СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ Российский патент 2002 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологии строительства скважин, и предназначено для крепления скважин, пробуренных на нефть, газ и воду.

Известен "Способ селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании эксплуатационной колонны труб в скважине" (см. пат. RU 2087674, Е 21 В 33/14, опубл. БИ 23 за 20.08.97), включающий установку на эксплуатационной колонне до спуска ее в скважину верхнего и нижнего пакерующих узлов с возможностью их размещения под подошвой и над кровлей продуктивного пласта, промывку колонны после ее спуска, герметизацию заколонного пространства путем раскрытия пакерующих узлов и закачивание цементного раствора, при этом над верхним пакерующим узлом устанавливают цементировочную муфту, а герметизацию заколонного пространства осуществляют вначале под подошвой продуктивного пласта путем раскрытия нижнего пакерующего узла, а затем над кровлей продуктивного пласта, при этом закачивание цементного раствора осуществляют вначале под нижний пакерующий узел под давлением, а затем через цементировочную муфту.

Недостатком известного способа является низкая надежность изоляции продуктивного пласта в случаях, когда стенки скважины осложнены неравномерной каверностью в интервале установки пакерующих устройств, кроме того, трудно обеспечить гарантированное срабатывание двух пакерующих устройств, что не исключает попадание цементного раствора в интервал продуктивного пласта, следует отметить, что для осуществления способа требуются сложные приспособления и дополнительные конструкции, что требует наличия высококвалифицированного персонала, а это в совокупности приводит к дополнительным материальным затратам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является "Способ селективной изоляции продуктивного пласта при цементировании эксплуатационной колонны" (см. пат. RU 2135740, Е 21 В 33/14, опубл. 27.08.99), включающий спуск в скважину обсадной колонны, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, размещение указанного устройства в скважине против продуктивного пласта и сообщение затрубного пространства скважины выше и ниже интервала продуктивного пласта посредством обводных каналов в указанном устройстве, разобщение затрубного пространства скважины и последующее цементирование затрубного пространства выше и ниже продуктивного пласта, причем разобщение продуктивного пласта производят путем закачки в интервал против продуктивного пласта до или после спуска обсадной колонны вязкоупругой смеси, после чего фиксируют столб вязкоупругой смеси против продуктивного пласта, а последующее цементирование производят по обводному каналу устройства для изоляции и по затрубному пространству скважины.

Недостатками данного способа являются низкая эффективность и высокие материальные затраты за счет того, что используются обводные каналы, которые приводят: во-первых, к уменьшению внутреннего проходного канала обсадной колонны, что усложняет дальнейшее использование данной скважины, - потребуется дополнительное разфрезерование внутреннего диаметра обсадной колонны либо использование нестандартного оборудования для работ внутри скважины в интервале продуктивного пласта и ниже его; во-вторых, усложняется освоение данной скважины, так как затруднена перфорация в интервале продуктивного пласта; в-третьих, увеличивает металлоемкость данного устройства, кроме того, использование пакера не гарантирует плотное прилегание к стволу скважины, осложненной неравномерной каверностью, что приводит к вымыванию высокоупругой смеси либо, из-за разности плотностей с цементным раствором, к "всплыванию", либо "притоплению" данной смеси, все это в сумме может привести к неполной изоляции продуктивного пласта, что снижает эффективность использования данного способа.

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такой способ для изоляции продуктивного пласта при цементировании эксплуатационной колонны, который, являясь эффективным, не являлся при этом дорогостоящим.

Целью предлагаемого изобретения является создание простого в применении, надежного в работе и дешевого способа изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадной колонны.

Поставленная цель достигается описываемым способом изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадной колонны, включающим спуск в скважину обсадной колонны, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, закачку цементного раствора в затрубное пространство обсадной колонны и разобщение затрубного пространства скважины.

Новым является то, что разобщение затрубного пространства скважины производят путем закачки в интервал продуктивного пласта гидрофобного раствора плотностью, равной плотности цементного раствора, при этом закачивают сначала цементный раствор, устанавливают разделительную пробку, затем гидрофобный раствор, устанавливают разделительную пробку, затем продавочную жидкость, причем в качестве устройства для изоляции продуктивного пласта используют обратные клапаны, расположенные на уровне подошвы продуктивного пласта, а закачку продавочной жидкости производят до перекрытия обратных клапанов разделительной пробкой, установленной поверх гидрофобного раствора.

Благодаря использованию простых устройств для изоляции продуктивного пласта, в данном способе обратных клапанов, и отсутствию пакеров приводит к надежности применения и гарантированного достижения требуемого результата. Применение в способе двух разделительных пробок не требует от исполнителей никаких дополнительных операций, закачка прекращается после резкого скачка давления на устье (момент "стоп"), что также снижает практически до ноля процент аварийных ситуаций, связанных с субъективным фактором. Использование гидрофобного раствора не позволяет перемешиваться либо растворяться цементному раствору в ней, а то, что гидрофобный раствор имеет плотность, равную плотности цементного раствора, позволяет исключить пакерующие устройства, которые из-за своей ненадежности приводили в прототипе к некачественной изоляции пласта. В качестве гидрофобного раствора должны быть использованы жидкость или раствор, не изменяющие свои свойства за время, достаточное для затвердевания цементного раствора, не влияющие на свойства продуктивного пласта и достаточно легко извлекаемые после перфорации обсадной колонны, например битумная нефть, для подбора плотности, равной плотности цементного раствора, ее можно смешать с мелким песком либо добавить более легкие фракции нефти. Закачка гидрофобного раствора после заполнения затрубного пространства скважины цементным раствором гарантирует попадание гидрофобного раствора в интервал продуктивного пласта и исключает смешение ее под действием внешних факторов, так как посторонних внешних воздействий не будет из-за завершения закачки после перекрытия обратных клапанов дополнительной продавочной пробкой. Такая совокупность отличительных признаков приводит к надежности и экономической эффективности применения данного способа, являясь простым и доступным.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом способе, т. е. о соответствии заявляемого решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 схематично показан этап: начало закачки цементного раствора в межтрубное пространство.

