Обсадная колонна

В технологии бурения обсадная колонна представляет собой длинный отрезок соединенной нефтепромысловой трубы, опускаемой в ствол скважины и цементируемой. Назначение обсадной трубы следующее:

предотвратить обрушение скважины
предотвратить бесконтрольное попадание пластовых флюидов в скважину (продувание)
предотвращать попадание жидкостей в скважине (таких как добытая нефть или газ, буровой раствор и т. д.) в другие пласты

Фон

Сегменты труб (так называемые «соединения») обычно имеют длину около 40 футов (12 м), имеют наружную резьбу на каждом конце и соединяются короткими отрезками трубы с двойной внутренней резьбой, называемыми муфтами. (Некоторые специальные корпуса изготавливаются цельными, с внутренней резьбой, нарезанной непосредственно на одном конце.)

Спецификация 5C3 Американского института нефти стандартизирует 14 размеров обсадных труб с наружным диаметром от 4,5 дюймов (11,43 см) до 20 дюймов (50,80 см) («НД»). ^{[ 1 ]} В этом и связанных с ним документах API также обнародованы стандарты для резьбового конца и толщины стенки (несколько штук доступны для каждого размера для удовлетворения различных конструктивных параметров и фактически косвенно определяются стандартизированным номинальным весом на погонный фут; более толстая труба, очевидно, тяжелее) , а также прочность и некоторые химические характеристики стального материала. Несколько пределов прочности материалов, называемых «классами» и варьирующихся от минимального предела текучести от 40 000 фунтов на квадратный дюйм (276 МПа) до 150 000 фунтов на квадратный дюйм (1034 МПа), доступны для большинства комбинаций внешнего диаметра и толщины стенки для удовлетворения различных потребностей проектирования. Наконец, в публикациях API приводятся минимальные показатели продольной прочности («прочности соединения»), а также устойчивости к внутреннему (разрыву) и внешнему (разрушению) перепаду давления.

Типичный кусок обсадной колонны можно описать как 9-5/8 дюйма 53,5# P-110 LT&C Rg 3: указан внешний диаметр, вес на фут (53,5 фунта/фут, таким образом, толщина стенки 0,545 дюйма и внутренний диаметр 8,535 дюйма), сталь. прочность (предел текучести 110 000 фунтов на квадратный дюйм), обработка торца («Длинная резьба и соединение») и приблизительная длина («Диапазон 3» обычно находится между 40 и 42 фута).

Обсадную колонну спускают для защиты или изоляции пластов, прилегающих к стволу скважины. Как правило, невозможно пробурить скважину через все пласты от поверхности (или морского дна) до целевой глубины за одну секцию скважины. Например, зоны, несущие пресную воду (обычно встречающиеся только у поверхности), должны быть защищены вскоре после проникновения. Поэтому скважину бурят секциями, при этом каждая секция скважины изолируется путем облицовки внутренней части скважины стальной трубой, известной как обсадная труба, и заполнения кольцевого пространства (или, по крайней мере, нижней части) между этой обсадной колонной и стенку скважины цементом. Затем начинают бурение на следующем участке скважины, обязательно долотом меньшего диаметра, которое пройдет через вновь установленную обсадную колонну.

Хвостовик представляет собой обсадную колонну, которая не выходит на поверхность, а подвешивается на подвеске хвостовика, установленной внутри предыдущей обсадной колонны, но обычно в пределах примерно 300 футов (91 м) от ее дна. Помимо очевидной экономии средств, установка хвостовика позволяет использовать более крупные бурильные или эксплуатационные насосно-компрессорные трубы в верхних частях скважины. (Недостатком являются периодические трудности с обеспечением герметизации путем цементирования зоны перекрытия обсадной колонны и хвостовика.)

В зависимости от возникающих условий (например, зон с разными градиентами пластового давления) для достижения целевой глубины может потребоваться три или четыре обсадные колонны. Стоимость обсадной колонны может составлять 20-30% от общей стоимости скважины. ^{[ нужна ссылка ]}и неудача может оказаться катастрофической. Поэтому необходимо проявлять большую осторожность при разработке экономичной программы обсадных труб, которая будет отвечать требованиям скважины.

Ссылки

^ Технический отчет по уравнениям и расчетам для обсадных труб, НКТ и линейных труб, используемых в качестве обсадных труб или НКТ; Таблицы эксплуатационных свойств обсадных труб и труб: 7-е издание, 2008 г. , Американский институт нефти, 1220 L Street NW, Вашингтон, округ Колумбия, 20005-4070 США.

[1] Технический отчет по уравнениям и расчетам для обсадных труб, НКТ и линейных труб, используемых в качестве обсадных труб или НКТ; Таблицы эксплуатационных свойств обсадных труб и труб: 7-е издание, 2008 г. , Американский институт нефти, 1220 L Street NW, Вашингтон, округ Колумбия, 20005-4070 США.

[ 1 ]