СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА СКВАЖИНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B7/00 E21B21/00 

Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины через зоны обрушений породы.

Известен способ строительства скважины, включающий бурение и крепление направления, кондуктора и промежуточной или эксплуатационной колонны. При бурении промежуточной или эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду. Разбуривают зону осыпания породы и забуривают нижележащую зону с неосыпающимися породами. Поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом. Через скважину прокачивают глинистый буровой раствор, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой, вращают колонну бурильных труб и закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор. При вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение и проводят расхаживание колонны бурильных труб на длину 10-14 м. Продавливают цементный раствор технической водой той же плотности, что находится в скважине, в затрубное пространство до установления одинакового уровня в колонне бурильных труб и затрубном пространстве. Поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее, и продолжают строительство скважины до проектной отметки. Обеспечивает исключение кавернообразования и прихват бурового инструмента при бурении (патент РФ №2439274, опубл. 10.01.2012).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ строительства скважины, который включает вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны. Бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя. При достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см³, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с. Обеспечивает бурение скважины без прихватов бурильной колонны (патент РФ №2453674, опубл. 20.06.2012 - прототип).

Недостатком известных способов является сложность прохождения зон осложнения при бурении скважины повышенного диаметра, выражающаяся в прихватывании инструмента, затруднении крепления скважины в зонах осыпания породы.

В предлагаемом изобретении решается задача исключения прихватов бурового инструмента при проведения скважины повышенного диаметра через зоны осложнения.

Задача решается тем, что в способе строительства скважины, включающем бурение ствола скважины бурильной компоновкой с забойным двигателем с применением гидравлического забойного двигателя, в зоне осложнения периодическое расхаживание бурильной колонны с одновременным вращением бурильной колонны, согласно изобретению бурение скважины повышенного диаметра выполняют долотом диаметром 220,7 мм, разбуривают горизонт с осыпающимися породами и используют буровой раствор с плотностью 1,3-1,4 г/см³, вязкостью 50-90 с по В3-1, нагрузку на долото выдерживают в пределах 10-15 т, давление бурового раствора устанавливают 7-11 МПа, закачивают буровой раствор с расходом 32-45 л/с, входят на глубину 1,0-1,5 м в продуктивный пласт с зенитным углом 75-85 градусов, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше горизонта с осыпающимися породами, проводят технологическую выдержку в течение 1-2 часов, производят шаблонировку или проработку пробуренного интервала, поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку в скважину, при спуске определяют интервалы посадки компоновки, проводят проработку интервалов посадки, поднимают компоновку из скважины, спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной 500-700 м, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб, цементируют заколонное пространство нижней секции, отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают верхнюю секцию из колонны обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют секции в стыковочном узле, цементируют заколонное пространство верхней секции через стыковочный узел, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента, внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта. Сущность изобретения

Существующие способы строительства скважины обеспечивают прохождение через зону осложнения, т.е. осыпания, обрушения породы при бурении ствола скважины малого и среднего диаметра. Однако при бурении скважины повышенного диаметра сложность прохождения зоны осыпания возрастает и приемы, подходящие для обычных скважин, не годятся для бурения скважин повышенного диаметра. В предложенном изобретении решается задача исключения прихватов бурового инструмента при проведения скважины повышенного диаметра через зоны осложнения. Задача решается следующим образом.

Бурение скважины повышенного диаметра выполняют долотом диаметром 220,7 мм и более. Разбуривают горизонт с осыпающимися породами. При этом используют буровой раствор с плотностью 1,3-1,4 г/см³, вязкостью 50-90 с по вискозиметру В3-1. Нагрузку на долото выдерживают в пределах 10-15 т, давление бурового раствора устанавливают 7-11 МПа, закачивают буровой раствор с расходом 32-45 л/с. Такой буровой раствор и такие режимы бурения оказываются наиболее пригодными для удаления из скважины шлама из интервалов осыпания породы. Входят на глубину 1,0-1,5 м в продуктивный пласт с зенитным углом 75-85 градусов, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше горизонта с осыпающимися породами. Проводят технологическую выдержку в течение 1-2 часов. За это время происходит основной объем осыпания породы в интервалах осложнений. Для удаления осыпаний выполняют шаблонировку или проработку пробуренного интервала. Поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку в скважину. При спуске определяют интервалы посадки компоновки, проводят проработку интервалов посадки, поднимают компоновку из скважины, спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной 500-700 м, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб. Применение верхней секции из бурильных труб снижает вес всей колонны, позволяет ускорить сборку и разборку колонны. Выполнение всей колонны из обсадных труб большого диаметра делает невозможным спуск колонны через зоны осыпания из-за необходимости выполнения спуска и подъема колонны для ее прохождения вниз. Большой вес колонны и ее диаметр не позволяет современными подъемниками поднимать и спускать колонну в условиях ее прихвата в зонах осыпания.

