Геофизическое сопровождение работ, выполняемых в скважинах приборами на кабеле и бурильных трубах

Важность использования планшайбы

Планшайба является неотъемлемой частью устьевой арматуры скважины и имеет важное значение при проведении исследований скважин. Она является специальным элементом, предназначенным для определения механических и физических характеристик пласта, а также для предотвращения разрушения скважины во время проведения экспериментов

Одним из основных преимуществ использования планшайбы является возможность контроля давления в скважине. Планшайба позволяет замерять давление, поддерживаемое внутри скважины, и управлять им с целью проведения различных испытаний. Благодаря этой возможности можно определить проницаемость пласта, вязкость флюидов, а также другие важные параметры месторождений, что позволяет принимать обоснованные решения по добыче и разработке нефтегазовых месторождений.

Еще одно преимущество использования планшайбы – предотвращение разрушения скважины при проведении исследований. Зачастую, при проведении испытаний на скважинах, возникает риск разрушения ствола скважины и потери ценного оборудования. Планшайба выполняет роль уплотнителя, предотвращая нагнетательное воздействие на скважину, что позволяет снизить риск разрушения и обеспечить безопасную работу на месте исследований.

Таким образом, использование планшайбы на устьевой арматуре скважины является необходимым элементом при проведении исследований. Она позволяет контролировать давление в скважине, определять характеристики пласта и предотвращать разрушение скважины. Планшайба является важным инструментом для изучения и оптимизации работы нефтегазовых месторождений и повышения их эффективности.

Технология применения планшайбы

Планшайба является неотъемлемой частью устьевой арматуры при исследовании скважин. Она используется для обеспечения герметичности и надежности работы скважины. Применение планшайбы позволяет создать герметичное соединение между скважиной и долотом, что обеспечивает более точные и надежные результаты исследования.

При использовании планшайбы происходит герметизация соединения между устьевой арматурой и долотом. Это позволяет исключить возможность протечек и потери контроля над жидкостью в скважине. Планшайба создает надежное уплотнение и предотвращает перетекание жидкости между скважиной и окружающей средой.

Применение планшайбы позволяет также улучшить процесс исследования скважины. Она способствует лучшему контролю над давлением и потоком жидкости в скважине. Благодаря планшайбе можно достичь более точных и надежных результатов исследования, что позволяет принимать обоснованные решения на основе полученных данных.

Технология применения планшайбы включает следующие шаги:

• Подготовка устьевой арматуры и долота;
• Установка планшайбы между устьевой арматурой и долотом;
• Надежное закрепление планшайбы;
• Проверка герметичности соединения;
• Процесс исследования скважины.

Таким образом, технология применения планшайбы имеет ключевое значение при исследовании скважин. Она обеспечивает герметичность и надежность работы скважины, а также позволяет получить более точные и надежные результаты исследования.

Устройство

Качественное обустройство устья преследует несколько целей:

1. Простота монтажа насосного механизма и последующая его эксплуатация.
2. Постоянный доступ к устройствам ствола шахты.
3. Препятствие попадания в питьевую воду грязи и примесей.
4. Надежная герметизация обсадной трубы.
5. Препятствие промерзания ствола в холодное время года.

Устьевая арматура

Первое – оголовок. Устанавливается непосредственно на обсадную и закрепляется специальными болтами. По наружной части укладывается резиновое уплотнительное кольцо для предотвращения течи.

Второе – разгрузочная обвязка. Сложный элемент узла подачи воды из устья. На верхнем участке располагаются тройники, шаровые задвижки, обратные клапаны, фильтры грубой очистки. Все узлы и агрегаты работают во взаимодействии друг с другом. Порядок расположения агрегатов зависит от количества заборных устройств и объема потребления воды. В каждом проекте рассчитываются индивидуально.

Третье – кессон. Чтобы защитить источник от попадания в него глины, грунта, верховодки, а также для предупреждения промерзания оборудование закрывают кессоном. Это короб из пластика, кирпича, бетона или любого другого прочного материала, который полностью закрывает обсадную вместе со всеми агрегатами. Кессон может быть куплен в готовом виде или собран самостоятельно.

