ТАМПОН ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН Российский патент 1995 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при изоляции зоны поглощения при бурении нефтяных и газовых скважин.

В практике борьбы с поглощениями промывочной жидкости применяют различные наполнители: опилки, улюк, кордное волокно, резиновую крошку и др. [1]
Указанные наполнители дешевы по стоимости и широко используются для изоляции зон поглощения путем добавления их в вязкопластичные буровые и тампонирующие растворы. Недостатком является то, что эти наполнители и дисперсные частицы раствора, обладая всеми степенями свободы, неуправляемо проникают в глубь пор и трещин проницаемого пласта до естественного препятствия, а в зонах интенсивного поглощения на глубину, где вертикальная составляющая сила потока уравновешивается с вертикальной гравитационной силой, действующей на указанные частицы. Поэтому поглощающие каналы проницаемого пласта после намыва больших объемов наполнителя закупориваются на значительном удалении от ствола скважины или закупориваются частично из-за невозможности создания в приствольном участке каркаса, который препятствовал бы уходу бурового или тампонажного растворов в глубь пласта.

Известно также устройство-наполнитель для бурового раствора, включающее пластическую оболочку, предварительно напряженную винтовую цилиндрическую и плоскую спиральные пружины, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях и покрытые легкоплавким веществом, например парафином [2] Недостатком этого устройства является ограниченность его применения из-за неуправляемости движения в зоне поглощения. Объясняется это тем, что в обычных ("холодных") скважинах температура на забое составляет всего лишь 30-35^оС, что недостаточно для расплавления оболочки наполнителя, а поэтому устройство может быть использовано только в "горячих" скважинах.

Известен также тампон для изоляции зоны поглощения при бурении скважин, содержащий ленточно-нитевидные наполнители различной плотности [3] Этот тампон выполняет роль ограничителя растекания тампонажной смеси.

Указанное техническое решение по своей сущности наиболее близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа. Его недостатком является то, что ленточно-нитевидные наполнители имеют ограниченные размеры (до 1000 мм) и создаваемые ими каркас-цементный камень находится только в околоскважинном участке ствола, а более узкие каналы и трещины, находящиеся в пласте, остаются неизолированными. Вследствие этого эффективность изоляции зоны поглощения низкая и требуются большие материальные затраты на проведение повторных изоляционных работ.

Кроме того, к качеству наполнителей прочности и возможности деформироваться в широких пределах без разрушения предъявляются довольно жесткие требования, а сами наполнители дорогостоящие и дефицитны.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляции зоны поглощения и сокращения материальных затрат за счет ограничения растекания тампонажного раствора в глубь пласта.

Необходимый технический результат достигается тем, что тампон для изоляции зоны поглощения при бурении скважин, содержащий ленточно-нитевидные наполнители различной плотности, снабжен грузом из разбуриваемого материала, а наполнители содержат разномерные ленточные лоскуты и выполнены в виде пучка, один из которого жестко связан с торцевой частью груза, при том наполнители с плотностью меньше 1 г/см³ связаны с центральной частью груза, а наполнители с плотностью больше 1 г/см³ с периферийной частью груза.

Ленточно-нитевидный наполнитель под воздействием потока бурового раствора увлекается в поглощающий пласт на ограниченную длину на длину пучка и, переплетаясь между собой, создает вблизи ствола скважины каркас, который препятствует уходу раствора далеко в глубь пласта, а наличие на составляющих пучка разноразмерных ленточных лоскутов способствует более эффективному закупориванию крупных пор и трещин, что является одним из основных условий при изоляции зоны поглощения, позволяющим сократить материальные затраты на проведение этих работ.

На фиг.1 показан общий вид тампона; на фиг.2 процесс изоляции зоны поглощения с использованием тампона.

Тампон для изоляции зоны поглощения включает наполнитель 1, выполненный в виде пучка из ленточно-нитевидного материала, содержащего разноразмерные ленточные лоскуты различной плотности, например, трени отработанного пенькового каната, отходы полимерной пленки, тканые и нетканые материалы, и груз 2 из разбуриваемого материала.

Один из концов пучка жестко связан с торцевой частью груза 2, при этом наполнители с плотностью меньше 1 г/см³ связаны с центральной частью груза, а наполнители с плотностью больше 1 г/см³ с периферийной частью груза.

Работы по изоляции зоны поглощения с предлагаемым тампоном осуществляют в следующей последовательности.

После определения параметров поглощающего пласта 3 (глубины залегания, его приемистости, диаметра ствола и т.д.), а также после установки ниже зоны поглощения пробки 4 в скважину транспортируют тампон. Для этого на ось 5, предназначенную для подвески разбуриваемого груза-якоря, наматывают составляющие пучка, которые при сбросе груза разматываются и потоком бурового или тампонажного раствора увлекаются в поглощающую зону на ограниченную длину на длину пучка, поскольку этому препятствует груз 2, который задерживается у ствола скважины. Пучки каждого последующего тампона укладываются в номинальном стволе выше каждого предыдущего на длину груза. После прекращения циркуляции бурового раствора ленточно-нитевидный наполнитель, имеющий плотность меньше 1 г/см³, находится на плаву, а больше 1 г/см³ тонет и, пеpеплетаясь между собой, укладывается вблизи ствола, образуя тем самым объемный каркас, препятствующий уходу раствора далеко в глубь проницаемого пласта. Кроме того, благодаря наличию на составляющих пучка разноразмерных лоскутов наполнителя обеспечивается более эффективное закупоривание крупных пор и трещин.

Ограничение растекания раствора повышает степень изоляции при намыве инертного наполнителя и цементировании с использованием гидродинамического пакера.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности при изоляции зоны поглощения при бурении скважин. Обеспечивает повышение эффективности изоляции зоны поглощения и сокращения материальных затрат за счет ограничения растекания тампонажного раствора в глубь пласта. Сущность изобретения:тампон содержит ленточно-нитевидные наполнители различной плотности. Кроме того, он имеет груз из разбуриваемого материала. Наполнители содержат разноразмерные ленточные лоскуты, которые выполнены в виде пучка, один из концов его жестко связан с торцевой частью груза. Наполнители с плотностью меньше 1 г/см³ связаны с центральной частью груза, с плотностью больше 1 г/см³ с периферийной частью груза. 2 ил.

ТАМПОН ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН, содержащий ленточно-нитевидные наполнители различной плотности, отличающийся тем, что тампон снабжен грузом из разбуриваемого материала, а наполнители содержат разноразмерные ленточные лоскуты и выполнены в виде пучка, один из концов которого жестко связан с торцевой частью груза, при этом наполнители с плотностью меньше 1 г/см³ связаны с центральной частью груза, а наполнители с плотностью больше 1 г/см³ с периферийной частью груза.