Способ заканчивания строительства скважины Российский патент 2004 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам заканчивания строительства скважин, а именно к защите продуктивных пластов от загрязнений при креплении скважин.

Известен способ заканчивания строительства скважины [1], включающий бурение скважины до проектной глубины, закачку в интервал продуктивного пласта раствора с химически-активными компонентами, нейтрального к фильтрационным свойствам продуктивного пласта, перфорирование последнего перфораторами взрывного действия и крепление скважины. При этом раствор, нейтральный к фильтрационным свойствам продуктивного пласта, заполняя поры и каналы пласта, предохраняет его от загрязняющего действия фильтратов цементного раствора и продуктов его гидратации.

Известный способ находит ограниченное применение. Например, он неприменим при строительстве скважин многопластового нефтяного месторождения. Объясняется это тем, что при бурении скважины в случае использования его в первом по счету нефтяном пласте, вскрытом бурением, закачанный нейтральный раствор при последующем продолжении бурения под действием знакопеременных давлений в скважине, раствор, защищающий пласт от загрязнения, обратно выходит из каналов и пор пласта и, следовательно, перестает выполнять свои защитные свойства. Кроме того, способ нетехнологичен в осуществлении. Требует вызова геофизической партии для прострела пласта, строгого соблюдения весовых соотношений компонентов состава, приготовления, доставки его в скважину.

Известен также способ заканчивания строительства скважины [2], предусматривающий вскрытие продуктивного пласта бурением с использованием не загрязняющей пласт промывочной жидкости, например раствора на углеводородной основе, перекрытие его непроницаемой оболочкой и крепление скважины путем спуска в скважину эксплуатационной колонны с последующим ее цементированием.

Этот способ применим при строительстве многопластового нефтяного месторождения с целью защиты от загрязнений продуктивных пластов.

Однако использование этого способа вызывает ряд трудностей, связанных со вторичным вскрытием продуктивного пласта при создании гидродинамической связи пласта со скважиной, а также с установкой в интервале продуктивного пласта непроницаемой оболочки.

Объясняется это тем, что установка напротив продуктивного пласта стальной металлической оболочки толщиной 5-8 мм и плюс толщина эксплуатационной колонны 8-10 мм и цементное кольцо между ними после крепления скважины приводят к снижению эффективности и качества вскрытия при использовании обычных перфораторов. Следовательно, в связи с этим возникает необходимость в разработке и выпуске более мощных кумулятивных перфораторов, использование которых привело бы к нарушению целостности цементного камня за эксплуатационной колонной и, как следствие, к преждевременному обводнению продукции пласта. Кроме того, установка стальной оболочки большой толщины, что предусмотрено способом, напротив продуктивного пласта, требует сложное оборудование, обеспечивающее плотное ее прилегание к стенкам скважины, не включая трудоемкость изготовления самого перекрывателя, связана с неоправданно большой затратой времени и труда.

Известно устройство для селективной изоляции участков ствола скважины [3], где приведен способ заканчивания скважины, включающий спуск на колонне труб в предварительно расширенный интервал продуктивного пласта непроницаемой оболочки в виде свернутого в рулон металлического листа и установку его с возможностью плотного прилегания к стенкам скважины по всему периметру. Указанный способ по технологической сущности более близок к предлагаемому и он может быть принят в качестве прототипа.

К его недостаткам можно отнести следующее.

1. Поскольку сворачиваемый в рулон металлический лист рассчитан на раскручивание за счет упругой его деформации, следовательно, металлический лист выбран целиком из пружинистой стали. Это обстоятельство создает большие проблемы в осуществлении образования рулона путем сворачивания (см. прилагаемый расчет усилия прижатия полосок (обечаек) металлического листа (пластыря) к стенке скважины). Это особенно сильно сказывается, когда перекрывающий интервал продуктивного пласта более 3-4 метров.

2. Кроме того, ствол скважины, вышедший из бурения, не строго цилиндрический, поэтому надежное и плотное прилегание металлического листа (пластыря) к стенкам скважины не обеспечивается и, в свою очередь, не достигается поставленная цель по защите от загрязнения изолируемого пласта.

3. Устройство для доставки и его установки в изолируемом интервале металлоемко, к примеру, если есть необходимость его установки в интервале ствола скважины 8-10 метров.

Поэтому перечисленные недостатки не дали возможности широкого промышленного его применения.

Задачей настоящего изобретения является создание способа для защиты продуктивных пластов от загрязнений более простыми техническими средствами, с меньшими затратами времени, металла, а также снижения трудоемкости установки металлической оболочки.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим спуск на колонне труб в предварительно расширенный интервал непроницаемой оболочки в виде свернутого в рулон металлического листа и установку его с возможностью плотного прилегания к стенкам скважины по всему периметру.

Новым является то, что на металлическом листе толщиной 1-2 мм, изготовленном из стали марки 3, предварительно закрепляют пластинчатые пружины, изготовленные из пружинной стали, на равных расстояниях друг от друга, начиная от крайних участков металлического листа, для осуществления его раскручивания.

Новым также является и то, что пластинчатые пружины выполняют из пружинной стали, например из стали 60С2 или стали 65Г.

Анализ отобранных известных технических решений, обнаруженных в ходе патентных исследований, показал, что на дату подачи заявки объекты, охарактеризованные такой совокупностью существенных признаков и которые при их использовании приводили бы к достижению более высокого технического результата, как у предложенного, не обнаружены, что позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого объекта критериям "Новизна" и “Изобретательский уровень”.

