Опрессовка скважин
ОПРЕССОВКА СКВАЖИН (а. well pressuring; н. Abdrucken von Sonden; ф. essai sous pression des puits; и. aprensadura de pozos, aprensadura de sondeos, aprensadura de barrenos) — испытание обсадных колонн буровой скважины на герметичность. Проводится в процессе строительства или капитального ремонта скважин после цементирования затрубного пространства колонны. Заключается в создании давления в стволе скважины (нагнетанием в колонну обсадных труб жидкости, реже газа) и контроле его на устье скважины (последнее оборудуется специальной опрессовочной головкой и манометром). При этом величина устьевого давления должна быть на 20% выше ожидаемого максимального давления в скважине, но не ниже следующего: 5 МПа для диаметра колонны 370-426 мм, 6 МПа для 273-324 мм, 7 МПа для 219-245 мм, 7,5 МПа для 178-194 мм, 8 МПа для 168 мм, 10 МПа для 140-146 мм и 12 МПа для 114-127 мм.
Результаты опрессовки скважин считаются положительными, если давление в течение 30 мин не снижается или снижается не более чем на 0,5 МПа (при давлении на устье выше 7 МПа) или не более чем на 0,3 МПа (при давлении на устье ниже 7 МПа), а также, если после замены бурового раствора водой отсутствует перелив жидкости на устье скважины (в случае нефтеносных или водоносных продуктивных пластов) или выделение из жидкости газа (газоносные пласты). Если при проведении опрессовки скважин в сечении колонны возникают напряжения выше допустимых для обсадных труб, испытания проводят секционно.
Расчет давлений опрессовки обсадных колонн
1. Направление Æ 426 мм спускается на глубину 40 м
Направление гидравлическому испытанию не подвергается.
2. Кондуктор Æ 245 мм спускается на глубину 430 м
При бурении из-под башмака промежуточной колонны вскрываются нефтепроявляющие пласты отложений турнейского яруса С1 t (интервал 1495-1515 м).
Рассчитаем давления опрессовки кондуктора.
а). По нефтепроявляющему пласту отложений С1 t из условия:
Исходя из выполненных расчетов, давление опрессовки кондуктора Æ 245 мм определяется из условия нефтепроявления из пласта отложений турнейского яруса С1 t и составляет:
Так как расчетное давление опрессовки кондуктора Æ 245 мм меньше минимально необходимого давления при испытании колонн, то кондуктор опрессовывается на табличное значение в соответствии с требованиями «Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин», М., 1997 г. Для обсадных труб Æ 245 мм, которое составляет 9 МПа. Опрессовочная жидкость — техническая вода плотностью 1020 кг/м 3 .
Определим давление опрессовки цементного кольца из условия заполнения скважины технической водой плотностью 1020 кг/м 3 :
Ожидаемое давление гидроразрыва горных пород у башмака кондуктора: Ргр.б=0,87×(10 -5 ×1930×430)=7,2 МПа.
Принимаем давление опрессовки цементного кольца 2,9 МПа, опрессовочная жидкость – техническая вода плотностью 1020 кг/м 3 .
3.Эксплуатационная колонна Æ 168 мм спускается на глубину 1496 м
Определим давление опрессовки эксплуатационной колонны по нефтепроявляющему пласту отложений С1 t , как пласта имеющего наибольший градиент пластового давления и наименьшую плотность пластового флюида.
Так как расчетное давление опрессовки эксплуатационной колонны Æ 168 мм меньше минимально необходимого давления при испытании колонн, то эксплуатационная колонна опрессовывается на табличное значение в соответствии с требованиями «Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин», М., 1997 г. [68] для обсадных труб Æ 168 мм, которое составляет 11,5 МПа. Опрессовочная жидкость – техническая вода плотностью 1020 кг/м 3 .
Учитывая то, что наибольший газовый фактор нефтепроявляющих пластов составляет 6,8 м 3 /т и ожидаемое избыточным давлением на устье менее 10 МПа (п. 9.1.2 3а), то в соответствие п. 2.7.5.5 [38] опрессовка инертным газом приустьевой части кондуктора и эксплуатационной колонны Æ 168 мм вместе с колонной головкой дополнительно не производится.
Опрессовочная жидкость — техническая вода плотностью 1000 кг/м 3 .
