СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ СКВАЖИН Российский патент 1997 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, например к способам ликвидации скважин в условиях агрессивных сред при наличии в разрезе скважин интервала высокопластичных пород.

Известен способ временной ликвидации скважин, основанный на консервации скважин (авт. св. СССР N 1388541, кл. Е 21 В 33/00, опубл. 15.04.88), заключающийся в установке в ствол скважины колонны насосно-компрессорных труб, оборудованной уплотнительным элементом и циркуляционным клапаном, освоении скважины и заполнении ее ствола жидкостью ингибитором коррозии. При этом последовательно перекрывают трубное пространство ниже уплотнительного элемента и межтрубное пространство. Затем осуществляют перекрытие трубного пространства выше уплотнительного элемента, но ниже циркуляционного клапана. Герметизируют устье скважины.

Однако, данный способ используется только для временной остановки скважины и не предусматривает окончательной ее ликвидации.

Известен способ ликвидации (Инструкция по оборудованию устьев и стволов опорных, параметрических, поисковых, разведочных, структурно-геохимических и специальных скважин при их ликвидации и консервации, РД 30-2-1182-84, введенную в действие с 01.03.85), заключающийся в установке цементных мостов на определенной глубине, которые препятствуют входу на поверхность пластовых флюидов.

Однако, данный метод ликвидации при наличии в пластовом флюиде агрессивных компонентов (сероводород, углекислый газ и др.) ненадежен.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ликвидации скважин, заключающийся в установке над продуктивным горизонтом цементного моста и заполнении ствола скважины под цементным мостом и над ним буровым раствором, обработанным ингибитором коррозии и нейтрализатором агрессивной среды (Типовой проект проведения изоляционно-ликвидационных работ в скважинах, содержащих токсичные и агрессивные компоненты// Приложение к Инструкции по оборудованию устьев и стволов скважин РД 39-2-1182-84, введенной в действие 01.03.85).

Однако, надежность данного способа при ликвидации скважин в условиях агрессивных сред также невелика. Практика показала, что на Астраханском ГКМ, где содержание сероводорода в газе превышает 20% цементные мосты со временем начинают пропускать через себя пластовый газ, в результате чего возникают межколонные и внутриколонные давления. Такая ситуация может привести к экологической катастрофе.

Цель изобретения повышение надежности ликвидации скважины в условиях агрессивных сред при наличии в разрезе скважины интервала высокопластичных пород.

Предложенный способ ликвидации скважины заключается в установке в обсадной колонне над продуктивным горизонтом цементного моста, затем при наличии в разрезе скважины интервала высокопластичных пород после установки цементного моста, сообщении заколонного пространства с его колонным пространством в границах интервала высокопластичных пород, в последующем установлении дополнительного цементного моста так, чтобы его кровля соответствовала нижней границе интервала высокопластичных пород, и затем в обеспечении течения высокопластичной породы в колонное пространство скважины путем установления в последнем гидростатического давления (Р, МПа).

где ρ_cp средневзвешенная плотность горных пород, г/см³;
H глубина залегания подошвы выделенного интервала высокопластичной породы, м;
σ_т условный предел текучести высокопластичной породы, МПа.

Способ осуществляют следующим образом.

В обсадной колонне над продуктивным горизонтом устанавливают цементный мост. Затем при наличии в разрезе интервала высокопластичных пород сообщают заколонное пространство с его колонным пространством в границах интервала высокопластичных пород любым возможным способом, например, путем образования окна с помощью раздвижных фрезерных устройств. После этого устанавливают дополнительный цементный мост так, чтобы его кровля соответствовала нижней границе интервала высокопластичных пород. Затем обеспечивают течение высокопластичной породы в колонное пространство скважины. Для этого создают в скважине такое гидростатическое давление, при котором происходит течение пластичной породы внутрь скважины. Пластичная порода, заполнив ствол скважины, полностью изолирует продуктивный горизонт от дневной поверхности.

Величина гидростатического давления в скважине в момент вызова течения пластичной породы определяется плотностью промывочной жидкости, а именно:

где ρ плотность промывочной жидкости в скважине, (г/см³);
Н глубина залегания подошвы интервала пластичной породы, м.

Плотность промывочной жидкости для обеспечения течения породы определяется условием

где ρ_cp средневзвешенная плотность вышележащих горных пород, г/см³;
σ_т условный предел текучести пластичной породы, МПа.

