Забезпечення герметичності газових свердловин, облаштованих хвостовиками

Abstract

Розглянуто актуальну проблему фонтанної безпеки, що впливає на подальшу експлуатацію свердловин, а саме проблему їх негерметичності. Проаналізовано традиційні та сучасні технології, які використовуються для забезпечення герметичності газових свердловин (у тому числі і на морському шельфі), облаштованих хвостовиками, що одночасно перекривають газонапірні і водонапірні пласти. Детальніше розглянуто питання обов'язкового випробування обсадних колон двома способами: опресування після спуску і наступного цементування хвостовика та зниження рівня робочої рідини у стволі свердловини. Дані випробування призначені виявити факт герметичності свердловини і придатності її до подальшої експлуатації, або виявити факт негерметичності і одночасно зібрати данні для аналізу подальшого плану дій з подолання наслідків такої негерметичності. Розглянуто послідовність проведення випробувань обсадних колон з використанням колтюбінгової установки вапарайзерного типу, що споживають зріджений азот. Представлено схеми обв'язки свердловини при проведенні випробувань експлуатаційної колони. Відмічено особливості процесів опресування при закачування азоту в затрубний простір та в насосно-компресорну трубу. В результаті проведення розрахунку тиску закачування азоту (допустиме значення якого складало 80 % від тиску опресування експлуатаційної колони) та допустимого тиску в обсадних трубах, було побудовано порівняльний графік. Аналіз отриманих даних підтвердив доцільність проведення опресування за допомогою колтюбінгової установки при закачуванні рідини в насосно-компресорні труби, в наслідок перевищення допустимого значення на глибині 3500 м. Визначено необхідність використання експлуатаційного пакеру, який було встановлено в насосно-компресорну трубу на рівні між головою хвостовика і продуктивним горизонтом, та проведення перфорування хвостовика через внутрішній простір насосно-компресорної труби з використанням гідропіскоструминного перфоратора.

The current problem of fountain safety, which affects the further well operation, namely the problem of their sealing, is considered. Traditional and modern technologies used to ensure the sealing of gas wells (including offshore wells), equipped with liners that simultaneously cover gas and water layers, are analysed. The issue of mandatory testing of casing strings in two ways is considered in more detail: pressing after lowering and cementing of the liner; lowering the level of the working fluid in the wellbore. These tests are intended to detect the fact of the well sealing and its suitability for further operation, or to detect the sealing fact and at the same time collect data for the analysis of the further action plan to overcome the consequences of such sealing. The sequence of testing casing strings using vaporizer-type coiled tubing installation that consumes liquefied nitrogen is considered. Schemes of well tying during tests of the production casing are presented. The peculiarities of the pressing process when nitrogen is injected into the annular space and into the tubing are noted. As a result of calculating of nitrogen injection pressure (the permissible value of which was 80 % of the testing pressure of the production casing) and the permissible pressure in the casing pipes, a comparative graph was constructed. The analysis of the received data confirmed the feasibility of pressing using a coiled tubing unit when pumping liquid into the tubing, as a result of exceeding the permissible pressure value at a depth of 3500 m. The need to use an operational packer, which was installed in the pipeline at the level between the head of the liner and the productive horizon, was determined. The necessity of perforating the liner through the inner space of the tubing using a hydraulic sandblasting perforator was confirmed.