Проблемы спуска обсадных колонн на месторождении Чираг в Азербайджане



Спуск обсадных колонн в скважины с большими отклонениями обычно признаются одними из самых критических из всех операций. Неспособность достижения цели — спуск на проектную глубину оказывает серьезное влияние на производительность скважины и общую ее стоимость.

В статье рассмотрен спуск обсадной колонны на месторождении Чираг в скважину с большим отклонением в проблемных горизонтах.

Ключевые слова: скважины с большим отклонением, спуск колонн, коэффициент трения, открытый ствол, закрытый ствол, устойчивость ствола.

Running casing strings into highly deviated wells is generally recognized as one of the most critical of all operations. Failure to achieve the target — descent to the design depth has a serious impact on the productivity of the well and its overall cost.

The article considers running a casing in the Chirag field into a well with a large deviation in problem horizons.

Keywords: wells with large deviation, casing running, friction factor, open hole, closed hole, wellbore stability.

Как известно, в планировании фаз бурения, а также завершения скважин с увеличенным отходом от вертикали, спуск обсадной колонны часто определяется как сложная операция.

Такие операции, как планирование, анализ крутящего момента и сопротивления признаны неотъемлемой частью процесса управления рисками.

При моделировании внимание должно быть уделено учету факторов трения. Данные по скважине должны быть собранными, проанализированными, а также факторы трения вычислены. Довольно часто это не делается и существует большая степень неопределенности относительно того, какие значения следует использовать. Другое заблуждение состоит в том, что коэффициенты трения, рассчитанные для этапа бурения скважины, могут быть непосредственно применены к последующему спуску обсадной колонны. Практика показывает, что это не так.

Недавние достижения в технологии имеют важное значение в процесс принятия решения по обсадной колонне. К ним относятся: воздействие роторного управляемого инструмента на ствол скважины; увеличение отхода от вертикали; появление специальных обсадных колонн разных размеров; тип колонны (твердые, расширяемые, трубчатые); технология бурения на обсадных трубах [1, 3]; плавучесть колонн и эффективные центраторы обсадной колонны.

Сбор и анализ данных имеют основополагающее значение для улучшения понимание того, как бурятся скважины, и какое влияние это оказывает на последующую операцию спуска обсадной колонны.

Факторы трения

Факторы трения могут стать источником путаницы при планировании [1, 2]. Основное внимание должно уделяться операциям по спуску обсадных труб. В таблице 1 сведены результаты от компании BP из всемирной базы данных коэффициентов трения. Эти цифры основаны на более чем двадцати спусках труб диаметром 13–3/8 дюйма и пятьдесят спусков обсадных труб диаметром 9–5/8 дюйма. Цель этой базы данных состоит в том, чтобы предоставить улучшенное руководство для выбора коэффициента трения CH (в колонне), а также коэффициента трения OH (открытый ствол) при спуске обсадной колонны. Коэффициенты трения усредняются по общему количеству спусков для каждого диаметра и типа раствора.

Таблица 1

Фактор трения

Колонна	Коэффициент трения
	СН/ОН Раствор на водной основе	СН/ОН раствор на нефтяной основе
13–3/8”	0,30/0,45	0,25/0,40
9–5/8”	0,25/0,40	0,25/0,35

Как и ожидалось, видно, что раствор на водной основе обычно менее смазывающий, чем раствор на нефтяной основе.

При подготовке к спуску обсадной колонны общепринятой практикой является собирать данные о крутящем моменте и сопротивлении во время бурения и во время последней спуско-подъемной операции. Это обеспечивает качественную проверку состояния ствола скважины и показывает, подходит ли он для спуска обсадной колонны.

Во многих случаях и, конечно же, для скважин с большим отклонением, данные ГИС инженеры будут записывать на поверхности. Обычно такие данные собираются с интервалом в одну минуту. Этот частота обычно достаточна во время бурения, но для спуска обсадной колонны является обычно неадекватной.

Рассмотрим месторождение Чираг в Каспийском море, примерно в 100 км на Востоке Азербайджана от столицы Баку. Пятнадцать скважины были первоначально пробурены с платформы. Некоторые из более поздних скважины в программе были с большими отклонениями до 4 км. Интересным оказался факт, что операции в одной скважине не обязательно будут эффективны в другой. Так в формациях Сабунчи и Балаханы ствол скважины нестабилен и проблемы часто происходят во время бурения. Песчаная свита Перерыва расположена примерно на глубине 2750 м.

Несмотря на то, что спуск обсадной колонны был определен как специфическая задача, требующая тщательного планирования и выполнения, действительная степень трудности была полностью непредвиденной.

Месторождение Чираг

Чираг А16 была первой скважиной в программе скважин с большим отклонением. Секция 12¼” была пробурена до глубины 6231 м с помощью РУС. Это, казалось, указывало на то, что ствол находился в хорошем состоянии, и ожидалось, что обсадная колонна достигнет проектной глубины. Во время планирования базовые коэффициенты трения в обсаженном/открытом стволе составляли 0,25/0,40.

График сопротивления обсадной колонны для A16 показан на рисунке 1. Видно, что обсадная колонна 10¾”x9–5/8” была спущена до 4038 м, когда она застрял на высоте 2193 м над забоем. Это было в проблемном пласте верхние Балаханы.

Рис. 1. Скважина A16 (Чираг). Спуск на 5,585 м колонны 9–5/8" (15–18 октября 2001) [1]

Динамическое трение в обсаженном/открытом стволе было пересчитано и составило 0,30/0,50.

Выводы

Расследование этого инцидента выявило ряд возможных причин. К ним относятся плохая очистка ствола скважины, нестабильность ствола, остатки шлама, проскальзывание центратора, а также дифференциальное прилипание.

Литература:

1. Mason, C. J., Lopez, J., Meling, S., Munger, R., & Fraser, B. (2003). Casing Running Challenges for Extended-Reach Wells. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. doi:10.2118/84447-ms
2. Stuart, D., Hamer, C.D., Henderson, С., Gaynor, T. and Chen, D.C-K. New Drilling Technology Reduces Torque and Drag by Drilling a Smooth and Straight Wellbore”. SPE/IADC 79919, 2003 SPE/IADC Drilling Conference. Amsterdam the Netherlands. 19–21 February.
3. Warren, Т., Houtchens, B. and Madell, G. Directional Drilling with Casing. SPE/IADC 79914, 2003 SPE/IADC Drilling Conference. Amsterdam the Netherlands. 19–21 February.