СПОСОБ ОСВОБОЖДЕНИЯ ПРИХВАЧЕННОЙ КОЛОННЫ ТРУБ Российский патент 1994 года по МПК E21B31/00 E21B31/03 

Описание патента на изобретение RU2017932C1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам ликвидации прихватов колонны труб путем установки жидкостных ванн.

Известен способ освобождения прихваченной колонны труб, включающий установку в зоне прихвата жидкостной ванны, закачку в изолированное затрубное пространство пачки газа и ее сжатие созданием избыточного давления с последующим сбросом через колонну труб.

Недостаток способа состоит в том, что в зоне прихвата перепад давления создается только в репрессионном режиме, что снижает эффективность ликвидации прихвата, возникшего под действием перепада давления. Снижение давления ниже пластового (создание депрессии) при реализации данного способа невозможно.

Цель изобретения - повышение эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения амплитуды изменения давления в зоне прихвата путем создания депрессии в скважине.

Цель достигается тем, что во время продавки жидкости ванны в зону прихвата в составной столб продавочной жидкости, закачиваемой в колонну труб, включают облегченную жидкость, формируют пачку газа в затрубном пространстве и перекрывают его, после чего созданием избыточного давления пачку газа сжимают до получения необходимого давления на устье и далее внутреннее пространство колонны труб сообщают с атмосферой. Стравливание жидкости из колонны ведут до момента, когда в колонне остается порция облегченной жидкости, высота стола ho которой определяется из соотношения
h0= , а высоту пачки газа hг, закачиваемого в затрубное пространство, выбирают из соотношения
hг= ,, где Рр - гидростатическое давление в трубах при их заполнении буровым раствором до нижнего уровня жидкостной ванны;
Рв - гидростатическое давление, создаваемое столбом жидкостной ванны от верхней границы прихвата до нижнего уровня жидкости ванны, знак (+) выбирается, если нижняя граница жидкости ванны находится в колонне труб выше зоны прихвата, знак (-), если ниже зоны прихвата в затрубном пространстве или в колонне труб;
Рпл - пластовое давление;
Δр - величина технологически допустимой депрессии, которую необходимо создать в зоне прихвата;
g - ускорение силы тяжести;
ρбр и ρo - плотность буpового раствора и облегченной жидкости;
Ру - давление на устье скважины при закачке пачки газа;
Ррв - гидростатическое давление, создаваемое столбом бурового раствора в затрубном пространстве от устья скважины до уровня жидкостной ванны в затрубье;
Рвз - гидростатическое давление столба жидкостной ванны, находящейся над зоной прихвата в затрубном пространстве.

Способ осуществляют следующим образом.

При возникновении прихвата колонны труб определяют глубину прихвата и необходимый объем жидкостной ванны, который выбирают с учетом перекрытия ванной всей зоны прихвата при ее перемещениях вверх и вниз. Расчетный объем жидкостной ванны и буферной жидкости закачивают в колонну и продавливают в зону прихвата. В качестве продавочной жидкости используют буровой раствор и облегченную жидкость, плотность которой меньше плотности бурового раствора. После продавки жидкостной ванны в затрубное пространство (продавливают ее несколько выше, так чтобы при максимальном снижении уровня жидкости в затрубном пространстве во время формирования "пузыря" верхняя граница ванны находилась на 50 м выше верхней границы прихвата) внутреннее пространство колонны труб сообщают с атмосферой. При этом происходит переток жидкости из затрубного пространства в трубы за счет разности плотностей до момента уравновешивания гидростатических давлений. Во время снижения уровня жидкости в затрубном пространстве в нем формируют нужной высоты пачку газа, при необходимости используя подсоединенный к затрубному пространству компрессор. После этого скважину герметизируют и продавкой буровыми насосами через колонну труб требуемого объема жидкости перемещают вверх ванну, сжимая пачку газа на устье. Создаваемое таким образом избыточное давление на устье определяется из условия его максимизации с учетом предотвращения гидроразрыва пластов и поглощения жидкости. По мере увеличения давления на устье при закачке жидкости в колонну увеличивается давление в зоне прихвата, что интенсифицирует процесс проникновения жидкости ванны в пласт.

Продавив заданное количество жидкости в колонну труб и по достижении заданного давления на устье скважины, внутреннее пространство колонны труб сообщают с атмосферой. Под действием сжатой пачки газа и за счет разности плотностей (наличие в колонне облегченной жидкости) в трубах и затрубье происходят переток жидкости и перемещение ванны. При этом давление в зоне прихвата снижается.

Отбор жидкости из колонны труб производят в мерную емкость до момента когда в колонне остается порция облегченной жидкости, высота столба которой определяется по приведенному соотношению. Это обеспечивает создание в зоне прихвата технологически допустимой депрессии.

