Закачка азота в кольцевое пространство обсадной колонны
В результате закачки азота в кольцевое пространство обсадной колонны происходит его смешивание с восходящим потоком бурового раствора, чем обеспечивается понижение плотности раствора. Понижение плотности раствора вызывает понижение гидростатического давления в скважине. При достаточном понижении гидростатического давления (т.е. когда
гидростатическое давление в скважине ниже пластового давления) создаются условия депрессии в системе скважина-пласт. В результате пластовые жидкости могут свободно поступать в кольцевое пространство и с восходящим потоком выносится на поверхность скважины. Частицы выбуренной породы и буровой раствор не проникают в продуктивный пласт, благодаря чему предупреждаются нарушения его эксплуатационных качеств. На поверхности поступающий из скважины поток направляется в измерительный резервуар высокого давления и сепаратор, где производится отделение газа, который затем направляется на факельную стойку для сжигания. Твердые частицы аккумулируются на дне сепаратора и периодически удаляются. Жидкая фаза подается в систему резервуаров для полного гравитационного отделения из нее твердых частиц перед рециркуляцией. Типичные показатели давления в сепараторе и объемов закачки азота иллюстрирует пример одной из скважин, пробуренной на юге провинции Альберта. Для бурения ствола скважины диаметром 120,65 мм использовалась 88,9-мм колонна бурильных труб. В процессе бурения давление в сепараторе изменялось в пределах от 103 до 344 кПа. Закачка газа осуществлялась в объемах 18-32 м /мин, а подача жидкости составляла 0,15-0,45 м /мин.
Примененная технология бурения с депрессией предусматривала возможность использования традиционной телеметрической системы с гидравлическим каналом связи. Эта система обеспечивает передачу сигналов с забоя на поверхность через несжимаемую среду. Для применения такой технологии передачи данных по гидравлическому каналу было необходимо решить ряд технических проблем, в первую очередь связанных с наращиванием бурильной колонны. Был разработан специальный клапан, регулирующий гидростатическое давление в бурильной колонне во время ее наращивания (Рис. 2). Клапан выполняет следующие основные функции:
• поддерживает гидростатический напор в бурильной колонне во время ее наращивания,
• предупреждая таким образом образование вакуума в колонне и поступление в нее воздуха,
• что может обусловить опасность взрыва в скважине;
• предупреждает возможность выбросов из скважины;
• при спускоподъемных операциях и наращивании колонны клапан предупреждает создание противотока в бурильной колонне.
Рис.2
Клапан, регулирующий гидростатическое давление в бурильной колонне во время наращивания