Четвертое – насос. Самый главный элемент добычи жидкости из недр. Чем меньше расстояние от поверхности воды до насосной станции, тем легче крыльчатке втянуть и направить воду. Именно поэтому лучше ставить прибор возле оголовка.

Пятое – оборудование для автоматического отслеживания неполадок, аварийные сигнализаторы, датчики исправной работы системы водоснабжения. Автоматика монтируется рядом с насосом, что позволяет работать всем узлам практически автономно.

Схема

Обсадная труба, выходящая из земли на поверхность на метр. Оголовок, на него вешается все оборудование. Погружник, кабель, шланг, водораспределительный узел. Насосная станция для глубоких артезианских шахт. Электронные датчики автономной работы источника. Выход полностью закрывается защитным коробом или кессоном.

13.6 Работы в скважинах с мечеными жидкостями

13.6.1 В основу технологии положен способ контролируемого гидродинамического воздействия на скважину и прискважинное пространство посредством циклических закачек растворов радона или короткоживущих изотопов натрия, обладающих повышенной гамма-активностью, которая быстро (десятки часов) снижается во времени вследствие коротких периодов полураспада обоих изотопов, либо солей бария («буры»), обладающих аномально высокими нейтронными характеристиками. Контроль процессов и индикацию интервалов поглощения меченой жидкости ведут в первых двух случаях с помощью ГК, в последнем случае — с помощью НК.

Работы выполняют в необсаженных скважинах с целью выделения коллекторов, в том числе трещинных, при исследованиях сложных разрезов; в обсаженных скважинах — для определения негерметичных интервалов обсадных колонн и выявления заколонных перетоков.

Благоприятные условия применения соблюдаются в вертикальных и слабонаклонных неработающих скважинах. Применение технологии ограничено в скважинах: горизонтальных и сильно наклонных; оборудованных НКТ и обладающих приемистостью ниже 1,0 м3/сут; глубиной свыше 1000 м, не имеющих НКТ, приемистость которых меньше 20,0 м3/сут.

13.6.2 Работы с мечеными растворами являются радиационно опасными, так как радиоактивные вещества применяются в жидком или газообразном состояниях, создающих при их утечке потенциальную опасность радиоактивного загрязнения людей, промыслового оборудования и окружающей среды. Их выполняют, руководствуясь специально разработанными инструкциями, регламентирующими обеспечение радиационной безопасности, предотвращение и локализацию возможных радиоактивных загрязнений, радиационный контроль уровней загрязнений и учет индивидуальных доз облучения персонала, санитарную обработку людей, имеющих радиоактивное загрязнение кожных покровов, и дезактивацию оборудования.

13.6.3 Приготовление меченых растворов производят непосредственно на скважине с помощью насосного агрегата. Предварительно подготавливают вещества с повышенной гамма-активностью: радон — в медицинском барбураторе, изотоп натрия — в транспортируемой активационной установке, облучая двууглекислый натрий (Na2CO3) каротажными ампульными нейтронными источниками суммарной активностью (2-5)•107 нейтронов в секунду в течение 45 ч.

13.6.4 Для выделения интервалов поглощения меченых жидкостей необходимо выполнить измерения ГК или НК, по крайней мере, трижды: до начала воздействия; после попадания жидкостей в породы или в затрубное пространство; после промывки скважины от следов меченого вещества.

Реально выполняют 3-7 записей, прослеживая продвижение меченых жидкостей в исследуемом интервале.

13.6.5 В необсаженных скважинах поиск проницаемых пород ведут в призабойной части, которая находится ниже низа бурильных труб на 40-50 м. Продавливание меченой жидкости, объем которой составляет 2-2,5 м3, осуществляют буровыми насосами через бурильные трубы. При достижении меченой жидкостью исследуемого интервала производят активацию продавливания посредством многократных подъемов и спусков бурильных труб в пределах одной свечи.

