. Обварку резьбовых соединений производить по специальной технологии, утвержденной руководством бурового предприятия. Наружную поверхность трубы ниже подвесного устройства (5-6 м) нужно покрыть техническим вазели­ном (солидолом).

Ввод башмака обсадной колонны в ствол скважины необходимо производить медленно, не допуская разгрузки обсадной колон­ны более двух тонн. В случае непопадания башмака колонны в устье сква­жины спуск колонны нужно прекратить и продолжить в период вре­мени суток, определенный в соответствии с требованиями настоящей работы.

Нужно иметь на буровой подгонные патрубки для подбора длины обсадной колонны в количестве не менее четырех штук с размерами: 2, 3, 4, 6 м.

В компоновке водоотделяющей колонны в интервале 0,5-1,5 м ниже дна моря нужно также предусмотреть установку узла (подвес­ки) системы «Ветко» для отворота обсадной колонны или спе­циального посадочного кольца в муфте для подвески компо­новки и отворота водоотделяющей колонны при уходе с точ­ки бурения.

Подбор длины спускаемой колонны производится с таким расчетом, чтобы иметь зумпф не более 3,0-3,5 м. Опре­деление забоя скважины путем нащупывания обсадной колон­ной не производится. При достижении проектной глубины спуска и после посадки колонны на клинья в роторе, собрать из бурильных труб и спустить це­ментировочную колонну, используя подкладную вилку и эле­ваторы, низ которой оборудовать цементировочным адапторным переводником. Длина цементировочной колонны должна обеспечить ввод наконечника адаптера в седло башмака об­садной колонны и выход над столом ротора на 1,0-1,5 м. Це­ментировочную колонну оборудовать двумя пружинами центраторами, первый — над переводником адаптера, второй — через одну свечу. Диаметр центраторов должен быть на 2-3 мм меньше внут­реннего диаметра колонны.

В случае посадки обсадной колонны при ее спуске и невозможности дальнейшего спуска, промыть скважину буро­вым раствором, закачав его при производительности насоса 90-95 л/сек. 1,5 объема кольцевого пространства. В процессе промывки колонну необходимо расхаживать. После промывки при возможности продолжить спуск колонны до забоя. При отсутствии такой возможности произвести подъем обсадной колонны и прис­тупить к повторной подготовке ствола скважины по дополни­тельному плану.

После спуска цементировочной колонны нужно соединиться адапторным переводником с седлом путем плавной разгрузки ее веса, навернуть на нее цементировочную головку и обвязать цементировочной линией. Заполнить водоотделяющую колонну водой до устья и проследить за изменением уровня. Дополнительно проверить герметичность соединения цементировочной колонны с водоотделяющей путем прокачки буферной жидкости в объеме 2-3 м³ со скоростью закачки продавочной жидкости. Считать соединение герметичным при условии отсутствия изменения уровня между цементировочной и водоотделяющей колоннами.

Затем необходимо произвести опрессовку цементировочной линии на 1,5 краткое давление от максимально ожидаемого давления в про­цессе цементирования и составить акт.

После опрессовки нужно закачать в цементировочную линию в качестве буферной жидкости техничес­кую воду, обработанную 1,5-2% КМЦ или 3-5 % серогеля, в объеме не менее 6,0 м³.

Цементный раствор затворяется на морской воде с использованием цемента тампонажного низкотемпературного (ЦТН), обладающего малыми сроками схватывания и быстрым нарастанием прочности цементного камня (см. главу …). Применение облегченного тампонажного цемента не допу­скается.

Рецептура тампонажного раствора подбирается в ла­боратории буровых и тампонажных растворов. Срок годности рецептуры устанавливается 10 дней. По истечении указанного срока опыты по подбору рецептуры повторяются.

Подбор рецептуры проводится при водоцементном отношении 0,40-0,45 и растекаемости 18-20 см. При этом начало схва­тывания тампонажного раствора из указанного цемента (ЦТН)при температуре 1-2°С составляет 2,0-2,5 часа, окончание — не более 3 часов.

Цементируя нужно цементный раствор закачать при максимально воз­можной производительности насосов в количестве не менее двух объемов кольцевого пространства, постоянно контролируя и регулируя плотность раствора, не допуская отклонения последней более ± 0,02 г/см³ от заданной, отобрать пробы це­ментного раствора. При цементировании направления оно должно находиться в подвешенном состоянии на клиньях ротора. Категорически запрещается разгружать колонну на забой скважины как при цементировании, так и впериод ОЗЦ.

После окончания закачки цементного раствора необходимо закачать расчетное количество продавочной жидкости (техническую воду). Затем нужно проверить герметичность обратного клапана по от­сутствию перелива из бурильной колонны при открытом кра­не на цементировочной головке. Необходимо также поднять цементировочную колонну и оставить об­садную колонну на клиньях в роторе на период ОЗЦ (12 часов). В период ОЗЦ нужно произвести подсоединение тросов талреп для натяжения водоотделяющей колонны (рис. 7.1.)

После окончания период ОЗЦ в соответствии с требованиями плана работ оборудуют устья скважины, устанавливают необходимое оборудование, обеспечивающее вход циркуляции бурового раствора из скважины в желобную систему при бурении под кондуктор диаметром 20” (508 мм).

После бурения скважины под кондуктор и крепления скважины оборудуют устье в соответствии с требованиями техпроекта. Затем бурят скважину под обсадную колонну диаметром 13” спускают колонну в соответствии с требованиями нормативных докуменетов [41], [42] и оборудуют устье скважины противовыбросовым оборудованием (рис 7.2).

Рис. 7.1. Схема формирования устья морской скважины 1 Южно-Долгинской при бурении с СПБУ

Рис. 7.2. Схема оборудования устья морской скважины №1 Южно Долгинской после спуска промежуточной обсадной колонны 13"