Межколонные проявления, обусловленные негерметичностью резьбовых соединений
Из табл. 23 видно, что подавляющее число межколонных проявлений в б. Краснодарнефти возникло в период освоения и эксплуатации скважин.
Проведение ремонтно-изоляционных работ для ликвидации межколонных проявлений показало, что в большинстве случаев проявления вызываются пропусками газа и нефти в резьбовых, соединениях обсадных колонн. Так, например, в скв. 63 Ново- Дмитриевская при установлении причины межколонного проявления пытались восстановить циркуляцию через фильтр путем закачки воды под давлением. Циркуляцию восстановить не удалось. Затем над фильтром установили цементный мост и 65/s" колонну опрессовали на 150 аг, при этом колонна оказалась герметичной. С целью проверки возможного проявления’ за колонной вышележащего I майкопского горизонта его опробовали и получили приток воды. Восстановить заколонную — циркудяцию через отверстия, перфорированные против I майкопского горизонта, также не удалось. Таким образом, единственным источником межколонных проявлений в скв. 63 следует считать пропуски газа и нефти в резьбовых соединениях.
В скв. 56 Калужская в процессе проведения работ по выявлению причин межколонного проявления произвели опрессовку 65/&" колонны на 120 ат при предварительно установленном над фильтром цементном мосте. При опрессовке колонны — водой наблюдали незначительное ее поступление через меж — трубное пространство. По характеру падения давления в колонне пришли к выводу, что резьбовые соединения 65/$" колонны негерметичны. При проведении ремонтных работ по ликвидации межколонного проявления в скв. 224 Ново-Дмитриевская при помощи электротермометра и резистивиметра установили, что проявление вызвано нарушением б5//’ колонны на глубине 465 м.
Фактические материалы по проходке и эксплуатации газовых скважин в Ставрополе (Кавказском), Саратове, на Кубани и в других районах подтверждают, что основной причиной межколонных проявлений при эксплуатации газовых скважин является негерметичность резьбовых соединений. Почти все скважины Северо-Ставропольского, Пелагиадинского и других месторождений эксплуатируются при наличии межколонных газопроявлений. Аналогичная картина наблюдается в газовых скважинах Саратова, причем в скв. 18 Богаевская электротермометром обнаружили места пропусков газа через резьбовые соединения.
На Анастасиевском месторождении из 10 скважин, эксплуатирующихся на газ, почти нет ни одной, где бы не наблюдались пропуски газа за эксплуатационной колонной. Для предупреждения межколонных проявлений при эксплуатации газовых скважин в настоящее время при цементировке эксплуатационных колонн предусматривают подъем цемента до устья. В результате проведения этого мероприятия пропуски газа в меж — колонном пространстве полностью устранены.
На герметичность резьбовых соединений обсадных труб влияют следующие основные факторы:
1) характер агента, применяемого для испытания (жидкость, газ и др.) ; 2) точность выполнения нарезки труб и муфт; 3) степень затяжки резьбовых соединений; 4) тип смазки;
5) величина пробного давления и продолжительность испытания;
6) характер напряжений и деформаций, которые испытывают резьбовые соединения.
Рассмотрим, в какой мере удовлетворяются названные условия при изготовлении, техническом контроле и использовании обсадных труб в бурении. Так как герметичность резьбового соединения зависит от рода агента, которым испытывают трубы давлением, а испытание труб на трубопрокатных заводах осуществляют всегда водой, то во всех случаях использования таких труб для добычи нефти и газа гарантировать их герметичность невозможно.
Точность выполнения нарезки труб и муфт контролирует только ОТК трубопрокатного завода, и почти никогда их не проверяют в процессе подготовки труб к спуску в скважину. Необходимо также отметить, что в результате железнодорожных и внутрипромысловых перевозок, из-за многочисленных погрузочно-разгрузочных работ надежность резьбовых соединений снижается. Следовательно, гарантировать герметичность резьбовых соединений без проверки резьб калибром после доставки труб на буровую нельзя.
Степень затяжки резьбовых соединений регламентируется ГОСТ 632-57, однако, как известно, муфты, навернутые на трубу на заводе-изготовителе, при спуске их в скважину часто оказываются недостаточно закрепленными. Таким образом, без закрепления резьбовых соединений в процессе спуска обсадных колонн с контролем величины необходимого крутящего момента гарантировать их герметичность нельзя.
Известно, что даже тщательно выполненное резьбовое соединение без смазки резьбы перед свинчиванием или при некачественной смазке не является герметичным, так как каждое резьбовое соединение имеет зазоры в виде спирального лабиринта между гребнями и впадинами резьбовых ниток. Утечка
жидкости или газа через эти зазоры может возникнуть в том случае, если будет преодолено сопротивление сдвига смазочного материала, или растворена смазка.
При высоких давлениях, значительной температуре и продолжительном воздействии газа и нефти на резьбовые соединения гарантировать их герметичность нельзя, если качество смазки не отвечает условиям эксплуатации обсадных труб. Резьбовые соединения обсадных труб на трубопрокатных заводах подвергают гидравлическому испытанию на давление не более 200 ат при продолжительности испытания 15 сек. При испытании обсадных труб на трубных базах или на буровых давление испытания редко превышает 100—150 ат.
При эксплуатации многих нефтяных и газовых месторождений. резьбовые соединения испытывают более высокие давления. Испытания резьбовых соединений необходимо проводить в условиях, соответствующих условиям их эксплуатации в буровых скважинах, т. е. при соответствующей температуре и давлении и не водой, а воздухом или газом. Продолжительность испытания согласно данным бюро по трубам должна быть увеличена хотя бы для некоторой части труб. Так, например, по данным АзИНМАШ [32], при экспериментальной проверке герметичности резьбовых соединений З’/г" труб (ГОСТ 631-50) с восьминиточной резьбой установлено следующее (табл. 24).
Таблица 24
|
Из приведенных в табл. 24 данных видно, что при различных смазках и различных давлениях время, через которое нарушится герметичность резьбового соединения, изменяется в широких пределах.