СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ВСКРЫТЫХ БУРЕНИЕМ НЕУСТОЙЧИВЫХ ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РАЗРЕЗА Российский патент 2000 года по МПК E21B33/13 E21B33/138 

Предложение относится к способам строительства нефтяных и газовых скважин, а именно к способам укрепления вскрытых бурением неустойчивых глинистых отложений разреза.

Известен способ укрепления зон осложнений при строительстве скважин, например зон поглощений бурового раствора, зон глинистых отложений, разрушающихся вследствие гидратации глин с образованием каверн профильными перекрывателями (см. а. с. N 907220, E 21 B 33/12, 963333, а также статью Абдрахманова Г. О. и др. "Изоляция зон поглощения стальными трубами без уменьшения диаметра скважины, журнал "Нефтяное хозяйство, N 4, 82 г., стр. 26-27).

Недостатком данного способа является то, что он требует дополнительных затрат на расширение ствола скважины для установки профильного перекрывателя, связанных с задалживанием времени, труда и материалов, а также технических средств.

Кроме того, установка самих стальных профильных труб требует значительных затрат труда, времени и материалов. Таким образом, использование профильных перекрывателей с целью укрепления ствола скважины оправдана, когда использование других известных способов не дает положительных результатов.

Известен также способ укрепления стенок ствола скважины установкой цементного моста, осложненного кавернообразованиями в интервале залегания глинистых отложении (см. книгу Ашрафьяна М.О. "Технология разобщения пластов в осложненных условиях". Москва, Недра, 1989 г., стр. 134, кл. 5. "Современное состояние технологии установки цементных мостов в осложненных условиях") с последующим разбуриванием его с использованием EBC для продолжения углубления скважины.

Указанный способ по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

Недостатком его является то, что он требует для осуществления больших затрат времени (около 3-х суток в среднем) и материальных затрат - 8 тонн цемента, а также расходов, связанных с задалживанием техники - выезды на буровую цементировочного агрегата и цементосмесителя СМН-20 (2-3 агрегато-операции) и т.д.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим вскрытие неустойчивых глинистых отложений разреза с использованием растворов на водной основе, укрепление стенок ствола скважины в интервале залегания глинистых пород после каждого вскрытия бурением глинистых отложений.

Новым является то, что укрепление стенок неустойчивых глинистых отложений скважины осуществляют путем установки водяной ванны, содержащей 0,3 - 0,5% по массе водорастворимого полиэлектролита катионного типа, марка ВПК-402.

Установка такой ванны в зоне расположения гидратационно-активных глинистых отложений приводит к подавлению гидратации глин, к укреплению их, следовательно, предотвращает разрушение стенок скважины с образованием каверны и в конечном счете к значительному удешевлению строительства скважины.

Вышеуказанные отличительные признаки предлагаемого способа, по нашему мнению, соответствует критерию "существенные отличия" изобретения, поскольку на дату подачи заявки из патентной и научно-технической литературы авторам не известны способы того же назначения и с такими же отличительными признаками. Кроме того, отличительные признаки предложения не являются идентичными и эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных способов.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

После вскрытия бурением подошвы залегания глинистых отложений с использованием бурового раствора на водной основе, в частности естественной водной суспензии (EBC), дальнейшее углубление забоя прекращают. Далее уточняют интервал глинистых отложений разреза и в зависимости от мощности укрепляемого интервала приготавливают расчетный объем водного раствора устанавливаемой ванны, содержащей в пределах 0,3 - 0,5% водорастворимого полиэлектролита катионного типа, марки ВПК-402. Реагент ВПК-402 представляет собой высокомолекулярное соединение линейно-циклической структуры, которое получают путем полимеризации мономера диметилдиаллиламмоний-хлорида. Полиэлектролит ВПК-402 неограниченно растворим в воде, низких спиртах, растворах кислот и щелочей, негорюч, невзрывоопасен, малотоксичен, не имеет неприятного запаха. Выпускается он согласно ТУ 6-05-2009-86 в виде бесцветной до желтого цвета жидкости.

При содержании ВПК-402 в расчетном объеме воды менее 0,3% по массе его влияние на глинистые отложения незначительно, неэффективно, а при содержании его более 0,5% экономически нецелесообразно.

После приготовления раствора расчетного объема его подают по колонне труб в интервал залегания глинистых отложений и выдерживают там продолжительностью не менее 4-х часов.

В течение этого времени гидратационная активность частиц глины полностью подавляется и разрушение их под воздействием воды не происходит. Укрепленность стенок скважины при этом может сохраниться в течение 10-12 дней, обеспечивая дальнейшее углубление скважины бурением, не вызывая осложнений.

При необходимости по истечении указанного времени установку такой ванны повторяют. Результаты лабораторных и промысловых исследований показали, что образцы из биклянской глины, малиновских, сарайлинских и кыновских глинистых отложений разреза скважины после их 4-часовой выдержки в 0,3 - 0,5%-ном водном растворе ВПК-402 в течение 10-12 дней не разрушаются, тогда как в обычных условиях они разрушаются в течение 2 - 4 ч.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Использование способа обеспечивает строительство скважины без осложнений, позволяет резко сократить материальные затраты (цемента около 8 т), времени (3-4 суток), а также трудовые затраты, исключает задалживание транспортных и других технических средств по сравнению со способом, принятым за прототип. Использование способа принесет ощутимые экономические выгоды.

Способ укрепления вскрытых бурением неустойчивых глинистых отложений разреза предусматривает установку ванны в интервале залегания неустойчивых глинистых пород в скважине на 0,3 - 0,5%-ном водном растворе водорастворимого полиэлектролита катионного типа марки ВПК-402 после вскрытия бурением указанного интервала с использованием буровых растворов на водной основе или естественной водной суспензии.

Способ укрепления вскрытых бурение неустойчивых глинистых отложений разреза, включающий вскрытие бурением глинистых отложений разреза с использованием естественной водной суспензии, укрепление стенок скважины после каждого вскрытия неустойчивых глинистых отложений, отличающийся тем, что укрепление стенок неустойчивых глинистых отложений скважины осуществляют путем установки водяной ванны, содержащей 0,3 - 05% по массе водорастворимого полиэлектролита катионного типа марки ВПК-402.