Так как на заключительной стадии эксплуатации скважин (в случае разработки нефтенасыщенных пластов) на устье избыточного давления может не быть, то эксплуатационную колонну в соответствие с п. 2.7.5.2 дополнительно испытать на герметичность снижением уровня жидкости в скважине до 1300 м.
В соответствии с п. 2.7.5.2 испытание кондуктора Æ 245 мм на герметичность проводится опрессовкой с заполнением их технической водой от устья до глубины 20-25 м, в остальной части — буровой раствор, которым проводилась продавка цементного раствора.
В соответствии с требованиями п. 2.7.5.4 кондуктор Æ 245 мм вместе с установленным на них ПВО после разбуривания цементного стакана и выхода из-под башмака на 1-3 м повторно опрессовываются с закачкой на забой технической воды в объеме, обеспечивающим подъем ее на 10-20 м выше башмака.
Давление опрессовки определяется необходимостью обеспечения герметичности под башмаком колонн при закрытии устья скважины во время открытого фонтанирования.
Выкидные линий ПВО после концевых задвижек опрессовать технической водой на давление 5 МПа
Опрессовка скважин
Опрессовка скважин представляет собой мероприятие, в рамках которого производится проверка герметичности обсадных колонн. Как правило, подобные мероприятия осуществляются в рамках капитального ремонта после завершения процесса цементирования затрубного пространства колонны. Также опрессовка скважин проводится и при строительстве новых объектов.
Суть опрессовки скважин состоит в том, что в стволе создается давление путем нагнетания в колонну жидкости (реже в качестве агента может выступать газ), а на устье фиксируются итоговые показатели регистрирующими приборами. Для проведения опрессовки устье оборудуется опрессовочной головкой и манометром. Нагнетание жидкости производится при помощи насоса буровой установки или центробежным насосом в случае, если показатель приемистости скважины достаточно значителен. Минимальный показатель устьевого давления зависит от диаметра скважины и колеблется от 12 МПа для скважин диаметром 114-127 мм до 5 МПа для колонн 370-426 мм в диаметре. При этом давление на устье должно на 20% превышать ожидаемое максимальное давление в самой скважине.
Положительным результатом проведения испытания на герметичность колонны считается сохранение показателя давления на протяжении получаса (в некоторых случаях – часа). Допустимо понижение давления за тот же период на 0,5 МПа при показателе устьевого давления выше 7 МПа или на 0,3 МПа при показателе ниже 7 МПа. Также для нефте- или водоносных продуктивных пластов положительная оценка основывается на отсутствии перелива жидкости на устье после замены бурового раствора водой. Для газоносных пластов положительным будет результат в виде отсутствия выделения газа из жидкости.
Как правило, опрессовка скважины проводится в два этапа. После того, как проведена цементация и цемент затвердел, осуществляется первый этап испытаний. При этом цементный башмак не разбуривается, а создаваемое давление устанавливается в 2-3 раза превышая давление рабочего агента в ходе разработки для скважин малой глубины. При испытании в глубоких скважинах (свыше 1 000 метров) показатель давления находится в пределах от 60 до 100 МПа. Второй этап опрессовки проводится после разбуривания цементного башмака и предусматривает двукратное превышение давления рабочего агента.
В случае необходимости проведения опрессовки интервала скважины для выявления мест нарушения герметичности применяют специальные манжетные пакеры, изолирующие интервал от остальной части колонны. Необходимость посекционной опрессовки скважин возникает в случае, если в ходе испытаний в сечении колонны возникают напряжения, превышающие допустимые показатели для обсадных труб.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Подготовка и применение технологической оснастки обсадных колонн
Предела текучести (для обсадных труб, изготовляемых по стандартам АНИ)
Внутренние давления, при которых напряжения в теле трубы достигают
Величина минимального допустимого давления опрессовки труб на поверхности
| Номинальный диаметр трубы, мм | 377,0 и более | 273,0-351,0 | 219,1-244,5 | 177,8-193,7 | 168,3 | 139,7-146,0 | 114,3-127,0 |
| Минимальное давление опрессовки, МПа | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 8,5 | 10,0 | 10,0 | 13,0 |
2.4. Трубы, через которые шаблон не проходит или не выдержавшие гидравлических испытаний, необходимо отбраковывать − на их поверхности устойчивой светлой краской сделать надпись «брак» и, произведя их опись, уложить на отдельный стеллаж в стороне от буровой так, чтобы исключить возможность ошибочного их спуска в скважину.
