Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Диаметр обсадной колонны скважины
Схема корпуса

Обсадная труба представляет собой трубу большого диаметра, которая собирается и вставляется в недавно пробуренный участок скважины . Подобно костям позвоночника, защищающим спинной мозг, обсадная труба устанавливается внутри пробуренной скважины для защиты и поддержки потока скважины. Нижняя часть (а иногда и вся) обычно удерживается цементом . [1] Более глубокие колонны обычно не цементируются полностью до поверхности, поэтому вес трубы должен частично поддерживаться подвеской обсадной колонны в устье скважины .

Цель [ править ]

Зацементированная обсадная труба помогает процессу бурения несколькими способами: [2]

  • Предотвращает загрязнение зон колодцев с пресной водой .
  • Предотвращает обрушение неустойчивых верхних пластов и заедание бурильной колонны или образование больших каверн .
  • Обеспечивает прочный верхний фундамент, позволяющий использовать высокоплотный буровой раствор для продолжения бурения на более глубоких глубинах.
  • Изолирует различные зоны, которые могут иметь разное давление или флюиды, в пробуренных формациях друг от друга.
  • Изолирует зоны высокого давления от поверхности, сводя к минимуму вероятность выброса
  • Предотвращает утечку жидкости или загрязнение производственных зон.
  • Обеспечивает гладкое внутреннее отверстие для установки производственного оборудования.

Оптимальная конструкция программы обсадных труб снижает затраты на строительство скважины, повышает эффективность операций, а также снижает воздействие на окружающую среду. [3]

Обсадная труба размещается на стойке буровой установки при подготовке к установке.

Немного отличная металлическая колонна, называемая эксплуатационной колонной, часто используется без цемента внутри последней обсадной колонны скважины для удержания добываемых флюидов и их транспортировки на поверхность из подземного резервуара .

Дизайн [ править ]

На этапах планирования скважины инженер по бурению , обычно при участии геологов и других специалистов, выбирает стратегические глубины, на которых скважина должна быть обсажена, чтобы бурение могло достичь желаемой общей глубины. Такое решение часто основываются на подповерхностных данных , такие как пластовые давления и сильные стороны , а целостность , [4] и сбалансировано с целями затрат и желаемого бурением стратегии. [2]

Определив установленную глубину обсадной колонны, необходимо учитывать размеры отверстий и обсадных труб. Отверстие, пробуренное для каждой обсадной колонны, должно быть достаточно большим, чтобы в нем можно было разместить обсадную трубу, оставляя место для цемента между внешней стороной обсадной колонны и отверстием. Кроме того, последующие долота, которые будут продолжать бурение, очевидно, должны проходить через существующие обсадные колонны. Таким образом, каждая обсадная колонна будет иметь меньший диаметр. Внутренний диаметр последней обсадной колонны (или предпоследней в некоторых случаях заканчивания хвостовика) должен соответствовать эксплуатационной колонне и соответствующему оборудованию, например пакерам, газлифтным оправкам и подземным предохранительным клапанам.

Конструкция обсадных труб для каждого размера проектируемых труб выполняется путем расчета наихудших условий, с которыми можно столкнуться во время бурения и в течение всего срока эксплуатации скважины. Механические свойства, такие как продольная прочность на растяжение, сопротивление разрыву и разрушению (рассчитанные с учетом двухосного воздействия осевых и кольцевых напряжений), должны быть достаточными на различных глубинах. Труба разной прочности часто содержит длинную обсадную колонну, которая обычно будет иметь наибольшее осевое натяжение и, возможно, самые высокие перепады давления внутреннего разрыва в верхних частях, а также наибольшие разрушающие нагрузки на глубине скважины от внешнего давления по сравнению с пониженным внутренним давлением.

Обсадные колонны поддерживаются подвесками обсадных труб , которые устанавливаются в устье скважины , которое позже будет увенчано рождественской елкой . Нижние элементы устья скважины обычно устанавливаются поверх первой обсадной колонны после того, как она была зацементирована на месте.

Интервалы [ править ]

Как правило, скважина содержит несколько интервалов обсадных труб, последовательно установленных в пределах предыдущего спуска обсадных труб. [2] В нефтяной или газовой скважине обычно используются следующие интервалы обсадных труб :

  • Корпус проводника
  • Поверхностный кожух
  • Промежуточный кожух (опция)
  • Производственная оболочка
  • Лайнер производства

Кожух кондуктора служит опорой во время буровых работ, для возврата потока во время бурения и цементирования обсадной трубы, а также для предотвращения обрушения рыхлого грунта у поверхности. Обычно он может варьироваться от 18 до 30 дюймов. [5]

