Well challenged

By Dave Wilbeck

As Vankor oilfield keeps on growing and more wells are put into production, the role of coiled tubing is changing too. To overcome current problems and make amendments to jobs designs, investigation and development of new technologies are completed with the view of their further application in the Vankor oilfield.

The toughest problem to solve in the Vankor oilfield has been complications that occurred when reaching the total depth with coiled tubing. Limitations in reaching the required depth are primarily caused by forces arising during friction contact between coiled tubing and a borehole. As it has been mentioned in many works, when the force of axial compression acting on coiled tubing exceeds some critical point, tubing crooks and it takes a sinuous form. With further increase in the force of axial compression coiled tubing deforms into a spiral. Being limited by wellbore, mashed spiral coiled tubing will be retained against the wellbore wall, thus, resulting in additional contact forces. 

Coiled tubing's pass ability can be increased by reducing the friction force between coiled tubing and well walls, resulting in locking delay. It can be done by reducing the factor of friction between coiled tubing and wellbore walls, or by reducing the friction of coiled tubing on the walls of wellbore. To resist friction force a downhole vibration tool AGitator, is used. The tool is built in bottom hole assembly and it helps to delay spiral blocking. It is due to the effect created by this tool that it became possible to reach total depth with coiled tubing at the wells where they failed to do it before.

One more problem affecting the performance is the considerable number of asphalt, resin and paraffin deposits formed at outer CT walls and in lift tubing. Factors of these deposit formations are determined by formation oil properties. According to the analysis conducted by JSC "TomskNIPIneft VNK", the oil of the Vankor oilfield has a high tendency for asphalt, resin and paraffin formation. 

Therefore, one of the main tasks of CT fleet is the removal of all consolidated deposits (asphalt, resin and paraffin deposits or compounds of asphalt, resin and paraffin deposits and other solid substances) from tubing and wellbore with corresponding cleaning. A state-of-the-art high-pressure jet nozzle was applied in the Vankor oilfield to clean the screen and production string from asphalt, resin and paraffin deposits. A self-rotating circuiting head of jet nozzle with the ability to control the rate of rotation was custom-designed to clean wells from deposits. Powerful jet streams effectively clean large areas. The reaction force of the stream induces centrifugal motion of the nozzle head with speed from 200 - 400 (first order nozzle) to 2000 (second order nozzle) rpm. The rotating jet nozzle allows for the well treatment with stream at angles 45° and 90°, ensuring complete coverage of the treatment area. During operations in the Vankor oilfield the well's jet nozzle was operating in optimal mode to ensure both striking force for removal of any solid deposits formed on the screens and rotation required for turbulent fluid flow. A working speed of 3 m/min guaranteed the screens were completely treated. Selection of samples for total suspended solids was analysed in the laboratory within the process of operations. It verifies effective performance and validity of assumptions on the well condition prior to the start of the job.

When the well is cleaned, tools can be run into the hole to perform logging jobs in the producing well by means of coiled tubing in standard assembly or with the vibration tool AGitator with cable entries. In this option, the cable can pass by the part of the tool that generates vibrations and directly energize the set of logging tools. The AGitator tool ensures the depth reached when cleaning bottom hole and performing dummy runs can be reached again during logging jobs. Following solving the issue with well clean out, the possibility of running positioning tools (tractor) on coiled tubing can be considered.   

www.trican.ca

Biography

Dave Wilbeck is International Business Development Manager for Trican Well Services, Russia. Wilbeck's 30 years of experience in the pressure pumping industry has been transnational and he has been intimately involved in a number of industry related projects, which have resulted in a step change in the methods by which technologies were previously understood and employed in the industry. Wilbeck is a member of Society of Petroleum Engineers (SPE).

Применение ГНКТ в сложных условиях Ванкора

Поскольку Ванкорское месторождение продолжает расти, и все больше скважин вводится в эксплуатацию, роль ГНКТ также меняется. Для преодоления текущих проблем и внесения изменений в выполнение работ проводятся исследования и разработка новых технологий для их дальнейшего применения на Ванкорском месторождении.