2.5. Сведения о каждой подготовленной трубе заносятся в ведомость, которая служит паспортом и удостоверяет, что трубы прошли соответствующий контроль и допускаются к спуску в скважину.
2.6. Перевозка обсадных труб должна производиться на специально оборудованных транспортных средствах. Запрещается сбрасывание труб и перетаскивание их волоком. Погрузку, разгрузку и транспортирование обсадных труб следует производить с установленными на резьбах предохранительными кольцами и ниппелями. При этом целесообразно применять специальные прокладки, исключающие удары труб друг о друга.
2.7. Подготовленные обсадные трубы необходимо уложить штабелями в порядке очередности их спуска в скважину согласно программе работ. Резервные трубы, доставленные на буровую из расчета 50 м на каждые 1000 м подготовленных к спуску обсадных труб, размещаются отдельно. При укладке труб на мостки между рядами необходимо устанавливать прокладки.
2.8. При подготовке обсадных труб к свинчиванию непосредственно перед спуском в скважину следует ослабить крепление предохранительных колец, снять ниппели, очистить, осмотреть и обезжирить резьбы. Не допускается применение металлических щеток и иных металлических приспособлений для чистки резьб.
2.9. Внутренние давления, при которых напряжения в теле трубы достигают предела текучести (для обсадных труб, изготовляемых по стандартам АНИ) приведены в таблице 3.
| Наружный диаметр трубы, мм | Толщина стенки трубы, мм | Внутреннее давление, МПа, для труб из стали различных групп прочности | ||||||
| Н-40 | Н-55 и К-55 | С-75 | N -80 | С-95 | Р-110 | P -150 *) | ||
| 114,3 | 5,21 | 22,8 | 31,4 | — | — | — | — | — |
| 5,69 | — | 34,4 | — | — | — | — | — | |
| 6,35 | — | 38,3 | 52,2 | 55,8 | 66,3 | 76,6 | — | |
| 7,37 | — | — | 60,7 | 64,6 | 76,8 | 88,9 | — | |
| 8,56 | — | — | — | — | — | 103,4 | 140,9 | |
| 127,0 | 4,59 | — | 30,4 | — | — | — | — | — |
| 6,43 | — | 36,9 | — | — | — | — | — | |
| 7,52 | — | 40,9 | 55,7 | 59,4 | 70,5 | 81,7 | 111,3 | |
| 9,19 | — | — | 68,1 | 72,7 | 86,2 | 99,9 | 136,2 | |
| 139,7 | 6,20 | 22,2 | 30,6 | — | — | — | — | — |
| 6,98 | — | 34,5 | — | — | — | — | — | |
| 7,72 | — | 38,1 | 52,0 | 55,5 | 65,9 | 76,2 | — | |
| 8,17 | — | — | 61,7 | 65,7 | 78,2 | 90,5 | 123,4 | |
| 10,54 | — | — | 70,9 | 75,6 | ,9 | 104,1 | 142,0 | |
| 168,3 | 7,32 | 21,8 | 30,0 | — | — | — | — | — |
| 8,94 | — | 36,6 | 49,9 | 53,3 | 63,3 | 73,3 | — | |
| 10,69 | — | — | 59,2 | 63,1 | 74,9 | 86,9 | — | |
| 12,06 | — | — | 67,4 | 72,0 | 85,4 | 99,0 | — | |
| 177,8 | 5,87 | 16,5 | — | — | — | — | — | — |
| 6,91 | 19,5 | 26,8 | — | — | — | — | — | |
| 0,05 | — | 31,2 | 42,6 | 45,5 | 53,9 | — | — | |
| 9,19 | — | 35,7 | 48,6 | 51,8 | 61,7 | 71,3 | — | |
| 10,36 | — | — | 54,8 | 58,5 | 69,4 | 80,4 | 109,7 | |
| 11,51 | — | — | 60,9 | 64,9 | 77,1 | 89,3 | 121,7 | |
