Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к способам борьбы с поглощением бурового раствора в процессе строительства скважин.
Известен способ бурения скважин (см. книгу Шевалдина И.З. Естественные промывочные жидкости для бурения скважин. М.: Недра, 1964 г. с. 15-18) с использованием бурового раствора на водной основе для промывки забоя скважины, например естественных водных суспензий (ЕВС).
Использование указанного способа позволяет увеличить механическую скорость бурения, проходку на долото и, следовательно, приводит к уменьшению расхода долот и количества спускно-подъемных операций.
Однако бурение скважин с промывкой забоя с использованием ЕВС не исключает осыпание пород верейского и угленосного горизонтов, залегающих на месторождениях Татарстана соответственно на глубинах 800-900 и 1100-1200 м. Через двое-трое суток после их вскрытия в скважине образуются каверны диаметром до 0,8 м, вызывая опасность прихвата бурильного инструмента. При бурении поглощающих пластов приходится работать с постоянным пополнением бурового раствора часто без выхода циркуляций, что сопряжено с большими расходами жидкости на бурение.
Известен способ бурения скважин, включающий бурение с промывкой забоя скважины с использованием раствора на водной основе с последующим добавлением в него реагента с кольматирующими свойствами с целью предупреждения и изоляции поглощения бурового раствора (см. тот же источник, стр. 19, а также кн. Крылова В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах.- М.: Недра, 1980, с. 100, прототип).
При этом в качестве реагента с кольматирующими свойствами используют либо глинопорошок, либо другие порошкообразные материалы с целью увеличения закупоривающей способности раствора.
Глинистые растворы, приготовленные из глинопорошка, являются одним из наиболее распространенных видов буровых растворов, применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин. Несмотря на прогрессивность технологии, они имеют и существенные отрицательные свойства, а именно не обладают достаточной стойкостью к агрессивному воздействию минерализованных пластовых вод, к влиянию частиц разбуренной породы; ухудшают при этом реологические и механические свойства раствора (повышается вязкость глинистого раствора, растет водоотдача, корка становится толстой, происходит коагуляция). Эти изменения качества глинистого раствора нередко являются причиной осложнений процесса строительства скважин, аварий и приводят к значительному снижению показателей бурения.
Использование закупоривающих реагентов-наполнителей в растворе типа опилка древесная, улюк и т.п. при турбинном способе бурения невозможно, т.к. приводит к осложнениям, вплоть до заклинивания вращающихся деталей турбобура. Это вызывает дополнительные спуско-подъемные операции для смены турбобура или производства операции по закачиванию в пласт раствора с закупоривающими свойствами через открытый конец бурильной колонны.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков.
Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим бурение с промывкой скважины с использованием растворов на водной основе с последующим добавлением в него реагента с кольматирующими свойствами.
Новым является то, что в качестве раствора с кольматирующими свойствами используют свежеприготовленную 4-5%-ной концентрации суспензию полисахарида, содержащую 0,3-0,5% каустической соды и 0,2-0,4% полимеризованного мономера диметилдиаллиламмонийхлорида (водорастворимого полиэлектролита катионного). Допускается добавление бентонитового глинопорошка в естественную водную суспензию.
Указанные выше отличительные признаки предлагаемого способа, по нашему мнению, соответствуют критерию "существенные отличия" изобретения, поскольку на дату подачи заявки из патентной, а также научно-технической литературы авторам неизвестны способы того же назначения и с такими же отличительными признаками.
Другим отличием заявляемого способа является то, что при бурении с использованием раствора с кольматирующими свойствами в компоновке низа бурильной колонны используют наддолотное кольматирующее устройство гидроструйного действия.
Кроме того, отличительные признаки заявленного способа не являются эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных способов.
Способ осуществляют в следующей последовательности.
Скважину бурят до кровли поглощающего пласта с промывкой забоя растворами на водной основе, в частности ЕВС. Далее уточняют интервал залегания поглощающего пласта по прогнозным данным или используя информацию, полученную при бурении близкорасположенных скважин, и приготавливают расчетный объем суспензии полисахарида (картофельного или кукурузного крахмала) с использованием технологической емкости буровой установки или глиномешалки. Крахмал картофельный выпускается по ГОСТ 7699-98, а кукурузный крахмал по ГОСТ 7697-82 в виде порошка.
Для этого в глиномешалку заливают воду до покрытия валов и при перемешивании засыпают крахмал в количестве, необходимом для получения раствора, с условной вязкостью 20-35 сек по СПВ-5 из расчета 10-20 мешков крахмала на 1 м3. Затем в полученный раствор добавляют полимеризованный мономер диметилдиаллиламмонийхлорида (водорастворимого полиэлектролита катионного - ВПК) в количестве 0,2-0,4 мас.% от объема полученной суспензии. Туда же впоследствие, при необходимости, вводят расчетное количество каустической соды (до 0,3-05% концентрации) с целью ускорения распускания крахмала.