Наиболее трудноразрешимой проблемой, встречавшейся до сих пор на Ванкорском месторождении, являлись осложнения при достижении конечной глубины с помощью ГТ.

Ограничения в достижении необходимой глубины, прежде всего, обусловлены силами, возникающими при фрикционном контакте ГТ со стволом скважины. Как было уже описано во многих работах, когда сила осевого сжатия, действующая на ГТ, превышает некоторое критическое значение, происходит искривление трубы, и она принимает синусоидальную форму. При дальнейшем увеличении силы осевого сжатия ГТ деформируется в спираль. Будучи ограниченной стволом скважины, смятая в спираль ГТ будет прижиматься к стенке ствола скважины, что приведет к возникновению дополнительных контактных сил.

Увеличение проходимости ГТ может быть достигнуто путем снижения силы трения между ГТ и стенками скважины, откладывая тем самым наступление запирания. Это можно сделать, уменьшив коэффициент трения между ГТ и стволом скважины или уменьшив само трение ГТ о стенки ствола скважины. Для преодоления силы трения используется внутрискважинный вибрационный инструмент AGitatortm, который встроен в КНБК и помогает замедлить наступление спиралевидного запирания. Эффект, создаваемый этим инструментов, помог ГТ достигнуть конечной глубины в скважинах, на которых ранее это не удавалось.

Еще одной проблемой, влияющей на производительность работ, является значительное количество АСПО, образующихся на внешней стороне ГТ, а также в лифтовых трубах. Согласно анализу, проведенному ОАО "ТомскНИПИнефть ВНК", нефть Ванкорского месторождения имеет очень высокую склонность к образованию АСПО.

Поэтому одной из главных задач перед комплексом ГНКТ является необходимость убрать все затвердевшие отложения (АСПО или комбинированные соединения АСПО и других твердых веществ) с труб и ствола скважины при помощи соответствующей очистки. Гидромониторная насадка высокого давления, соответствующая современному техническому уровню, была применена на Ванкорском месторождении для очистки сетчатых трубных фильтров и лифтовой колонны скважин от АСПО. Самовращающаяся промывочная головка гидромонитора с возможностью контроля скорости вращения специально разработана для очистки скважин от отложений. Мощные реактивные струи эффективно производят очистку на большой площади. Сила реакции струи вызывает центробежное движение головки гидромонитора со скоростями порядка от 200-400 (гидромонитор первого порядка) до 2000 (гидромонитор второго порядка) оборотов в минуту. Вращающаяся гидромониторная насадка позволяет струе воздействовать на ствол скважины под углами 45° и 90°, что гарантирует полное покрытие зоны обработки. При непосредственной работе в скважинах Ванкорского месторождения гидромониторная насадка работала в оптимальном режиме, обеспечивая как ударную силу для удаления любых твердых отложений, образовавшихся на трубных фильтрах, так и вращение, необходимое для турбулентного течения жидкости. Рабочая скорость в 3 м/мин гарантировала, что трубные фильтры были полностью обработаны. Отбор проб на КВЧ в процессе выполнения операций подвергался анализу в лабораторных условиях и свидетельствует об эффективной работе и правильности предположения о состоянии скважины до выполнения работ.

Когда скважина очищена, можно спускать инструменты для проведения каротажа в эксплуатационной скважине на ГТ в стандартной компоновке или с вибрационным инструментом AGitatortm с кабельным вводом. В этой версии кабель может обойти ту часть инструмента, которая генерирует вибрации, и запитать непосредственно комплекс каротажных инструментов. Инструмент AGitatortm гарантирует, что глубина, достигнутая при выполнении нормализации и испытательных спусков, снова может быть достигнута при выполнении каротажа. После решения проблемы с очисткой скважины, также может рассматриваться возможность спуска на ГТ устройств для позиционирования (трактор).

Biography

Дэвид Уилбек - менеджер по развитию международного бизнеса компании "Трайкан Велл Сервис". За плечами Уилбека - тридцатилетний транснациональный опыт работы в области нефтесервисных услуг в сфере закачки растворов под давлением. Член Общества инженеров-нефтяников.