13.6.6 В обсаженных скважинах меченую жидкость продавливают в исследуемый интервал с помощью насосного агрегата, контролируя ее перемещение прибором ГК или НК, опущенным в скважину через лубрикатор.

13.6.7 Выделение поглощающих пластов (коллекторов в открытом стволе, мест повреждения обсадной колонны в обсаженной скважине) ведут по положению аномалий естественной гамма-активности или нейтронных характеристик, выявленных в результате контролируемого воздействия.

Место повреждения колонны отмечается резким изменением показаний ГК или НК и его стабильным положением во времени.

Интервал заколонного перетока определяется как интервал между местом негерметичности и поглощающим пластом. Его выделяют по появлению еще одной аномалии и постепенному снижению ее амплитуды во времени в границах поглощающего пласта.

13.6.8 Подготовку и проведение работ, обработку и оформление результатов ведут с соблюдением требований раздела 6.

13.7 Ликвидация асфальтеновых, гидратных и парафиновых образований

13.7.1 Ликвидацию асфальтеновых, гидратных и парафиновых осложнений в насосно-компрессорных трубах (осадок на стенках, пробки) осуществляют с помощью электронагревателей прямого действия — ТЭНов, электрохимических и индукционных, опускаемых в скважину на геофизическом кабеле.

13.7.2 Комплект оборудования для проведения работ содержит: каротажный подъемник; геофизический или специальный кабель, обеспечивающий подачу к нагревателю требуемой мощности электрического тока; лубрикатор с боковым вентилем для стравливания жидкости; разделительно-повышающий трансформатор, разделяющий нагреватель и общую электрическую сеть промысла; нагреватель.

Подключение трансформатора к сети выполняют по стандартной схеме — четырехпроводной линией с глухозаземленной нейтралью или трехпроводной линией с заземлением на контур.

Заземление трансформатора и подъемника выполняют медными проводами сечением не менее 16 мм2. Суммарная величина сопротивления заземляющего провода и контура заземления (устья скважины) не должна превышать 4 Ом.

13.7.3 Работы выполняют по планам, которые составляют на каждую скважину и утверждают у главного инженера нефтепромыслового предприятия.

13.7.4 Готовность скважины к проведению работ по ликвидации осложнений оформляется двусторонним актом, который подписывают представитель недропользователя и начальник геофизической партии (отряда). Подготовка должна соответствовать требованиям приложения Б. Кроме того:

• не далее, чем в 5 м от устья, должна быть установлена емкость для сбора жидкости, стравливаемой через боковой вентиль лубрикатора;
• скважина (НКТ) должна быть заполнена жидкостью до устья;
• в скважинах, где ожидается буферное давление более 3 МПа, содержащих нефтяные пласты с газовым фактором более 100 м3/м3 и во всех газовых скважинах, в которых отсутствует свободный выход газа, ликвидацию осложнений производят с использованием цементировочного агрегата или другого насоса, подсоединенного к выкидной линии фонтанной арматуры и предназначенного создавать противодавление в НКТ с целью исключения самопроизвольного выброса электронагревателя.

13.7.5 Спуск нагревателя в скважину производят через лубрикатор при закрытых задвижках на выкидных линиях и открытых трубной и затрубной задвижках со скоростью не более 5000 м/ч. При подходе и в предполагаемом интервале осложнения скорость спуска уменьшают до 1000 м/ч и далее до 100 м/ч.

Контроль за глубиной спуска ведут с помощью механического счетчика и датчика глубин, установленного на мерном ролике.

13.7.6 Подачу напряжения питания на электронагреватель производят только после его спуска в интервал осложнения. Пусковой ток составляет 20-40 А, номинальный — 20-30 А.

В процессе проведения работ осуществляют регистрацию тока питания нагревателя, глубины его спуска и хронометраж работ.

