СПОСОБ БУРЕНИЯ НЕУСТОЙЧИВЫХ ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РАЗРЕЗА СКВАЖИНЫ Российский патент 2000 года по МПК E21B33/13 C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин в разрезах в которых встречаются гидратационно активные неустойчивые глинистые отложения, склонные к разрушению с образованием каверн.

Известен способ проводки неустойчивых глинистых отложений разреза скважины (см. книгу Н.Г. Середа и Е.М. Соловьева. Бурение нефтяных и газовых скважин. - М. : Недра, 1974, с. 226) путем увеличения давления на стенки скважины, т.е. путем повышения плотности промывочного раствора.

Так, устойчивость майкопских глин с влажностью 12% можно повысить в 1,9 раза, если увеличить плотность глинистого раствора с 1300 до 1800 кг/м³.

Как известно, при использовании буровых растворов такой плотности резко снижаются показатели работы долота - проходка и механическая скорость бурения.

Известен способ бурения скважин в разрезах, сложенных неустойчивыми глинистыми отложениями (см. а.с. N 1641851, 6 C 09 K 7/02, опубл. в БИ N 14, 91 г. под названием "Буровой раствор"), включающий разбуривание глинистых отложений с использованием бурового раствора на водной основе с добавкой реагента, улучшающего крепящие свойства (прототип).

Недостатком этого способа является то, что для его осуществления требуется буровой раствор сложного состава. Кроме естественной водной суспензии он содержит глину, реагент-стабилизатор, калий, содержащий минерализатор, плав-отход производства противозадирной присадки к смазочным маслам. Последний реагент обладает крепящими свойствами.

Кроме того, сам реагент, обладающий крепящими свойствами, имеет также сложный состав и содержит Na₂SО₄, NaCl, CaS₄, Fe₂O₃, FeO, Na₂O и воду.

Не умаляя достоинство известного способа, отметим, что он требует дорогостоящих, дефицитных реагентов, что приводит к удорожанию стоимости строительства скважины. Кроме того, многокомпонентность усложняет технологию приготовления раствора.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим разбуривание глинистых отложений с использованием бурового раствора на водной основе, содержащей добавку реагента с крепящими свойствами.

Новым является то, что в качестве бурового раствора на водной основе используют естественную водную суспензию, а в качестве реагента с крепящими свойствами используют водорастворимый полиэлектролит катионного типа марки ВПК-402 0,3-1%-ной концентрации.

На дату подачи заявки из патентной и научно-технической литературы авторам неизвестны способы того же назначения и с такими же отличительными признаками, позволяющими получить новый положительный эффект, заключающийся в удешевлении стоимости бурового раствора, в упрощении технологии его приготовления и в конечном счете в удешевлении строительства скважины. Кроме того, отличительные признаки предлагаемого способа не являются идентичными и эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных способов.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Скважину бурят до кровли неустойчивых глинистых отложений разреза с использованием буровых растворов на водной основе (технической или морской воде). Как известно, в результате использования технической и морской воды вместо глинистого раствора проходка на долото повышается на 15-20%, а механическая скорость проходки на 25-40%. Однако вода как буровой раствор для разбуривания глинистых отложений не рекомендуется, поскольку глинистые отложения набухают, разупрочняются, образуя каверны, в которых постепенно накапливается разбуренная порода, крупные частицы которого при вынужденных остановках циркуляции осаждаются на забой, обусловливая проработку ствола скважины и другие осложнения вплоть до аварии. Обычно с целью исключения осложнений в интервале глинистых отложений устанавливают цементный мост с последующим разбуриванием его после затвердевания цемента. Поэтому по предлагаемому способу с целью исключения установки цементного моста перед разбуриванием глинистых отложений в естественную водную суспензию (ЕВС) добавляют реагент с крепящими свойствами - водорастворимый полиэлектролит катионного типа марки ВПК-402. ВПК-402 по качеству соответствует требованиям ТУ 6-05- 2009-86, выпускается Стерлитамакским ПО "Каустик" в виде бесцветной до желтого цвета жидкости. Полиэлектролит ВПК-402 неограниченно растворим в воде, негорюч, невзрывоопасен, малотоксичен, не имеет неприятного запаха.

Водный раствор ВПК-402 приготавливают 0,3-1,0%-ной концентрации в смесительных емкостях путем перемешивания. Добавление ВПК-402 в воду меньше 0,3% снижает крепящие свойства раствора, не исключается набухание глин, создавая тем самым опасность потери устойчивости стенки скважины, а добавление его более 1,0% экономически нецелесообразно.

Водный раствор ВПК-402 в указанных выше концентрациях, сравнительно в не большом количестве не приводит к заметному повышению плотности воды как буровому раствору и не оказывает отрицательного влияния на показатели бурения, а наоборот улучшает, увеличивая механическую скорость бурения.

При необходимости, в зависимости от пластового давления, водный раствор ВПК-402 может быть утяжелен минерализованной водой, в том числе и пластовой девонской водой или растворами хлоридов (CaCl₂, NaCl).

Далее после проходки глинистых отложений буровой раствор, приготовленный на водном растворе ВПК-402, заменяют на естественную водную суспензию или на обычный глинистый буровой раствор и продолжают бурить скважину до кровли следующих глинистых отложений, если таковых нет, то до проектной глубины.

На дату подачи заявки предлагаемый способ успешно прошел лабораторные и промысловые испытания.

Так, по данным лабораторных исследований образцы из биклянской глины, сарайлинских и кыновских отложений после их четырехчасовой выдержки в 0,5%-ном водном растворе ВПК-402 под воздействием воды не разрушаются в течение 10-12 дней, тогда как без предварительного укрепления они разрушаются в течение 2-4 часов.

Способ был испытан в промысловых условиях при строительстве скважины N 3509 Сарайлинского месторождения в соответствии с программой и методикой, утвержденной АО "Татнефть".

Результаты промысловых испытаний показали, что в испытуемой скважине осложнения сократились на 25%, чем в базовых скважинах того месторождения - скв. NN 3594, 3595, пробуренных той же бригадой, которая бурила экспериментальную скважину N 3509, благодаря чему время строительства скважины сократилось на 3,5 суток.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в следующем.

Использование способа позволяет значительно сократить расходы на строительство скважины, в том числе и времени, поскольку он не требует бурового раствора сложного состава, следовательно, не требует сложной технологии его приготовления, дефицитных реагентов с крепящими свойствами. Сокращаются на 25% и более осложнения при проходке глинистых отложений, улучшаются показатели работы долота.

Использование способа является перспективным и позволит сократить стоимость и повысит технико-технологические показатели строительства скважин.

Способ бурения неустойчивых глинистых отложений разреза скважины включает разбуривание глинистых отложений с использованием бурового раствора на водной основе, содержащего реагент с крепящими свойствами, в качестве которого используют водный раствор водорастворимого полиэлектролита катионного типа марки ВПК-402 0,3-1,0%-ной концентрации, а в качестве бурового раствора на водной основе - естественную водную суспензию. Это позволяет избежать осложнений, связанных с разрушением стенок скважины, сократить сроки строительства скважины.

Способ бурения неустойчивых глинистых отложений разреза скважины, включающий разбуривание глинистых отложений с использованием бурового раствора на водной основе, содержащего реагент с крепящими свойствами, отличающийся тем, что в качестве бурового раствора на водной основе используют естественную водную суспензию, а в качестве реагента с крепящими свойствами используют водорастворимый полиэлектролит катионного типа марки ВПК-402 0,3 -1%-ной концентрации.