При реализации способа рассчитанный по приведенному соотношению столб облегченной жидкости можно закачать в колонну труб, а сжатие пачки газа производить путем закачки в колонну либо бурового раствора, либо той же облегченной жидкости. При этом контроль закаченной в колонну и отобранной жидкости производится известными объемными методами.

Описанные выше операции производят необходимое количество раз до ликвидации прихвата, после чего жидкостную ванну вымывают из скважины с противодавлением на устье и извлекают колонну бурильных труб.

Приведенные выше соотношения получены из равенства давлений в затрубном пространстве и в колонне труб при разжатой пачке газа (равновесное состояние столбов жидкости в колонне и в затрубье) с учетом созданной технологически допустимой депрессии на уровне верхней границы прихвата.

П р и м е р. Производят расчет основных параметров предлагаемого способа без учета структурных свойств бурового раствора для следующих исходных данных: глубина скважины Н = 3000 м, расстояние от устья до верхней границы прихвата hп = 2000 м, длина прихваченной части колонны hпр = 300 м, высота перекрытия зоны прихвата ванной Δh = 50 м, плотность жидкостной ванны ρв = 800 кг/м3, плотность бурового раствора ρбр = 1300 кг/м3, плотность облегченной жидкости ρо = 1000 кг/м3, пластовое давление Рпл = 24 ˙ 106 Па, допустимая величина создаваемой депрессии Δp = 10˙ ˙ 105 Па, давление на устье при закачке газа Ру = 6 ˙ 105 Па.

При реализации предлагается закачивать пачку газа с использованием компрессора, Ру = 6 ˙ 105 Па.

Определяют высоту пачки газа, закачиваемого в затрубное пространство,
hг= = 224 м
Принимают hг = 225 м.

Для закачки пачки газа используют компрессор, входящий в комплект оборудования буровой. Развиваемое им давление Рк = 7 ˙ 105 Па.

Необходимая высота столба ванны, достаточная для перекрытия зоны прихвата при выполнении всех операций,
hв = hпр + hг + 2 Δh = 625 м.

Имея площадь поперечного сечения затрубного пространства в месте установки ванны, исходя из конструкции скважины, (принимают S = 1,6 ˙ 10-2 м2) определяют объем жидкостной ванны
Wв = hв ˙ S = 625 ˙ 1,6 ˙ 10-2 = 10 м3.

Определяют высоту столба облегченной жидкости, закачиваемой в бурильную колонну, исходя из условия создания необходимой депрессии:
=
Принимают ho = 1810 м.

Необходимо отметить, что высота столба облегченной жидкости может быть изменена на нужную величину подбором ее плотности.

Давление в скважине на уровне верхней границы прихвата при разжатой пачке газа (создание депрессии) равно
Р1 = Рпл - Δp = 240 . 105˙ 10˙ 105 = = 230 ˙ 105 Па
Определяют высоту подъема жидкостой ванны h1 и сжатия пачки газа из условия достижения на устье скважины максимально допустимого давления, которое задается конкретными условиями в скважине и должно обеспечивать предотвращение гидроразрыва пород и поглощение жидкости, Принимают Ру2 = 100 ˙ 105 Па. Из соотношения Ру1V1 = Py2V2 и при условии равенстваплощади поперечного сечения затрубного пространства на глубине hг имеют
Ру1hг = Ру2(hг - h1); h1= ;;
h1= = 211 м
Давление на глубине верхней границы прихвата при перемещении жидкостной ванны на h1 и сжатие пачки газа определяют из соотношения Р2 = Ру2 + ρбрg(hп - hг - Δ h) + ρ вg(h1 + Δ h) = =340˙ 105 Па.

Амплитуда изменения давления в зоне прихвата
ΔР = Р2- Р1 = 340˙ 105 - 230˙ 105 = = 110 ˙ 105 Па.

По прототипу значение ΔР значительно ниже.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволит увеличить амплитуду изменения давления в зоне прихвата и скорость перемещения жидкости в скважине. Это ведет к размыву фильтрационной корки, а снижение давления в зоне прихвата ниже пластового - к снятию гидравлической составляющей силы прихвата и к успешной его ликвидации.

Значительным преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является возможность использования маломощного компрессора, входящего в комплект оборудования буровой, для закачки пачки газа, что расширяет границы применяемого способа.