13.7.7 После прохождения электронагревателем 10-15 м в интервале осложнения, но не более чем через один час его работы, производят подъем нагревателя до устья скважины с последующим спуском до места последнего прогрева.

13.7.8 После разрушения осложнения по всему интервалу электронагреватель выключают и поднимают на поверхность.

За 50 м до устья скважины прекращают подъем нагревателя лебедкой и вручную втягивают его в лубрикатор. Закрывают центральную задвижку фонтанной арматуры, сбрасывают давление в лубрикаторе и извлекают нагреватель.

13.7.9 Работы прекращают досрочно, если при повторных спуско-подъемах нагревателя и прогревах в течение 1-2 ч он останавливается на одной глубине, что свидетельствует о нахождении в НКТ посторонних предметов (металла, проволоки и т.п.).

13.7.10 При прихвате геофизического кабеля, вызванного застыванием асфальтеновых или парафиновых отложений выше нагревателя, необходимо его разогреть подачей со вторичной обмотки трансформатора через коллектор каротажной лебедки трехфазного напряжения.

Принципы правильного обустройства

• Вокруг устья обязательно должно проводиться уплотнение грунта или заливка слоя бетона.
• Герметизация верхней части ствола производится с учетом геодезических особенностей местности.
• Кессон обязательно нужно утеплить.
• Установка оголовка и запечатывание производятся сразу после бурения шахты и ее прокачки.
• Насосное оборудование монтируется как можно ближе к устью.
• Обвязка источника ведется с учетом ее дебита.

Обвязка устья скважины – это монтаж оборудования для подачи воды на поверхность через входное отверстие ствола шахты. Насос, погруженный в обсадную или установленное на поверхности, присоединяется к шлангу, проходящему через крышку оголовка.

Для устройства кессона потребуется подготовка прочной и надежной основы. Вокруг шахты обкапывают грунт и насыпают ПГС. На хорошо утрамбованную основу заливают бетон слоем до 10 сантиметров. Такой фундамент выдержит и пластиковый кессон, и кирпичный короб. Снаружи стены обязательно обрабатывают гидроизоляционными материалами. Внутри утепляют.

13.2 Геофизическое сопровождение вторичного вскрытия коллекторов

13.2.1 Геофизическое сопровождение вторичного вскрытия пластов перфорацией требуется для решения задач:

• контроля за спуском в скважину перфоратора на кабеле;
• привязки интервалов перфорации к геологическому разрезу;
• контроля за фактом и полнотой срабатывания перфоратора;
• определения фактического положения интервала перфорации;
• оценки качества прострелочных работ.

13.2.2 Контроль за спуском перфоратора обеспечивают, комплектуя его в одной сборке с локатором муфт (ЛМ) и зондами ГК и/или НК, если детекторы последних выполнены в противоударном исполнении.

Для выполнения требований «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» и «Единых правил безопасности при взрывных работах» перед спуском перфоратора (во время шаблонирования или после) необходимо провести регистрацию значений температуры и давления от устья до интервала перфорации.

13.2.3 Привязку к глубине интервала перфорации обеспечивают с помощью тех же методов — ЛМ, ГК, НК. Привязку реализуют посредством следующих операций:

• в скважину опускают до искусственного забоя сборку модулей ЛМ, ГК, НК и при ее подъеме проводят запись кривых с детальностью, соответствующей детальности этих кривых, полученных ранее;
• сопоставляют кривые по глубине и над верхней границей планируемого интервала перфорации на привязочных кривых ГК, НК, ЛМ ставят метку;
• на геофизическом кабеле между устьем скважины и подъемником завязывают привязочную метку, хорошо различимую для машиниста подъемника, положение которой соответствует метке, выставленной на кривых ГК, НК, ЛМ;
• по кривым ГК, НК и ЛМ рассчитывают расстояние от привязочной метки до нижней границы планируемого интервала перфорации.

При вскрытии пласта «снизу-вверх» положение первой метки на кабеле для установки перфоратора находят, откладывая на кабеле от привязочной метки в сторону подъемника отрезок, равный длине интервала перфорации, и завязывая в его конце двойную метку.