На фиг.2 схематично показан этап: завершение закачки цементного раствора в межтрубное пространство.

На фиг.3 схематично показан этап: завершение закачки гидрофобной жидкости в интервал продуктивного пласта и завершение процесса изоляции продуктивного пласта.

Способ осуществляется в следующей последовательности (совмещен с примером конкретного выполнения).

Перед спуском (см. фиг.1) обсадной колонны 1 в скважину 2 по геофизическим данным определяют интервал продуктивного пласта 3 и собирают конструкцию обсадной колонны 1 так, чтобы устройство для изоляции продуктивного пласта 4 располагалось против или немного выше (порядка 1 метра) подошвы 5 продуктивного пласта 4 скважины 2, с учетом размещения снизу стандартного башмачного патрубка 6 с обратным клапаном 7. В нашем конкретном случае роль устройства для изоляции продуктивного пласта 4 играют обратные клапана (например, подпружиненный шарик перекрывающий отверстие в обсадной колонне), размещенные по периметру обсадной колонны 1 на одном уровне и с одинаковыми режимами открывания (~ 2 МПа). После спуска обсадной колонны 1 в нее закачивают сначала расчетное количество цементного раствора 8 (с применением цемента марки ПЦТ ГОСТ 1581-96 с плотностью 1,7-1,9 кг/см³) с разделительной пробкой 9 (стандартная, например, резиновая с чугунным сердечником), затем расчетное количество гидрофобного раствора 10 (битумная нефть с мелким песком) равной плотности цементного раствора 8 с разделительной пробкой 11, потом продавочную жидкость 12 (техническая вода). После чего производят (см. фиг. 2) продавливание цементного раствора 8 в затрубное пространство 13 до посадки продавочной пробки 9 в седло обратного клапана 7 башмачного патрубка 6. Затем (см. фиг.3) давление в обсадной колонне 1 повышается до обратных клапанов 4 и через них производится закачка гидрофобного раствора 8 в затрубное пространство 13 в интервал продуктивного пласта 3 до перекрытия продавочной пробкой 11 обратных клапанов 4. После чего на устье происходит резкий скачок давления (момент "стоп") и закачка прекращается. После выдержки времени, достаточного для затвердевания цементного раствора 8 (1 сутки), при необходимости продавочную пробку 11 весом труб НКТ (на фиг. не показано) проталкивают на забой, например при спуске перфорирующих устройств или других устройств, необходимых для дальнейшего освоения скважины (на фиг. не показано). Далее освоение скважины 2 производится любыми известными способами.

Технико-экономический эффект предлагаемого способа изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадной колонны складывается за счет простоты и доступности используемых средств, обеспечивающих надежность и сравнительную дешевизну, позволяющих существенно снизить материальные затраты.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к технологии строительства скважин и предназначено для крепления скважин, пробуренных на нефть, газ и воду. В способе изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадной колонны, включающем спуск в скважину обсадной колонны, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, закачку цементного раствора в затрубное пространство обсадной колонны и разобщение затрубного пространства скважины, разобщение затрубного пространства скважины производят путем закачки в интервал продуктивного пласта гидрофобного раствора плотностью, равной плотности цементного раствора, при этом закачивают сначала цементный раствор, устанавливают разделительную пробку, затем гидрофобный раствор, устанавливают разделительную пробку, затем продавочную жидкость, причем в качестве устройства для изоляции продуктивного пласта используют обратные клапаны, расположенные на уровне подошвы продуктивного пласта, а закачку продавочной жидкости производят до перекрытия обратных клапанов разделительной пробкой, установленной поверх гидрофобного раствора. Технический результат - создание простого в применении, надежного в работе и дешевого способа изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадной колонны. 3 ил.

Способ изоляции продуктивного пласта при цементировании обсадной колонны, включающий спуск в скважину обсадной колонны, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, закачку цементного раствора в затрубное пространство обсадной колонны и разобщение затрубного пространства скважины, отличающийся тем, что разобщение затрубного пространства скважины производят путем закачки в интервал продуктивного пласта гидрофобного раствора плотностью, равной плотности цементного раствора, при этом закачивают сначала цементный раствор, устанавливают разделительную пробку, затем гидрофобный раствор, устанавливают разделительную пробку, затем продавочную жидкость, причем в качестве устройства для изоляции продуктивного пласта используют обратные клапаны, расположенные на уровне подошвы продуктивного пласта, а закачку продавочной жидкости производят до перекрытия обратных клапанов разделительной пробкой, установленной поверх гидрофобного раствора.