| 12,65 | — | — | 67,0 | 71,4 | 84,8 | 98,2 | 133,8 | |
| 13,72 | — | — | 72,6 | 77,4 | 91,8 | 106,4 | 145,2 | |
| 193,7 | 7,62 | 19,7 | — | — | — | — | — | — |
| 8,33 | — | 29,7 | 40,5 | 43,1 | 51,3 | — | — | |
| 9,52 | — | — | 46,2 | 49,2 | 58,6 | 67,9 | — | |
| 10,92 | — | — | 53,0 | 56,6 | 67,2 | 77,8 | 106,0 | |
| 12,70 | — | — | 61,7 | 65,7 | 78,1 | 90,4 | 123,3 | |
| 15,11 | — | — | — | — | — | — | 146,8 | |
| 219,1 | 6,71 | — | 21,1 | — | — | — | — | — |
| 7,72 | 17,7 | — | — | — | — | — | — | |
| 8,94 | 20,5 | 28,1 | — | — | — | — | — | |
| 10,16 | — | 31,9 | 43,6 | 46,5 | 55,2 | — | — | |
| 11,43 | — | — | 49,1 | 52,3 | 62,2 | 72,0 | — | |
| 12,70 | — | — | 54,5 | 58,2 | 69,1 | 74,8 | 109,0 | |
| 14,15 | — | — | 60,8 | 64,8 | 77,0 | 89,1 | 121,5 | |
| 244,5 | 7,92 | 18,3 | — | — | — | — | — | — |
| 8,94 | 18,3 | 25,2 | — | — | — | — | — | |
| 10,08 | — | 28,3 | 37,7 | 41,2 | 48,8 | — | — | |
| 11,05 | — | — | 42,5 | 45,4 | 53,8 | 62,4 | — | |
| 11,99 | — | — | 46,2 | 49,2 | 58,4 | 67,7 | — | |
| 13,84 | — | — | 53,2 | 56,8 | 67,5 | 78,1 | 106,5 | |
| 15,11 **) | — | — | — | — | — | — | 116,3 | |
| 15,88 **) | — | — | — | — | — | — | 122,1 | |
| 19,05 **) | — | — | — | — | — | — | 129,5 | |
| 273,0 | 7,08 | 13,0 | — | — | — | — | — | — |
| 8,89 | 16,3 | 22,4 | — | — | — | — | — | |
| 10,16 | — | 25,7 | — | — | — | — | — | |
| 11,43 | — | 28,8 | 39,3 | 42,0 | 49,8 | 57,8 | — | |
| 12,57 | — | — | 43,3 | 46,2 | 54,8 | 63,5 | — | |
| 13,84 | — | — | — | — | — | 69,9 | — | |
| 15,11 | — | — | — | — | — | 76,4 | 104,0 | |
| 16,51 **) | — | — | — | — | — | — | 113,8 | |
| 17,78 **) | — | — | — | — | — | — | 122,4 | |
| 19,05 **) | — | — | — | — | — | — | 131,2 | |
| 298,4 | 8,46 | 14,2 | — | — | — | — | — | — |
| 8,52 | — | 22,0 | — | — | — | — | — | |
| 11,05 | — | 25,5 | — | — | — | — | — | |
| 12,42 | — | 28,7 | 39,1 | 41,8 | 49,5 | — | — | |
| 339,7 | 8,38 | 12,4 | — | — | — | — | — | — |
| 8,65 | — | 19,6 | — | — | — | — | — | |
| 10,92 | — | 22,1 | — | — | — | — | — | |
| 12,9 | — | 24,7 | — | — | — | — | — | |
| 13,06 | — | — | 36,1 | 38,5 | 45,8 | 53,0 | 72,2 | |
| 13,97 **) | — | — | 38,7 | 41,3 | — | — | — | |
| 15,44 **) | — | — | 42,8 | 45,6 | — | — | — | |
| 18,26 **) | — | — | 45,0 | 47,9 | — | — | — | |
| 406,4 | 9,52 | 11,7 | — | — | — | — | — | — |
| 11,13 | — | 18,8 | — | — | — | — | — | |
| 12,57 | — | 21,3 | — | — | — | — | — | |
| 16,66 **) | — | 28,3 | 38,5 | 41,2 | — | — | — | |
| 18,16 **) | — | — | — | 44,9 | — | — | — | |
| 473,1 | 11,05 | 11,7 | 16,1 | — | — | — | — | — |
| 508,0 | 11,13 | 11,0 | 15,1 | — | — | — | — | — |
| 12,70 | — | 17,2 | — | — | — | — | — | |
| 16,13 | 21,9 | — | — | — | — | — | — |
Примечания: 1.* сталь Р-150 стандартом не предусмотрена;
2.** толщина стенок не по стандарту.
