Основные преимущества оборудования с использованием колонн гибких труб и область его применения

Мировой опыт применения колонн гибких труб насчитывает более 35 лет. И, конечно, за это время были выявлены и неоднократно подтверждались на практике преимущества использования этой технологии проведения работ по сравнению с традиционной. К ним относятся:

• обеспечение герметичности устья скважины на всех этапах выполнения внутрискважинных операций, начиная с подготовки комплекса ремонтного оборудования, и вплоть до его свертывания;
• возможность осуществления работ в нефтяных и газовых скважинах без их предварительного глушения;
• отсутствие необходимости освоения и вызова притока  скважин, в которых выполнялись работы с использованием колонны гибких труб;
• безопасность проведения спускоподъемных операций, так как в данном случае не нужно осуществлять свинчивание – развинчивание резьбовых соединений и перемещать насосно-компрессорные трубы (НКТ) на мостки;
• значительное улучшение условий труда работников бригад подземного ремонта при выполнении всего комплекса операций;
• сокращение времени при спуске и подъеме внутрискважинного оборудования на проектную глубину;
• обеспечение возможности бурения, спуска забойных инструментов и приборов, а также выполнения операций подземного ремонта в горизонтальных и сильно искривленных скважинах;
• соблюдение более высоких требований в области экологии при проведении всех операций по ремонту и бурению скважин, в частности, за счет меньших размеров комплексов оборудования для этих целей по сравнению с традиционными;
• существенный экономический эффект в результате применения колонн гибких труб как при ремонте, так и при проведении буровых работ.

Все эти преимущества новой технологии реализуются при выполнении видов работ, указанных в табл. 1.1, в которой представлены также ориентировочные объемы проведения каждой операции по отношению к общему объему всех работ, выполняемых за рубежом и в нашей стране.

В настоящее время специалисты различных фирм ежегодно выполняют порядка тысячи операций на скважинах с использованием колонн гибких труб.

Применять колтюбинг начали для осуществления наиболее простых операций при проведении ПРС – очистки колонны труб и забоев от песчаных пробок. При внедрении данной технологии использовали КГТ с наружным диаметром 19 мм. В настоящее время созданы буровые установки, работающие с колоннами диаметром 114,3 мм. При помощи КГТ с промежуточными значениями диаметров в этом диапазоне (19 – 114,3 мм) можно осуществлять практически весь набор операций подземного ремонта скважин и бурения. Параллельно с совершенствованием и созданием новых технологий выполнения нефтепромысловых работ шло развитие и технологии изготовления гибких труб, а также нефтепромыслового оборудования и инструмента, обеспечивающего их применение.

Характерной особенностью процесса совершенствования данной технологии ведения работ и оборудования для ее реализации является то, что освоение этой группы оборудования идет более высокими темпами, чем в целом всей группы машин для обслуживания скважин. Сейчас можно сказать, что нефтепромысловое оборудование, реализующее традиционные технологии, подошло очень близко к пределу своего совершенства. И оборудование для реализации технологий с использованием КГТ является "прорывом", обеспечивающим рез­кое повышение эффективности процессов ремонта и бурения скважин, особенно при проведении работ на месторождениях со сложными географическими и климатическими условиями, например, в Мексиканском заливе, Канаде, Северном море, Западной Сибири, на Аляске и побережье Ледовитого океана.

Поскольку в комплекс КГТ не входят мачты или вышки, являющиеся необходимой составляющей традиционного нефтепромыслового оборудования, его удобно применять на морских платформах и различных эстакадах с ограниченными размерами рабочих площадок.

Естественно, что с помощью рассматриваемого комплекса еще в определенной части не достигнуты параметры и режимы работ, которые обеспечивает традиционное оборудование. Однако преимущества КГТ и новые технические решения, способствующие их совершенствованию, позволяют постоянно расширять область применения данного оборудования и повышать эффективность ведения работ. Например, использование колонны гибких труб внесло радикальные положительные изменения в практику бурения нефтяных и газовых скважин, особенно при их заканчивании, а также в технологию выполнения каротажных исследований, работ по вскрытию пласта в сильно искривленных и горизонтальных скважинах.

Перспективы дальнейшего применения КГТ обусловлены, в частности, следующими факторами:

• к настоящему времени создано оборудование, позволяющее работать с колоннами гибких труб практически всех необходимых диаметров и длин при высоких скоростях спуска и подъема;
• обеспечена долговечность КГТ в условиях нейтральных и коррозионно-активных жидкостей.

Высокая эффективность работ, выполняемых с использованием КГТ, безусловно, повлияет на стратегию и тактику разработки месторождений в будущем. Прежде всего, это касается эксплуатации месторождений, расположенных в отдаленных и труднодоступных районах, а также тех, пластовая жидкость которых имеет аномальные свойства. Кроме того, при дальнейшем совершенствовании оборудования, обеспечивающего работу КГТ, можно достичь высокой эффективности проведения всего комплекса работ, связанных с бурением, освоением, эксплуатацией и ремонтом горизонтальных скважин.

Можно выделить основные ключевые направления развития данных технологий в России:

• расширение класса типоразмеров установок;
• повышение технического уровня оборудования, эксплуатационных характеристик агрегатов;
• разработка систем автоматизированного контроля за функ­­ционированием узлов агрегатов и технологическими процессами;
• создание установок с длинномерными безмуфтовыми тру­бами большого диаметра для забуривания вторых стволов и проходки горизонтальных участков скважин;
• обеспечение комплектности поставок;
• возможность сервисного обслуживания;
• доступная стоимость.

Реализация развития этих направлений будет более эффективна при условии создания полигонов для испытаний оборудования, отработки технологий и эксплуатации установок, выделения участков непосредственно на нефтепромыслах и месторождениях для внедрения описываемых технологий – вначале в сопровождении традиционных подъемников для замены муфтовых НКТ на КГТ, а затем для полного сервисного обслуживания скважин с использованием всех возможностей технологий, основанных на применении длинномерной безмуфтовой трубы для:

• текущего и капитального ремонта объектов;
• освоения скважин;
• эксплуатации КГТ в нагнетательных скважинах;
• применения КГТ в установках центробежных насосов;
• работы струйных насосов на КГТ;
• эксплуатации серийных штанговых насосов с использованием гидропривода через КГТ;
• обустройства нефтепромысловой сети.

В настоящее время процесс формирования комплекса машин и механизмов для проведения подземного ремонта скважин с использованием колонны непрерывных гибких труб в нашей стране только начинается, и для него характерны следующие признаки:

• значительное влияние идеологии фирм, импортирующих нам оборудование;
• наличие большого числа разнотипных агрегатов, параметры которых выбраны по существу случайно;
• отсутствие четкой постановки задач при создании оборудования;
• бездействие в решении вопросов унификации основных узлов и деталей агрегатов.

Для устранения указанных неопределенностей необходимо, прежде всего, решить вопросы, касающиеся построения параметрического ряда подобных агрегатов. В основе проектирования любого параметрического ряда оборудования заложено определение числа типоразмеров машин, составляющих данный ряд, и назначение их главных параметров. В случае оптимального проектирования ряда повышается серийность выпуска, уменьшается стоимость продукции за счет обеспечения унификации, облегчается эксплуатация. В настоящее время существует несколько методик проектирования рядов оборудования, среди них – создание размерно-подобных и типоразмерных рядов. Для нефтепромысловых машин наиболее приемлемыми являются последние, поскольку требуются установки с неравномерной насыщенностью градаций во всех частях ряда.

Применяемость машин, принадлежащих конкретному пара­метрическому ряду, определяется плотностью распределения востребованности их параметров и находится из конкретных условий их эксплуатации.

Выдержки из книги:
Вайншток С.М., Молчанов А.Г., Некрасов В.И., Чернобровкин В.И. Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб. - М.: Издательство Академии горных наук, 1999. - 224 с.