А его промышленная применимость подтверждается полным описанием его осуществления.

Представленные рисунки поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображена скважина с установленными напротив зон осложнений непроницаемых оболочек, а также напротив продуктивного пласта при однопластовом нефтяном месторождении после крепления скважины, в разрезе.

На фиг.2 - развертка свернутого в рулон металлического листа, видны пластинчатые пружины, закрепленные к нему.

На фиг.3 - непроницаемая оболочка в виде металлического листа, свернутого в рулон и зафиксированный от раскрытия хомутами, общий вид.

На фиг.4 - последовательно установленные непроницаемые оболочки в расширенном интервале продуктивного пласта большой мощности после разбуривания цементного моста, в разрезе.

На фиг.5 схематически изображены с перекрытием друг друга установленные непроницаемые оболочки в интервале продуктивного пласта большой мощности, когда образованный цементный мост разбурен, в разрезе.

На фиг.6 - продуктивный пласт такой же мощности, что и на фиг.4 и 5, напротив которого установлены непроницаемые оболочки внахлест и зацементированы, после разбуривания цементного моста внутри скважины, в разрезе.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Согласно проекту строительства скважины определяют интервалы поглощения промывочной жидкости или других осложнений, мощность вскрываемых продуктивных пластов и в соответствии с их толщиной ведут подготовительные операции по изготовлению непроницаемых оболочек 1 (см. фиг.2) из листового железа толщиной 1-2 мм из стали, например, марки 3. Начиная от крайних участков, на равных расстояниях друг от друга к листовому железу закрепляют пластинчатые пружины 2 (см. фиг.2) из пружинной стали, например, марки 60С2 или 65Г для осуществления его раскручивания.

Затем их сворачивают в рулоны (см. фиг.3) с наружным диаметром, меньшим, чем диаметр скважины 3, и фиксируют в этом положении хомутами 4. При этом ширину листового железа берут из расчета, чтобы при раскручивании рулона оно при плотном прилегании к стенкам расширенного ствола скважины могло перекрывать весь его периметр.

Перед установкой непроницаемой оболочки в скважине интервал продуктивного пласта 5 расширяют с использованием традиционных расширителей с раздвижными шарошками, например разработанных институтом "ТатНИПИнефть", после чего желательно осуществить глубокую очистку пласта, например, имплозионным воздействием с целью восстановления его коллекторских свойств.

Затем на колонне бурильных труб или насосно-компрессорных труб непроницаемую оболочку 1 спускают с помощью устройства, позволяющего освободить ее от фиксирующих хомутов 4, и с использованием центраторов в интервал установки. После освобождения от фиксирующих хомутов непроницаемая оболочка под действием упругой деформации пластинчатых пружин 2 раскручивается и плотно прилегает к стенкам скважины по всему его периметру (см. фиг.1).

В зависимости от толщины продуктивного пласта непроницаемую оболочку устанавливают последовательно или последовательно внахлест (см. фиг.4, 5 и 6).

При проводке скважины могут быть вскрыты поглощающие промывочную жидкость пласты 6. В таких случаях перекрытый непроницаемыми оболочками интервал пластов цементируют с последующим разбуриванием образованного цементного моста. Далее в скважину спускают эксплуатационную колонну и осуществляют цементирование с использованием традиционной технологии и оборудования. На этом заканчивание скважины считается завершенным.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем. При использовании способа достигается в 2-3 раза экономия металла, в 3-4 раза и более уменьшаются затраты времени. Способ не требует для своего осуществления сложного оборудования, технологичен.

Источники информации

1. Патент РФ №2061837, кл. Е 21 В 33/13, опубл. В БИ №16, 1996 г. "Способ заканчивания скважины".

2. А.С. №911015, M_кл E 21 B 33/13, 1980 г. "Способ заканчивания скважины".

3. А.С. №578433, М_кл E 21 B 33/13, 1977 г. "Способ заканчивания скважины" (прототип).

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при защите продуктивных пластов от загрязнений при креплении скважин. Обеспечивает защиту продуктивных пластов более простыми техническими средствами. Сущность изобретения: спускают на колонне труб в предварительно расширенный интервал продуктивного пласта непроницаемую оболочку в виде свернутого в рулон металлического листа. Устанавливают его с возможностью плотного прилегания к стенкам скважины по всему ее периметру. Согласно изобретению на металлическом листе предварительно закрепляют пластинчатые пружины из пружинной стали на равных расстояниях друг от друга, начиная от крайних участков металлического листа, для осуществления его раскручивания. Лист, изготовленный из стали марки 3, выполняют толщиной 1-2 мм. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ заканчивания скважины, включающий спуск на колонне труб в предварительно расширенный интервал продуктивного пласта непроницаемой оболочки в виде свернутого в рулон металлического листа и установку его с возможностью плотного прилегания к стенкам скважины по всему периметру, отличающийся тем, что на металлическом листе толщиной 1-2 мм, изготовленном из стали марки 3, предварительно закрепляют пластинчатые пружины, из пружинной стали, на равных расстояниях друг от друга, начиная от крайних участков металлического листа, для осуществления его раскручивания.2. Способ заканчивания скважины по п.1, отличающийся тем, что пластинчатые пружины выполняют из пружиненной стали, например из стали 60С2 или стали 65Г.