2.10. Запрещается сварка обсадных труб или термическая их резка, а также тепловой нагрев с целью облегчения развинчивания соединений.
3.1. Резьбовые соединения, корпус и бетонная насадка башмака колонного, подготавливаемого к спуску в скважину, подвергаются наружному и внутреннему осмотру. На поверхности бетонной насадки не допускаются:
− раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 5 мм;
− местные наплывы бетона и впадины высотой и глубиной более 1 мм;
− визуально наблюдаемые трещины.
3.2. Башмак колонный предварительно свинчивается на приёмном мосту вручную с первой обсадной трубой с использованием уплотнительных смазок. Перед спуском в скважину башмак докрепляется машинными ключами крутящим моментом, с которым свинчиваются трубы обсадной колонны.
Не допускаются удары бетонной насадки башмаков в процессе перевозки, укладки и спуска в скважину.
3.3. Клапаны обратные дроссельные типа ЦКОД и ЦКОДМ подготавливаются к работе в следующей последовательности:
− необходимо перевести ЦКОДМ из транспортного положения в рабочее, для чего вывернуть дроссельный узел или ограничитель;
− вынуть шар и детали дроссельного узла;
− убедиться в целостности деталей клапана;
− проверить работу дроссельного узла;
− очистить дроссельные отверстия от смазки.
Дроссель должен свободно вращаться и передвигаться до соприкосновения упора с пятой.
3.4. При отсутствии документа завода-изготовителя о гидравлическом испытании клапана, а также по истечении гарантийного срока хранения (два года) необходимо провести гидроиспытания с выдержкой 30 секунд с давлением, в полтора раза превышающим давление, ожидаемое при креплении скважины. При этом давление испытания не должно превышать полуторакратного рабочего давления. После испытания клапан необходимо разобрать, привести разрезные шайбы в рабочее состояние (выгнуть) и собрать его.
3.5. Клапан устанавливается в обсадной колонне в соответствии с проектом на строительство скважины. При этом резьбовые соединения смазываются уплотнительной смазкой и свинчиваются крутящим моментом, с которым свинчиваются обсадные трубы.
3.6. Клапан совместно с колонной обсадных труб спускается, как правило, в скважину без шара. Допускается спуск клапана с шаром при ожидаемых проявлениях в скважине. В этом случае необходимо заполнять обсадную колонну буровым раствором, так как клапан будет работать как обратный, препятствуя самозаполнению колонны раствором.
3.7. В случае перелива жидкости на устье скважины или обнаружения признаков проявлений в процессе спуска обсадной колонны, необходимо сразу пустить шар в колонну и продавить его вовнутрь клапана.
3.8. По окончании спуска обсадных труб перед промывкой колонны необходимо опустить шар (если он не был опущен раньше), навернуть цементировочную головку, продавить шар на его рабочее место при давлении 1,0-1,5 МПа.
3.9. Если клапан оказался негерметичным и возник перелив жидкости после окончания цементировочных работ и снижения давления на устье до атмосферного, следует закачать в скважину объём продавочной жидкости, поступившей из неё. Операцию по выпуску и закачке промывочной жидкости допускается повторить. Если после этих операций герметичность клапана не восстановится, то краны на цементировочной головке следует закрыть на период ОЗЦ.
3.10. Центраторы подготавливаются и устанавливаются на трубы в соответствии с их конструкцией, на обсадных трубах, подготовленных для спуска в скважину, отмечаются места установки центраторов согласно проекту на строительство скважины с уточнением по фактической кавернограмме.
3.11. Турбулизаторы должны быть установлены в комплекте с центраторами обсадных колонн над и под ними, а также в подошве каверн по данным кавернограммы.
Устанавливаются турбулизаторы в следующей последовательности:
− на обсадных трубах, подготовленных к спуску в скважину, отмечаются места установки турбулиэаторов;
− через ниппельный конец обсадной трубы последовательно надеваются и фиксируются клиньями верхний и нижний турбулизаторы.
Перемещение турбулизатора по обсадной трубе после крепления не допускается.
3.12. Скребки устанавливаются на обсадной трубе колонны, которая в процессе цементирования будет вращаться или расхаживаться. Места их установки определяются согласно проекту на строительство скважины с уточнением по каротажным данным с учётом геологического строения пластов.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет