Трудное время колтюбинга в России

Одна труба - на всё

Технологии «намотанной трубы» (англ.: coiled tubing) используют гибкие непрерывные трубы длиной до 20 км вместо обычных буровых и насосно-компрессорных труб (НКТ). Они применяются на внутрискважинных работах, в том числе на горизонтальных и боковых стволах – при капитальном ремонте (включая гидроразрыв пласта), бурении, геофизических исследованиях.

Особенность гибких труб в том, что их можно безопасно применять на герметизированном устье скважины, то есть без ее глушения. Это позволяет исключить большинство факторов негативного воздействия на пласт и скважину, поинтервально обрабатывать действующие скважины практически любой конструкции и профиля в автоматическом режиме. Ствол скважины можно проводить по тонким пластам с полным сохранением их коллекторских свойств. На сегодняшний день хорошо освоены следующие колтюбинговые операции:

• ликвидация отложений;
• обработка призабойной зоны пласта;
• вызов притока флюида;
• перфорация эксплуатационной колонны;
• промысловые геофизические исследования;
• очистка эксплуатационных колон механическими скребками;
• шаблонирование эксплуатационной колонны;
• ловильные операции;
• ремонтно-изоляционные работы в скважинах.

Установка МК10Т (ЗАО «Фидмаш»)

Наиболее перспективно применение гибких труб при бурении на депрессии, то есть с отрицательным перепадом давления в системе скважина-пласт (при этом дебит нефтяной скважины увеличивается в 3-5 раз, а затраты на бурение и его продолжительность снижаются в 2-3 раза). Помимо всех преимуществ, колтюбинг также имеет природоохранный эффект за счет снижения вредных выбросов (объем шлама снижается в 3,3 раза за счет меньшей потребности в буровом растворе), сокращения производственной площади (в 2 раза) и времени работ на месторождении. По данным Тюменского государственного нефтегазового университета, на очистку НКТ требуется в среднем в 4,7 раза меньше времени, на промывку песчаных пробок – в 3,6 раза, на кислотную обработку пласта – в 2,8 раза, на ремонтно-изоляционные работы – в 10,2 раза.

«Особенно перспективным является применение горизонтального бурения гибкими трубами дополнительных горизонтальных стволов из колонны старой скважины при доразработке истощенных месторождений на поздней стадии, вовлечении в разработку трудноизвлекаемых запасов, восстановление бездействующих и малодебитных скважин, – считает Леонид Груздилович, председатель Ученого совета Центра развития колтюбинговых технологий (источник: http://www.ssa.ru/articles/entry/05A94F9.htm). – Бурение гибкими трубами позволяет уже сегодня вовлечь в разработку значительную часть, а в перспективе – практически все забалансовые запасы углеводородов и добывать дополнительно в России до 50 млн т нефти и до 30 млрд. м³ газа ежегодно».

Как работать с гибкой трубой?

УМК20Т (ЗАО «Фидмаш»)

Даже очень прочную стальную трубу сложно опустить и поднять с глубины 2-3 (иногда 4-5) км под давлением в сотни атмосфер, в незаглушенной скважине. Поэтому для работы с гибкой трубой предназначены комплексы специального оборудования и оснастки.

«В России применяются колтюбинговые установки различного тягового класса (зависит от глубин скважин), различного исполнения (мобильные, блочные и гибридные), а также различного ценового класса (зависит от состава оборудования, производителя, требуемых параметров и т.д.), – рассказывает Евгений Горшков, генеральный директор ООО «Техновелл» (Москва). – На территории РФ работают практически все ведущие производители колтюбингового оборудования. Наиболее широко представлено оборудование мирового лидера (занимает 70% рынка оборудования для колтюбинга), корпорации National Oil Well Varco и заводов, входящих в ее состав – Hydra Rig, NOV, ЗАО «Фидмаш», Dreco. Также эксплуатируется оборудование ОАО «Первомайскхиммаш» (Россия), Stewart & Stevenson Services Inc. и другое».

1999 год, когда ЗАО «Фидмаш» (в составе российско-белорусской группы предприятий ФИД – Белорусского фонда развития и поддержки изобретательства и рационализации) создало опытный образец мобильной колтюбинговой установки, признанной лучшей в конкурсе РАО «Газпром», можно считать стартом технологии на российском экономическом пространстве. Вот уже несколько лет продукция «Фидмаша» лидирует на российском рынке колтюбинга, серьезно потеснив иностранные марки.

