Инструменты и системы гидравлического действия, предназначенные для спуска через НКТ на гибкой трубе(колтюбинг), впервые появились на нефтяных месторождениях штата Аляска в середине 80-х годов. Универсальность значительно увеличивающихся в объеме изолирующих элементов гидравлического действия позволяет использовать инструменты для воздействия на скважину в самых разнообразных условиях в скважине, включая обсаженный ствол, открытый ствол, перфорации, щелевой фильтр и сетчатые фильтры. Сегодняшние сервисные инструменты гидравлического действия могут расширяться более чем на 350% и способны работать при температурах выше 149 °С (300 °F).
Есть много преимуществ при использовании колтьюбинга для воздействия на скважину инструментами гидравлического действия через НКТ. Поскольку ремонт скважины проводится без ее остановки, нет необходимости проводить глушение. Это исключает использование жидкостей глушения, которые часто являются дорогостоящими и могут причинять необратимые нарушения призабойной зоны. Также нет необходимости использовать подъемник при выполнении операции спуска инструментов гидравлического действия через НКТ, что позволяет получить значительную экономию времени и ресурсов и намного сократить вспомогательные операции.
Разработаны комплексные серии инструментов для ремонта скважин, основанные на принципе гидравлического действия через НКТ, что позволяет проводить почти все необходимые типы ремонта скважин. Наряду с этими разработками был реализован проект применения "специализированной" нпрерывной трубы для спуска и подъема инструментов, а также разработаны элементы программного обеспечения для планирования и осуществления операций с этими инструментами. Изготовители инструментов гидравлического действия через НКТ стараются предлагать своим клиентам инструментарий для "безупречного выполнения" операций воздействия на скважину инструментами гидравлического действия, спускаемыми на непрерывной трубе.
Эти системы преимущественно используются для поинтервальной изоляции, большей частью в качестве механизма закрытия воды. Можно проектировать операции воздействия на скважину инструментами гидравлического действия, спускаемыми на гибкой трубе, чтобы обеспечить устранение тех или иных проблем в стволе скважины, независимо от того, является ли рассматриваемая зона нижней, промежуточной или верхней.
Извлекаемая мостовая пробка
Извлекаемая мостовая пробка, спускаемая на гибкой трубе, может использоваться для изоляции любой части ствола скважины, где требуется временная или временная, переходящая в постоянную изоляция. Извлекаемая мостовая пробка спускается в ствол скважины через гибкую трубу. Пробку устанавливают и отсоединяют с помощью приложенного с поверхности гидравлического давления. По окончании операции с использованием мостовой пробки, она извлекается на гибкой трубе или на канате за один рейс, включая уравнивание, дефляцию и извлечение.
Постоянная мостовая пробка
Постоянная мостовая пробка гидравлического действия представляет собой неизвлекаемый инструмент, предназначенный для спуска на гибкой трубе через запланированные или незапланированные сужения ствола и установки в интервале с большим внутренним диаметром. Как только мостовая пробка установлена и отсоединена, гибкую трубу можно использовать для закачки цемента. Это может продлить целостность мостовой пробки или служить способом ликвидации скважины.
Постоянный цементировочный пакер с обратным клапаном
В тех случаях, когда простых операций по изоляции ствола скважины оказывается недостаточно, и требуется цементирование затрубья, оптимальным решением при работе через НКТ является постоянный цементировочный пакер с обратным клапаном, спускаемый на гибкой трубе. Пакер рассчитан на установку, испытание закачкой, определение зон негерметичности, вторичное цементирование и увеличение постоянной изоляции за счет размещения цемента поверх цементировочного пакера, и все это за один рейс гибкой трубы в скважину. Это разнообразие операций, выполняемых за один рейс с помощью гибкой трубы, удовлетворит даже наиболее строгие требования к ликвидации скважины, позволяя операторам выполнять их задачи по установке мостовой пробки и ликвидации скважины своевременно и эффективно.