13.2.4 Факт срабатывания перфоратора устанавливают по звуковым эффектам, сейсмоакустическим сигналам, рывку кабеля. Для перфораторов, спускаемых на кабеле, срабатывание фиксируют по замыканию электрической цепи перфоратора, вызванному скважинной жидкостью. Оценку полноты срабатывания корпусных перфораторав и перфораторов, спускаемых на НКТ, выполняют внешним осмотром после их извлечения из скважины.

Для разрушающихся перфораторов оценка полноты срабатывания решается по материалам исследований акустическим телевизором (сканером).

13.2.5 Определение фактического положения интервала перфорации является обязательным во всех случаях, кроме спуска перфоратора на НКТ. Контроль положения интервала перфорации осуществляют:

• локацией муфт и отверстий (ЛМ);
• по данным термометрии, если они получены непосредственно после перфорации (эффективность выделения максимальна для бескорпусных перфораторов);
• по данным электромагнитной (магнитоимпульсной) дефектоскопии колонн, которая также эффективна в случае применения бескорпусных перфораторов, создающих трещины в обсадных трубах или раздувающих их;
• по результатам АК-сканирования.

При проведении дострелов и уплотнения перфорации определение фактического положения достреленного интервала устанавливают по результатам термометрии и АК-сканирования.

13.3 Сверлящая перфорация

13.3.1 Сверлящую перфорацию применяют для избирательного повторного вскрытия без ударного воздействия тонких нефтенасыщенных пластов, расположенных рядом с водонасыщенными породами, и для создания ремонтных отверстий в многоколонных скважинных конструкциях при ремонте скважин.

Разные модели сверлящих перфораторов позволяют производить вторичное вскрытие коллекторов в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах. При необходимости сверления нескольких отверстий в одной плоскости прибор комплектуют модулем углового ориентирования, который осуществляет поворот перфоратора вокруг его оси на заданный угол (без азимутальной привязки углов).

13.3.2 После получения заявки на проведение работ подготовка к проведению сверлящей перфорации заключается в получении материалов ГИС, необходимых для привязки интервала перфорации к разрезу; в ревизии скважинных приборов согласно требованиям эксплуатационной документации; проверке электрической изоляции приборов и наземных устройств (трансформатора, панели управления и автоматического выключателя).

Пробным пуском проверяют работоспособность прибора, контрольное время выхода и возврата в исходное положение прижимного рычага и сверла.

13.3.3 Работа на скважине включает операции:

• привязку интервала перфорации к глубине;
• приведение скважинного прибора и наземных устройств в рабочее состояние (заземление наземных устройств, долив рабочей жидкости в компенсатор давления, пробный пуск прибора на устье скважины);
• спуск прибора в интервал перфорации и производство сверлений;
• подъем прибора на дневную поверхность.

13.3.3.1 Привязку точек сверления выполняют согласно требованиям раздела 6 и пп. 10.2.4.2.

13.3.3.2 Перед включением прибора и проведением сверлений заземляют панель управления и трансформатор (помимо заземления лаборатории и подъемника), выполняют пробный пуск прибора с контролем выхода и возврата в исходное положение прижимного рычага и сверла.

13.3.3.3 Спуск прибора в интервал перфорации ведут со скоростью не более 5000 м/ч.

13.3.3.4 Отдельные этапы операции сверления (выход прижимного рычага и сверла, сверление металла, цемента и породы, возврат сверла и прижимного рычага в исходное положение) визуально контролируют по времени и по показаниям стрелочных приборов, размещенных на панели управления.

13.3.4 Время проведения и объемы сверления документируют актом, аналогичным по форме и содержанию акту на проведение кумулятивной или пулевой перфорации.

13.3.5 Контроль расположения перфорационных отверстий осуществляют по материалам акустического сканирования или электромагнитной (магнитоимпульсной) дефектоскопии.