ВПК предохраняет крахмал от биологического разложения, т.е. играет роль бактерицида. Добавление его в раствор менее 0,2 мас.% от объема бурового раствора неэффективно, а более 0,4% - экономически нецелесообразно, ВПК не оказывает отрицательного влияния на реологические свойства бурового раствора, а также на его стабильность. ВПК по качеству соответствует требованиям ТУ 6-05-2009-86, выпускается отечественной промышленностью в виде жидкости. Он неограниченно растворим в воде, негорюч, невзрывоопасен, малотоксичен и не имеет неприятного запаха.
Перед переходом на бурение с промывкой забоя приготовленным раствором с кольматирующими свойствами низ бурового инструмента снабжают наддолотным кольматирующим устройством гидроструйного действия, например, приведенного в описании к патенту N 1750281, содержащее корпус с радиальными отверстиями, снабженными гидромониторными насадками. Далее скважину в интервале поглощающего пласта продолжают бурить с использованием свежеприготовленной суспензией крахмала. В процессе бурения по мере вскрытия поглощающего пласта суспензия крахмала попадает в поры и трещины пласта, частицы крахмала продолжают увеличиваться в объеме и закупоривают каналы, одновременно удерживая от вымывания естественные кольматанты, содержащиеся в проницаемом пласте. Эффект закупоривания усиливается за счет подачи суспензии крахмала из гидромониторных насадок кольматирующего устройства. После прохождения раствора через насадки при встрече струй у стенки ствола образуется вихрь с определенной частотой и периодом колебания, что способствует проталкиванию дисперсных частиц, в т.ч. крахмала, в глубь пласта, где и происходит полное разбухание крахмала. При этом содержащийся в растворе водорастворимый полиэлектролит обеспечивает сохранность крахмала от загнивания.
В процессе бурения может случиться так, что поглощающий пласт полностью не закупоривается. Тогда бурение прекращают, на устье перекрывают затрубное пространство и создают избыточное давление в скважине и в поглощающий пласт нагнетают концентрированную свежеприготовленную суспензию крахмала (допускается и бентонитового глинопорошка) в объеме до 7-10 м3, выдерживают ванну не менее трех часов, после чего возобновляют бурение.
Технично-экономическое преимущество предложения заключается в том, что использование его позволяет изолировать поглощающие пласты по мере их вскрытия без существенного снижения скорости бурения, отказаться от дорогостоящих изолирующих материалов и использования цементировочной техники.
Способ на дату подачи заявки испытан на скважине АО "Татнефть" N 19465 Павловская, результаты испытаний положительные.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ | 2003 |
|
RU2249089C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ | 2002 |
|
RU2215865C1 |
КОМПЛЕКСНЫЙ СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ К КРЕПЛЕНИЮ | 2006 |
|
RU2318980C2 |
Способ гидродинамической диагностики открытого ствола строящейся скважины | 2023 |
|
RU2810364C1 |
ГИДРОСТРУЙНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ СТЕНОК СКВАЖИНЫ | 2010 |
|
RU2428560C1 |
СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА СКВАЖИНЫ | 2012 |
|
RU2494214C1 |
СТРУЙНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ | 2011 |
|
RU2471958C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛЬМАТАЦИИ СТЕНКИ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ | 1989 |
|
RU1750281C |
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ КОНТАКТА ЗАКОЛОННОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ В СКВАЖИНЕ | 2007 |
|
RU2366800C2 |
СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ВСКРЫТЫХ БУРЕНИЕМ НЕУСТОЙЧИВЫХ ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РАЗРЕЗА | 1996 |
|
RU2148701C1 |
Изобретение относится к области бурения нефтяных скважин, в частности к предупреждению и ликвидации поглощения бурового раствора в процессе строительства скважин. Технический результат - устранение осложнений процесса строительства скважин. Способ предусматривает бурение с промывкой скважины с использованием бурового раствора на водной основе с последующим добавлением в него наполнителя с кольматирующими свойствами. При этом в качестве такого раствора используют свежеприготовленную 4-5%-ной концентрации суспензию полисахарида, содержащую 0,3-0,5% каустической соды и полимеризованного мономера диметилдиаллиламмонийхлорида (полиэлектролита катионного-ВПК) в количестве 0,2-0,4% по массе от объема бурового раствора. Способ предусматривает также использование в компоновке бурильной колонны наддолотного кольматирующего устройства гидроструйного действия после перехода на бурение с использованием раствора с кольматирующими свойствами. 1 з.п.ф-лы.
Крылов В.И | |||
Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах | |||
- М.: Недра, 1980, с.100 | |||
Буровой раствор | 1982 |
|
SU1008233A1 |
Буровой раствор | 1982 |
|
SU1114690A1 |
Буровой раствор | 1983 |
|
SU1129215A1 |
Реагент для обработки буровых растворов | 1984 |
|
SU1219636A1 |
RU 2003658 C1, 30.11.93 | |||
БУРОВОЙ РАСТВОР | 1991 |
|
RU2012584C1 |
US 4427556 A, 24.01.84. |
Авторы
Даты
2000-03-20—Публикация
1998-05-13—Подача