Системы со сдвоенным пакером
Разработано множество моделей постоянных и извлекаемых сдвоенных пакеров гидравлического действия, предназначенных для спуска на гибкой трубе. Различные конфигурации этих пакеров позволяют изолировать средние или верхние зоны. Основная задача состоит в том, чтобы оптимизировать разницу между внутренним и внешним диаметром сдвоенного пакера. Необходимо минимизировать сужение колонны, чтобы не препятствовать добыче или закачке через зону изоляции, а также прохождению инструментов при дальнейшем воздействии на скважину.
Сдвоенный пакер можно устанавливать в собранном виде, если это позволяет делать конструкция лубрикатора, но чаще установка осуществляется посекционно. Для этого эффективно используются защелкивающиеся замки элементов, стыкуемых при многократных спусках гибкой трубы. С использованием этого метода сдвоенные пакеры гидравлического действия устанавливаются на глубину более 550 м (1 800 футов) в добывающих скважинах. Система сдвоенных пакеров гидравлического действия может также включать устройства управления потоком, такие как штуцеры и скользящие муфты, и может использоваться как со свободным пакерным интервалом, так и с установленными в нем песчаными фильтрами, в зависимости от требований изоляции.
Инструменты избирательного размещения
Были также разработаны системы гидравлического действия с гибкой трубой, при помощи которых можно выборочно закачивать жидкости между двумя разобщающими элементами. Эти регулируемые системы особенно подходят для использования в таких операциях, как закрытие воды, химические обработки, промывка фильтра, испытание на утечку и испытание закачкой. Наиболее часто эти системы применяются в операциях по стимуляции притока в скважину, в основном с применением кислоты. Это особенно важно для старых месторождений, где продуктивные пласты истощаются, а добыча нежелательных флюидов растет.
В мировом масштабе использование гибкой трубы и систем гидравлического действия увеличивается. Сочетание этих технологий оказалось очень удачным, поскольку для активации инструментов обычно требуется только гидравлическое давление и лишь в некоторых случаях - небольшая компрессия или растягивающая нагрузка. Гибкость изолирующего элемента гидравлического действия обеспечивает чрезвычайно широкий спектр его возможных применений в НКТ при спуске на гибкой трубе. Операторы имеют возможность не только выполнять операции по воздействию на скважину через НКТ без ее остановки, но также и работать с использованием инструментов гидравлического действия в самых разнообразных внутрискважинных условиях.
Примеры
Пример использования извлекаемой мостовой пробки
Задача: Компании-оператору в Индонезии потребовалась изоляция зоны водопритока в обсадной колонне диаметром 244,48 мм, удельным весом 70 кг/м3 (47 фунтов/куб. фут), при минимальном сужении проходного сечения до 85,09 мм.
Решение с использованием гибкой трубы: Извлекаемая мостовая пробка гидравлического действия внешним диаметром 76,2 мм, была спущена, установлена и отсоединена на глубине 2 580 м (8 470 футов), с углом отклонения от вертикали 67°.
Результаты: После возвращения скважины в режим добычи, обводненность снизилась с 12 000 барр./сутки до 7 300 барр./сутки, в то время как дебит по нефти увеличился примерно на 3 100 барр./сутки и достиг 4 500 барр./сутки.
Пример использования постоянной мостовой пробки
Задача: Компании-оператору потребовалась постоянная изоляция основного ствола скважины до выполнения зарезки бокового ствола через НКТ. Диаметр обсадной колонны скважины 177,8 мм (7,00 дюймов) удельным весом 43 кг/м3 (29 фунтов/куб. фут), сталь марки L-80, при минимальном сужении проходного сечения до 109,55 мм (4,313 дюйма).
Решение с использованием гибкой трубы: Через НКТ спускается постоянная мостовая пробка гидравлического действия внешним диаметром 85,73 мм (3,375 дюйма) на глубину 3 110 м (10 200 футов). Используется система разделения жидкостей в пласте, спускаемая на гибкой трубе как часть компоновки низа колонны (КНК), чтобы предотвратить загрязнение гидравлической жидкости жидкостью, текущей в колонне.