Устьевое оборудование

Обсадная труба бывает из металла, пластика или полиэтилена. В зависимости от материала изготовления оголовок устанавливается по разным технологиям. К стальной обсадной приваривается фланец. На него крепится ответный, на котором и будет располагаться все оборудование. Крышка должна быть глухой. В верхней части монтируется резьба и распределительный узел, если используется станция, а не погружной насос. Сквозь крышку продевается труба или шланг подачи воды.

Оголовок для полиэтиленовой или пластиковой трубы практически не отличается от стального. Те же фланцы и болты, но прокладка между соединениями ставится резиновая, а не паронитовая. В заводском исполнении на крышке оголовка есть отверстия с цанговым зажимом под шланг или трубу, которая погружается в ствол шахты. Ввод кабеля осуществляется через патрубок с резиновым уплотнением. Для удобства монтажа и ремонта на фланце закреплены крючки с двух сторон.

13.5 Интенсификация притоков по методике акустического воздействия

13.5.1 Метод акустического воздействия основан на возбуждении в интервале перфорации акустического поля.
Применяется для увеличения проницаемости прискважинной зоны пласта за счет очистки перфорационных отверстий и пор коллектора от механических примесей, газогидратных и асфальтеново-смолистых отложений и усиления ряда физических процессов — уменьшения сил поверхностного натяжения в капиллярах, устранения турбулизации и повышения скорости фильтрации, уменьшения вязкости извлекаемого флюида и др.

13.5.2 Основными характеристиками метода являются: частота (спектр частот) воздействующего акустического поля; интенсивность поля; механизм возбуждения (импульсный или непрерывный); время воздействия на пласт. Из-за многообразия физических процессов, лежащих в основе метода, и их недостаточной изученности, эти параметры подбираются опытным путем применительно к конкретным объектам интенсификации.

13.5.3 В аппаратуре для акустического воздействия частота акустического поля изменяется от долей Гц до десятков кГц.
Для возбуждения поля со спектром частот 0,1 Гц-1 кГц используют электрогидравлические излучатели, обеспечивающие электрический пробой в жидкости, инициированный сжиганием калиброванной проволочки, и позволяющие создать давление упругого воздействия до 10 МПа.

Для возбуждения поля с частотами от единиц до десятков килогерц применяют магнитострикционные или пьезоэлектрические преобразователи, обеспечивающие интенсивность поля на оси скважины до 10 кВт/м2.

13.5.4 Методика исследований определяется производителем работ в соответствии с техническими параметрами аппаратуры, характеристиками объекта интенсификации и имеющегося опыта (технологии) работ.

Допускается проведение акустического воздействия как в остановленных, так и в работающих скважинах. Импульсное воздействие по результатам предпочтительнее непрерывного за счет формирования более широкого спектра частот. Продолжительность воздействия изменяется от долей часа до нескольких часов на 1 м перфорированного интервала.

13.5.5 Рекомендуется комплексирование метода акустического воздействия с другими методами интенсификации добычи. Для повышения извлекаемости вязких нефтей акустическое воздействие должно сопровождаться работами по интенсификации, направленными на снижение вязкости (термическое воздействие и др.).

В сложных случаях рекомендуется возбуждение колебаний в максимально широком спектре частот, в частности, комбинированное воздействие на пласт, обеспечивающее как гидроударные эффекты, так и декольматацию приствольной зоны ультразвуковыми волнами, при условии многократного циклического воздействия на пласт.

При значительной кольматации призабойной зоны акустическому воздействию должна предшествовать кислотная обработка.
13.5.6 В документации выполнения работ по акустическому воздействию обязательно отражаются показатели по п. 13.5.2.

13.5.7 Критерием эффективности акустического воздействия является изменение дебита объекта интенсификации относительно первоначального и увеличение периода времени между обработками.

13.5.8 Метод наиболее эффективен в терригенных коллекторах с пористостью 12-30 % и проницаемостью более 20 мД. Эффективность снижается с ухудшением коллекторских свойств и увеличением вязкости нефти.