Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 [ 166 ] 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Неполное свинчивание резьбовых соединений обсадных труб наблюдается также из-за несоответствия размеров профиля резьбы и погрешности конусности, что приводит к разрушению резьбы. Наибольшее число аварий происходит с обсадными колоннами диаметром 219 мм и более.

Обрыв труб по резьбовому соединению может произойти и вследствие приложения чрезмерных нагрузок, превышающих пределы прочности соединения.

Причиной выхода резьбы из сопряжения с резьбой муфты может быть неравнопрочность их соединения. Односторонняя нарезка резьбы на отдельных трубах ослабляет прочность одной части трубы и усиливает прочность другой ее части. На участке трубы с ослабленной прочностью концентрируются напряжения, вызывающие деформацию тела трубы (на участке резьбы) с последующим выходом из сопряженияя резьбы. Труба при равномерной нарезке резьбы имеет одинаковую толщину стенки. Несмотря на это, прочность резьбового соединения ниже прочности тела трубы в среднем на 30-35 %. Эксцентричная нарезка резьбового соединения обсадных колонн снижает прочность и без того ослабленного участка трубы, что и является в ряде случаев причиной аварий. Вследствие нарушения технологии спуска обсадной колонны отдельные трубы или целые секции их могут упасть в скважину. Например, при быстром спуске обсадная колонна становится на уступ, элеватор идет вниз, защелка его поднимается, в результате элеватор открывается и колонна падает в скважину.

Выполнение сварочных работ на буровой (приварка муфт обсадных труб для укрепления резьбового соединения, приварка фонарей и т.д.) несоответствующими электродами и быстрое охлаждение труб при опускании их в буровой раствор, приваривание труб из легированных сталей марки 36Г2С38ХНМ без соблюдения соответствующего специального режима и специально подобранных электродов, спуск обсадных колонн без промежуточных промывок, предусмотренных планом спуска колонны, также приводят к авариям.

8.3. АВАРИИ

С КРЕПЬЮ СКВАЖИНЫ

При цементировании обсадных колонн, спускаемых на большие глубины, нередки случаи обрыва колонн из-за резкой разницы температур колонны и закачиваемого раствора. Такие явления характерны для тех случаев, когда низ обсадной колонны опирается на забой или нижнюю секцию колонны (или прихвачен), а верх ее жестко посажен на клинья или элеватор. В подобных случаях необходимо учитывать изменение длины колонны от температуры. Закачка в нагретую колонну холодного бурового или цементного раствора ведет к деформации колонны с последующим взрывом трубы из ее муфты.

На районы с повышенным температурным градиентом приходится основное число аварий по указанным причинам. При цементировании обсадных колонн возможны случаи разрушения тела трубы под действием давлений, превышающих допустимые. Например, при посадке колонны в шлам и восстановлении циркуляции иногда создают давления выше допустимых. Разрушаются главным образом обсадные колонны большого диаметра.

Известны случаи оставления цементного раствора в эксплуатационной колонне из-за быстрого схватывания его -образуется цементный стакан различной высоты. Иногда при разбуривании стакана нарушается целостность обсадной колонны. Причины оставления цементного раствора в колонне - ошибки при расчетах количества продавочной жидкости (часто не учитхвается коэффициент сжимаемости жидкости, который зависит от количества находящегося в ней воздуха или газа), несовершенство конструкций прода-вочных пробок, использование неопрессованных цементировочных головок и др.

Другими причинами оставления цементного раствора в обсадных колоннах могут быть: несоответствие качества там-понажного цемента температурным условиям скважин, приводящее к преждевременному схватыванию цементного раствора; применение для затворения цемента воды, загрязненной солями и другими жидкостями и веществами, сокращающими сроки схватывания цементного раствора; отсутствие контроля за качеством приготовления цементного раствора.

При выполнении всех технических требований по спуску и цементированию обсадных колонн все же наблюдаются

случаи смятия их после цементирования. Смятие происходит выше зоны подъема цементного раствора и в зоне зацементированного участка обсадной колонны, а также в зоне фильтров. Смятие колонны наблюдается в интервалах, сложенных неустойчивыми породами, склонными к обвалам, а также при снижении уровня в колонне ниже допустимого. Смятие колонн в неустойчивых породах, которые не отделены от колонны цементным кольцом, можно объяснить следующим. Буровой раствор, находящийся за колонной, коагулирует; снижается давление на стенки скважины, что способствует поступлению воды, нефти и газа в затрубное пространство. Все это ведет к обвалам пород и смятию труб.

С ростом глубины залегания неустойчивых пород увеличивается высота столба бурового раствора за колонной над цементным кольцом, в связи с чем повышается опасность смятия колонн. Одно из важнейших мероприятий по предохранению колонн от смятия в интервале нахождения неустойчивых пород - перекрытие цементной оболочкой неустойчивых и газонефтеводопроявляющих горизонтов.

Другая причина смятия обсадных колонн выше зацементированного участка - уменьшение уровня жидкости в них ниже допустимого. Подобные аварии встречаются там, где считают, что снижение уровня жидкости допускается на 2/3 длины колонны. Пределы понижения уровня жидкости необходимо рассчитывать в зависимости от условий проходки скважины, плотности бурового раствора, диаметра, толщины стенки и механических свойств материала обсадной колонны.

Смятие обсадных колонн в пределах зацементированных участков происходит на расстоянии 50-60 м от фильтра и в прифильтровой зоне. Промысловые данные показывают, что подобные аварии бывают также в местах, где продуктивные горизонты сложены неустойчивыми породами и при эксплуатации скважины выносится большое количество песка.

Для предупреждения поломок обсадных труб Т.Е. Еременко предлагает следующее.

1 . При вызове притока нефти из пласта в момент освоения скважины не допускать значительного опорожнения колонны от жидкости, отдавая предпочтение замене жидкости в колонне нефтью или другими растворителями глинистой корки, если она не была удалена в период подготовки скважины к цементированию.

2. Применять в качестве фильтра трубы более высокой прочности на разрыв с гладкими снаружи соединениями.