Результат: Была установлена и отсоединена мостовая пробка гидравлического действия, после чего был выполнен подъем КНК из скважины. Постоянная изоляция способна выдерживать давление свыше 40 680 кПа (5 900 фунтов/ дюйм2), что позволяет оператору продолжать запланированную операцию по зарезке бокового ствола.
Пример использования постоянного цементировочного пакера с обратным клапаном
Задача: Компания-оператор на месторождении в Северном море проводила ликвидацию скважины через НКТ перед полной ликвидацией морской платформы. Требовалось закачать цемент в НКТ до затрубья, без подъема НКТ диаметром 139,7 мм (5,50 дюйма), удельным весом 25 кг/м3 (17 фунтов/куб. фут). Минимальное сужение проходного сечения НКТ было 96,82 мм (3,812 дюйма).
Решение с использованием гибкой трубы: НКТ была проперфорирована в двух местах, чтобы обеспечить связь НКТ с затрубьем. Цементировочный пакер гидравлического действия с внешним диаметром 85,73 мм (3,375 дюйма) и обратным клапаном был спущен на гибкой трубе и установлен между двумя перфорированными интервалами.
Результаты: Цементный мост объемом 24 м3 (150 барр.) был установлен в затрубье, а цементировочный пакер с обратным клапаном отсоединен для извлечения гибкой трубы при сохранении изоляции в НКТ. Цементная пробка в затрубье и цементировочный пакер в НКТ были опрессованы, чтобы убедиться в успешной ликвидации скважины с помощью гибкой трубы и пакера гидравлического действия.
Пример использования системы со сдвоенным пакером
Задача: На морской скважине требовалось изолировать верхнюю зону поступления газа, в хвостовике диаметром 177,8 мм (7,00 дюймов), удельным весом 43 кг/м3 (29 фунтов/куб. фут), из стали марки L-80, ниже минимального сужения проходного сечения 109,6 мм (4,313 дюйма). Рассматриваемая зона была проперфорирована в интервале от 4 457 м до 4 488 м (14 622 футов до 14 724 футов). Требовалась депрессия 41 370 кПа (6 000 фунтов/кв.дюйм).
Решение с использованием гибкой трубы: постоянная система гидравлического действия со сдвоенным пакером с внешним диаметром 107,9 мм (4,25 дюйма) и внутренним диаметром 57,15 мм (2,25 дюйма) была спущена в ствол скважины на гибкой трубе в виде двух секций. Полная длина системы со сдвоенным пакером составляла 51 м (168 футов); использовалась разобщающая труба диаметром 73,02 мм (2,875 дюймов)и удельным весом 9,5 кг/м3 (6,4 фунта/куб.фут).
Результаты: После установки системы со сдвоенным пакером, зона с более низким притоком нефти была проперфорирована через компоновку со сдвоенным пакером перфораторами размером 42,86 мм (1 11/16 дюйма). Скважина была снова запущена в работу с дебитом по жидкости свыше 20 000 барр./сутки. Эта система со сдвоенным пакером прослужила в процессе добычи свыше семи лет.
Пример использования системы инструментов избирательного размещения
Задача: На скважине в Латинской Америке требовалась обработка для стимуляции притока к скважине в эксплуатационной колонне-хвостовике диаметром 177,8 мм (7,00 дюймов) и удельным весом 48 кг/м3 (32 фунта/куб. фут), на глубине 4 800 м, (15 750 футов) через предохранительный клапан внутренним диаметром 151,13 мм (5,95 дюйма), при температуре 140°C (285 °F).
Решение с использованием гибкой трубы: Регулируемый инструмент со сдвоенным пакером для интенсификации притока к скважине был оборудован двумя элементами Inconel внешним диаметром 107,95 мм (4,25 дюйма), с 5-метровым (16-футовым) интервалом, и установлен в скважине на гибкой трубе на максимальной репрессии гибкой трубы 22 060 кПа (3 200 фунтов/кв. дюйм). Были задействованы две такие системы с рецептурой обработки, включавшей растворитель, дизельное топливо и 7,5% HCl.
Результаты: После подъема компоновки низа колонны, скважина была снова запущена в работу с показателями увеличения добычи с 4 200 барр./сутки до 6 000 барр./сутки.