Установка «УРАН-20.1» (ОАО «Первомайскхиммаш»)

«В 2006 году мы начали выпуск колтюбинговой установки, развивающей модель среднего класса МК20Т, – рассказывает Елена Лапотентова, Генеральный директор ЗАО «Фидмаш» (Минск). – Она смонтирована на полноприводном шасси МЗКТ (10х10), разработанном по заказу ЗАО «Фидмаш». МК20Т комплектуется новыми разработками – это более функциональная подъемная теплоизолированная кабина оператора, оснащенная системами управления и контроля-регистрации (СКР-3) нового поколения, и узел намотки гибкой трубы повышенной емкости, позволяющий работать с трубой Ø38,1 мм и длиной до 5000 м. Предусмотрена система предупреждающих сигналов и программируемых остановок. Система управления оснащена сенсорным монитором, на который выводится в режиме реального времени текущая информация. Но основному усовершенствованию подверглось «сердце» колтюбинговой установки – инжектор (механизм подачи трубы), повысились его надежность и ресурс (почти в два раза), что достигнуто за счет улучшения конструкции цепей и подбора специальных материалов».

Инжектор HR5100 (Hydra Rig, Inc.)

Позднее была введена в эксплуатацию установка тяжелой серии МК30Т, предназначенная для бурения боковых стволов и горизонтальных участков скважин, проведения селективных гидроразрывов пластов. В базовом варианте мобильный комплекс МК30Т оснащен инжектором грузоподъемностью до 36 т и гибкой трубой диаметром 44,5 мм (рабочая длина 3500 м). После незначительного переоснащения комплекс МК30Т может работать с трубами Ø38,1 и Ø50,8 мм.

Последняя действующая разработка компании – МК40Т с тяговым усилием инжектора 40 т, трубой Ø60,3 мм и длиной до 3500 м (или Ø73 мм и длиной 2200 м). Установка смонтирована на полуприцепе с седельным тягачом повышенной проходимости и включает барабан с гибкой трубой, инжектор, направляющую трубу («гусак») с изменяющимся радиусом для подачи труб в инжектор, кабину оператора с панелью управления и автономный силовой блок для обеспечения энергией барабана, инжектора и органов управления поста оператора.

«На сегодня очень привлекательны гибридные установки – колтюбинг и буровая в одном агрегате, – считает Андрей Гиль, коммерческий директор «ООО Техновелл». – Такие установки сейчас производит компания Foremost. Из инноваций, возможно, найдут применение установки с гибкой трубой для шахт, горного дела, для коммунальных хозяйств».

ЗАО «Фидмаш» также имеет в планах производство гибридной установки М50, которая в теории наделит применение бурильных труб с резьбовыми соединениями преимуществами использования длинномерной безмуфтовой гибкой трубы.

МК40Т (ЗАО «Фидмаш»)

Такая важная труба

Сейчас в России в технологиях колтюбинга используются гибкие трубы всех четырех мировых производителей: американских фирм Tenaris Coiled Tubes (Presicion Tube Technology), Quality Tubing и Global Tubing, а также российского ОАО «Уралтрубмаш».

«Продукция каждого производителя находит своего покупателя, однако трубы различаются между собой техническими характеристиками, прочностью и качеством, – говорит Андрей Гиль. – Компания Global относительно недавно появилась на рынке, и качество ее продукции еще не проверено эксплуатацией. Заявленное ноу-хау – сварка поперечного шва трением, как улучшение качества, еще не апробировано в тяжелых условиях и довольно спорно. Ведь тот же Tenaris давно и успешно применяет сварной шов «bias» (на косую), и как показывает практика, основной проблемой является не данный шов, а продольный по всей длине трубы, который образуется при формировании трубы из полос. Именно в нем могут образоваться трещины и свищи – как при производстве, так и во время эксплуатации. Большую роль играет также сама технология изготовления трубы, качество применяемой стали и штрипса (листов), и конечно система контроля готовой продукции. Все это организовано компанией Tenaris на самом высоком уровне. К сожалению, российский производитель пока не смог достичь такого же качества, однако его продукция интересна более низкой ценой и меньшими сроками поставки».

«Зарубежные компании выпускают длинномерные трубы нескольких категорий прочности, со значениями модулей упругости σт= 48,3 ÷ 74,5 Н/мм2, σв= 55,2 ÷ 79,3 Н/мм², – рассказывает Владимир Шуринов, директор Центра развития колтюбинговых технологий (Москва). – Они производятся из углеродистой стали А606 (тип 4) и А607 по стандартам ASTM. Российские трубы серийно выпускаются размерами Ø38,1 мм и Ø33,5 мм (материалы: сталь S420MC, сталь А606 тип 4), а под заказ – и других типоразмеров.