Тогда условие, определяющее процесс течения породы внутрь ствола скважины, будет следующим:

П р и м е р. Необходимо ликвидировать скважину на месторождении с высоким содержанием сероводорода (например на Астраханском ГКМ);
Исходные данные:
1. Интервал залегания продуктивного горизонта 3850-3950 м.

2. Интервал залегания солевых пород 2000-3700 м.

3. Конструкция скважины:
d 426 мм 300 м
d 324 мм 2000 м
d 245 мм 3750 м
d 178 мм 4200 м
где d номинальные диаметры обсадных колонн.

В интервале 3800-3700 м устанавливается мост. При помощи комплекса геофизических исследований либо по другим критериям выбирают интервал залегания высокопластичной породы. Например, в данном случае, в интервале 3550-3580 м. При помощи магнитного локатора в этом интервале отбивают соединительные муфты и выбирают интервал между двумя соединительными муфтами.

При помощи раздвижных фрезерных устройств разбуриваются колонны 245 и 178 мм в интервале между муфтами (3550-3560 м).

После этого устанавливают дополнительный мост в интервале 3560-3600 м.

После ожидания затвердевания цемента и проверки моста на прочность и точность установки скважина заполняется промывочной жидкостью, обеспечивая условие создания гидростатического давления из условия:

для течения пластичной породы внутрь ствола скважины.

По существующей методике ПО УКРНИГРИ определяется скорость течения соли в данном интервале. Исходя из этого рассчитывается время заполнения породой ствола скважины. В нашем примере в интервале 3550-3560 м это время составит 10 сут.

После этого окончательная ликвидация скважины осуществляется по действующей Инструкции РД 39-2-1182-84 (см. прототип к данной заявке) - сооружают вокруг устья скважины бетонную площадку размером 2х2х0,5 м с металлическим ограждением высотой 1 м. На бетонной площадке в непосредственной близости от устья скважины устанавливается репер, к которому приваривается металлический лист с надписью, указывающий номер скважины, месторождение и название организации, пробурившей скважину.

Предлагаемый способ высоконадежен и позволяет исключить последующие операции, предусмотренные Инструкцией, а именно:
периодичность проверок (через 6 мес, год и т.д.) давления в трубном и межколонном пространствах;
контроль воздуха вокруг устья и в местах возможного скопления сероводорода.

Предлагаемый способ исключает возможность повторного проведения изоляционно-ликвидационных работ, возникающих при использовании стандартной методики.

Использование: в области строительства нефтяных и газовых скважин, и более конкретно, при ликвидации скважин в условиях агрессивных сред при наличии в разрезе скважин интервала высокопластичных пород. Обеспечивает повышение надежности ликвидации скважины в условиях агрессивных сред при наличии в разрезе скважины интервала высокопластичных пород. Сущность изобретения: по способу в обсадной колонне над продуктивным горизонтом устанавливают цементный мост. Затем при наличии в разрезе скважины интервала высокопластичных пород сообщают заколонное пространство с его колонным пространством в границах интервала высокопластичных пород. После этого устанавливают дополнительный цементный мост так, чтобы его кровля соответствовала нижней границе интервала высокопластичных пород. Затем обеспечивают течение высокопластичной породы в колонное пространство скважины путем установления в последнем гидростатического давления (Р, МПа) из условия:

где ρ_cp - средневзвешенная плотность горных пород, г/см³;
Н - глубина залегания подошвы интервала высокопластичных пород, м; σ_т - условный предел текучести высокопластичной породы, МПа.

Способ ликвидации скважины, заключающийся в установке в обсадной колонне над продуктивным горизонтом цементного моста, отличающийся тем, что при наличии в разрезе скважины интервала высокопластичных пород после установки цементного моста сообщают заколонное пространство скважины с его колонным пространством в границах интервала высокопластичных пород, затем устанавливают дополнительный цементный мост так, чтобы его кровля соответствовала нижней границе интервала высокопластичных пород, после чего обеспечивают течение высокопластичной породы в колонное пространство скважины путем установления в последнем гидростатического давления из условия
MПа
где ρ_cp средневзвешенная плотность горных пород, г/см³;
H глубина залегания подошвы интервала высопластичных пород, м;
σ_т условный предел текучести высокопластичной породы, МПа.