Назначение обсадных труб на поверхности - изолировать зоны пресной воды, чтобы они не загрязнялись во время бурения и заканчивания. Из-за этих экологических проблем наиболее строго регламентируется поверхностная обсадная колонна, которая может включать регулирование глубины обсадной колонны и качества цемента. Типичный размер поверхностной обсадной колонны составляет 13⅜ дюймов. [5]

Промежуточная обсадная колонна может потребоваться при более длительных интервалах бурения, где необходимая масса бурового раствора для предотвращения выбросов может вызвать гидростатическое давление, которое может привести к разрыву более мелких или более глубоких пластов. Размещение обсадной колонны выбирается таким образом, чтобы гидростатическое давление бурового раствора оставалось на уровне давления, который находится между поровым давлением пласта и давлением разрыва. [6] [5]

Чтобы снизить стоимость, можно использовать хвостовик, который выступает непосредственно над башмаком (дном) предыдущего интервала обсадных труб и свешивается в скважине, а не на поверхности. Обычно это может быть 7 дюймов, хотя многие футеровки соответствуют диаметру эксплуатационной колонны . [5]

Немногие скважины на самом деле добывают через обсадную колонну, поскольку добываемые жидкости могут вызывать коррозию стали или образовывать отложения, такие как асфальтены или парафиновые воски, а больший диаметр может сделать поток нестабильным. Производство труб , таким образом , устанавливается внутри последней обсадной колонны и насосно - компрессорной колонны кольцевого пространства, как правило , герметизируют в нижней части насосно - компрессорной колонны с помощью пакера . НКТ легче снимать для обслуживания, замены или для различных типов ремонтных работ. Он значительно легче обсадной колонны и не требует буровой установки для спуска и выхода из ствола; Для этой цели используются небольшие «сервисные установки».

Цементирование [ править ]

Цементирование выполняется путем циркуляции цементного раствора через внутреннюю часть обсадной колонны и наружу в затрубное пространство через башмак обсадной колонны в нижней части обсадной колонны . Чтобы точно разместить цементный раствор с требуемым интервалом на внешней стороне обсадной колонны, за столбом цементного раствора закачивается пробка с вытесняющей жидкостью, которая «ударяется» в башмак обсадной колонны и предотвращает дальнейшее течение жидкости через башмак . Этот удар можно увидеть на поверхности как скачок давления в цементном насосе. Чтобы предотвратить обратное течение цемента внутрь обсадной колонны, поплавковая муфта над башмаком обсадной колонны действует как обратный клапан и предотвращает протекание жидкости через башмак из затрубного пространства.

Износ обсадной колонны [ править ]

Продолжительное, повторяющееся осевое и вращательное движение внутри обсадной колонны может вызвать износ внутренней части обсадной колонны с вероятностью выбросов , производственных потерь и других опасных и дорогостоящих осложнений.

Износу обсадных колонн способствуют следующие условия:

  • Вес бурильной трубы
  • Грязь и добавки
  • RPM и ROP
  • Покрытие замков
  • Путь и извилина

Ниже приведены рекомендации по профилактическим мерам для минимизации износа обсадной колонны:

  • Минимизация остроты излома и ожидание реального изгиба как минимум в 1,5 раза выше запланированного значения.
  • Использование материалов замков для обсадных труб.
  • Сведите к минимуму скорость ротора и используйте забойный двигатель .
  • Увеличьте скорость проходки.
  • Выберите подходящий тип бурового раствора и добавьте смазочные материалы, чтобы минимизировать износ и трение.
  • Применение протекторов бурильных труб.
  • Использование толстостенных обсадных труб в зоне предполагаемого износа.
  • Использование программного обеспечения для снижения рисков.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Как работает обсадная колонна?" . www.rigzone.com . Проверено 5 июля 2018 .
  2. ^ a b c Рабиа, Хуссейн (1986). Инжиниринг бурения нефтяных скважин . спрингер. С. 185–243. ISBN 0860106616.
  3. ^ «Использование обсадных труб для бурения наклонно-направленных скважин». S2CID 16241819 .  Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  4. ^ Вагнер, RR; Варлинг, диджей; Халяль, AS (1996-01-01). Минимальная стоимость конструкции обсадной колонны . Общество инженеров-нефтяников. DOI : 10.2118 / 36448-MS . ISBN 9781555634230.
  5. ^ a b c d Справочник по нефтяной инженерии, Том II: Технология бурения . Общество инженеров-нефтяников. 2007. С. 287–288. ISBN 978-1-55563-114-7.
  6. ^ Системы и методы с замкнутым контуром для производства геотермальной электроэнергии - US 20120174581 A1 - www.google.com - Патенты.

Внешние ссылки [ править ]

  • Цемент
  • Глоссарий Schlumberger Oilfield: обсадные трубы
  • Как работает обсадная колонна?