Похожие патенты RU2017932C1

название год авторы номер документа
Способ освобождения прихваченной колонны труб 1986
  • Ясов Виталий Георгиевич
  • Аниськовцев Александр Викторович
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Тишкин Виктор Анатольевич
  • Ясова Лидия Георгиевна
SU1384721A1
Способ изоляции поглощающего пласта в скважине 1991
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Ткачук Василий Витальевич
  • Мельник Михаил Петрович
  • Мацалак Михаил Петрович
SU1788210A1
Устройство для ликвидации прихвата бурильных труб 1989
  • Маслюк Михаил Андреевич
  • Ясов Виталий Георгиевич
  • Ткачук Василий Витальевич
SU1659622A1
Устройство для ликвидации прихвата 1987
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Ясов Виталий Георгиевич
  • Аниськовцев Александр Викторович
  • Олийник Андрей Иосифович
SU1502802A1
Устройство для ликвидации прихвата колонны труб в скважине 1988
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Ясов Виталий Георгиевич
  • Ткачук Василий Витальевич
  • Крайник Анна Васильевна
SU1571214A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИХВАЧЕННУЮ КОЛОННУ ТРУБ 1990
  • Мыслюк М.А.
  • Ткачук В.В.
  • Мельник М.П.
RU2018626C1
Способ ликвидации прихватов бурильных труб в скважине 1983
  • Ясов Виталий Георгиевич
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Головатый Тарас Григорьевич
  • Аниськовцев Александр Викторович
SU1148964A1
Устройство для ликвидации прихвата труб 1990
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Ткачук Василий Витальевич
  • Мельник Михаил Петрович
SU1745867A1
Способ ликвидации прихвата колонны труб 1986
  • Ясов Виталий Георгиевич
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Аниськовцев Александр Викторович
  • Новиков Геннадий Павлович
SU1390341A1
Способ ликвидации прихвата колонны труб 1989
  • Мыслюк Михаил Андреевич
  • Ясов Виталий Георгиевич
  • Ткачук Василий Витальевич
  • Бомба Андрей Ярославович
SU1779740A1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ОСВОБОЖДЕНИЯ ПРИХВАЧЕННОЙ КОЛОННЫ ТРУБ

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам ликвидации прихватов колонны бурильных труб путем установки жидкостной ванны. Цель изобретения - повышение эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения амплитуды изменения давления в зоне прихвата путем создания депрессии в зоне прихвата. Для этого во время продавки жидкостной ванны в зону прихвата в составной столб продавочной жидкости, закачиваемой в колонну труб, включают облегченную жидкость, высота столба которой выбирается из условия создания технологически допустимой депрессии в зоне прихвата. После этого формируют пачку газа в изолированном затрубном пространстве необходимой высоты и сжимают ее до получения максимально допустимого давления на устье закачкой в колонну труб жидкости. По достижении этого давления внутреннее пространство колонны труб сообщают с атмосферой и стравливают жидкость из колонны до получения необходимой депрессии в скважине. После этого ванну вымывают из скважины и извлекают колонну.

Формула изобретения RU 2 017 932 C1

СПОСОБ ОСВОБОЖДЕНИЯ ПРИХВАЧЕННОЙ КОЛОННЫ ТРУБ, включающий установку в зоне прихвата жидкостной ванны, закачку в изолированное затрубное пространство пачки газа и ее сжатие созданием избыточного давления с последующим сбросом через колонну труб, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения амплитуды изменения давления в зоне прихвата путем создания депрессии в скважине, во время продавки жидкости ванны в зону прихвата через колонну труб закачивают облегченную жидкость, а при стравливании жидкости из колонны после создания максимально допустимого избыточного давления в ней оставляют порцию облегченной жидкости, высоту h0 столба которой определяют из условия обеспечения технологически допустимой депрессии по соотношению
h0= , м,
а высоту пачки газа, закачиваемого в затрубное пространство, выбирают из соотношения
hг= , м ,
где Pр - гидростатическое давление в трубах при их заполнении буровым раствором до нижнего уровня жидкостной ванны, Па;
Pв - гидростатическое давление, создаваемое столбом жидкостной ванны от верхней границы прихвата до нижнего уровня жидкости ванны, знак "+" выбирается, если нижняя граница жидкости ванны находится в колонне труб выше зоны прихвата, знак "-" - если ниже зоны прихвата в затрубном пространстве или в колонне труб, Па;
Pпл - пластовое давление, Па;
Δ P - величина технологически допустимой депрессии, которую необходимо создать в зоне прихвата, Па;
g - ускорение силы тяжести;
ρб.p , ρo - плотность бурового раствора и облегченной жидкости, г/м3;
Pу - давление на устье скважины при закачке пачки газа, Па;
Ppз - гидростатическое давление, создаваемое столбом бурового раствора в затрубном пространстве от устья скважины до уровня жидкостной ванны, в затрубье, Па;
Pвз - гидростатическое давление столба жидкостной ванны, находящейся над зоной прихвата в затрубном пространстве, Па.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2017932C1

Авторское свидетельство СССР N 1394721, кл
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

RU 2 017 932 C1

Авторы

Мыслюк М.А.

Ткачук В.В.

Мельник М.П.

Головатый Т.Г.

Даты

1994-08-15Публикация

1991-04-19Подача