Гибридная установка

Трубы до Ø50,8 мм используют при капитальном ремонте скважин (в том числе при гидроразрыве пластов), трубы Ø60,3 мм и более – при бурении. Для глубоких скважин применяют также трубы с переменной толщиной стенки.

Трубы поставляются намотанными на стандартные катушки с ребордой Ø2840-4570 мм, сердечником Ø1830-3300 мм, осевой длиной 1520-2100 мм. В зависимости от диаметра трубы на катушке может быть намотано от 2-5 тыс. м (большие диаметры) до 20 тыс. м (для Ø19,1 мм).

Применение труб больших диаметров ограничено транспортными габаритами и массой бунта труб, поэтому для колтюбингового бурения в континентальной России пока используются трубы не более Ø66,7 мм. Отрабатываются технологии укрупнения бунта труб непосредственно на скважине путем сварки поперечных стыков. Однако получить равнопрочное с телом трубы сварное соединение сложно».

«К материалу длинномерных труб в бунтах (ДТБ) предъявляются достаточно высокие эксплуатационные требования, так как в процессе работы необходимо обеспечить максимальное количество спуско-подъемных операций, – говорит Андрей Брылкин, коммерческий директор ОАО «Уралтрубмаш» (Челябинск). – Трубы при этом подвергаются растяжению под собственным весом и знакопеременному изгибу, нагружаются внутренним давлением, испытывают воздействие агрессивных сред. Кроме того, налицо тенденция к увеличению глубины скважин, что требует еще более высоких эксплуатационных свойств труб.

Отгрузка гибких труб (ОАО «Уралтрубмаш»)

Труба Tenaris Coiled Tubes в бунте (фото ООО «Техновелл»)

Срок службы ДТБ зависит от их качества и от соблюдения условий эксплуатации. В частности, механические повреждения способствуют образованию трещин и последующему разрушению ДТБ. Нарушение технологии сварки при стыковке концов труб приводит к их быстрому разрушению по месту сварки. Уменьшение радиуса направляющей дуги может в 3-5 раз уменьшить срок службы ДТБ. Отсутствие необходимого контрольно-диагностического оборудования на колтюбинговой установке может привести не только к преждевременному износу трубы, но и к ее обрыву».

Сейчас средняя наработка ДТБ «Уралтрубмаша» составляет около 80 спуско-подъемных операций – качество труб повысилось благодаря применению сталей импортного производства и модернизации оборудования.

Реалии наших дней

Колтюбинговые технологии на сегодняшний день представлены в России довольно широко и применяются многими сервисными и добывающими компаниями.

^*«русский» размер
Таб. 1. Типоразмеры стальных гибких труб

«Ранее, в 90-х годах XX века, первопроходцами в этой области являлись такие компании, как «Сургутнефтегаз», «Татнефть», «Газпром», – рассказывает Юрий Куликов, технический директор ООО «Техновелл». – Для многих колтюбинг был экзотикой, но за последние 8-9 лет количество установок значительно увеличилось. Это связано с активизацией российских компаний по внедрению финансово выгодных инноваций, высокой окупаемостью колтюбинга, значительным сокращением затрат при производстве капитального ремонта скважин, а также с приходом на рынок зарубежных сервисных компаний – Schlumberger, BJ-Services, Halliburton и других. Зарубежные компании пришли в Россию с богатым опытом и со своими технологиями, и успешно применяют их. На их примере многие российские компании также обзавелись колтюбинговыми флотами и расширяют спектр проводимых операций.

Однако вмешательство финансового кризиса оставило свой отрицательный след в развитии технологий. Так, многие российские компании сократили объемы применения гибких труб, заморозили развитие новых направлений и расширение спектра изученных технологий».

«Сегодня очень важно иметь не только технику, но и технологии, – резюмирует Леонид Груздилович (источник: там же). – Большинство предприятий, эксплуатирующих колтюбинговые агрегаты, используют только 3-5 технологий. В этом случае эффективность работы недостаточно высока. Необходимо, чтобы каждая компания, имеющая колтюбинговую технику, имела возможность использовать хотя бы 15-20 известных основных технологий».

Олег Никитин, EnergyLand.info
Фото компаний-производителей
На заставке фото ЗАО «Фидмаш»