Цементируют заколонное пространство нижней секции, отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают колонну из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют колонны. Цементируют заколонное пространство, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента. Внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта.

В результате удается выполнить строительство скважины большого диаметра в пластах с осыпающимися породами.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Бурение скважины глубиной 1900-2500 м

Бурение выполняют долотом диаметром 220,7 мм. Разбуривают горизонт на глубинах 1900-2100 м с осыпающимися породами. При этом используют буровой раствор с плотностью 1,3 г/см³, вязкостью 50 с по вискозиметру В3-1. Нагрузку на долото выдерживают в пределах 10 т, давление бурового раствора устанавливают 7 МПа, закачивают буровой раствор с расходом 32 л/с. Входят в продуктивный пласт на глубине 1800-2000 м на 1,0 м с зенитным углом 75 градусов, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше горизонта с осыпающимися породами, проводят технологическую выдержку в течение 1 часа, производят шаблонировку пробуренного интервала, поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку в скважину. При спуске происходит посадка (зависание) компоновки в интервалах 1800-1900, 1950-2000 м. Проводят проработку интервалов посадки расхаживанием компоновки с одновременным вращением и циркуляцией бурового раствора. Поднимают компоновку из скважины. Спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной 500 м, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб. Цементируют заколонное пространство нижней секции. Отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают верхнюю секцию из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют верхнюю и нижнюю секции колонны в стыковочном узле. Через стыковочный узел цементируют заколонное пространство верхней секции, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента. Внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта.

Пример 2. Выполняют как пример 1

Разбуривают горизонт на глубинах 1850-1900 м с осыпающимися породами. При этом используют буровой раствор с плотностью 1,4 г/см³, вязкостью 90 с по вискозиметру В3-1. Нагрузку на долото выдерживают в пределах 15 т, давление бурового раствора устанавливают 11 МПа, закачивают буровой раствор с расходом 45 л/с. Входят в продуктивный пласт на глубине 1850-1900 м на 1,5 м с зенитным углом 85 градусов, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше горизонта с осыпающимися породами, проводят технологическую выдержку в течение 2 часов, производят шаблонировку пробуренного интервала, поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку в скважину. При спуске происходит посадка (зависание) компоновки в интервалах 1800-1900, 1950-2000 м. Проводят проработку интервалов посадки расхаживанием компоновки с одновременным вращением и циркуляцией бурового раствора. Поднимают компоновку из скважины. Спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной 700 м, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб. Цементируют заколонное пространство нижней секции. Отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают верхнюю секцию из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют верхнюю и нижнюю секции колонны в стыковочном узле. Через стыковочный узел цементируют заколонное пространство верхней секции, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента. Внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта.

Пример 3. Выполняют как пример 1

Разбуривают горизонт на глубинах 1800-1850 м с осыпающимися породами. При этом используют буровой раствор с плотностью 1,35 г/см³, вязкостью 70 с по вискозиметру В3-1. Нагрузку на долото выдерживают в пределах 12 т, давление бурового раствора устанавливают 9 МПа, закачивают буровой раствор с расходом 40 л/с. Входят в продуктивный пласт на глубине 1800 м на 1,2 м с зенитным углом 80 градусов, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше горизонта с осыпающимися породами, проводят технологическую выдержку в течение 1,5 часов, производят шаблонировку пробуренного интервала, поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку в скважину. При спуске происходит посадка (зависание) компоновки в интервалах 1800-1850, 1900-1950 м. Проводят проработку интервалов посадки расхаживанием компоновки с одновременным вращением и циркуляцией бурового раствора. Поднимают компоновку из скважины. Спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной 600 м, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб. Цементируют заколонное пространство нижней секции. Отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают верхнюю секцию из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют верхнюю и нижнюю секции колонны в стыковочном узле. Через стыковочный узел цементируют заколонное пространство верхней секции, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента. Внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта.

В результате по примерам 1-3 удается пробурить скважину повышенного диаметра через зоны осыпания породы без прихватов бурового инструмента. Бурение скважины по режимам прототипа приводит к остановке бурения, прихвату бурового инструмента, трудностям извлечения из скважины буровой компоновки.

Применение предлагаемого способа позволит решить задачу исключения прихватов бурового инструмента при проведения скважины повышенного диаметра через зоны осложнения.

Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола через зоны обрушений. Способ включает бурение компоновкой с гидравлическим забойным двигателем, в зоне осложнения периодическое расхаживание бурильной колонны с одновременным вращением. Бурение выполняют долотом диаметром 220,7 мм, разбуривают горизонт с осыпающимися породами и используют буровой раствор с плотностью 1,3-1,4 г/см³, вязкостью 50-90 с, нагрузку на долото выдерживают в пределах 10-15 т, закачивают буровой раствор с расходом 32-45 л/с, входят на глубину 1,0-1,5 м в продуктивный пласт с зенитным углом 75-85 градусов. Поднимают компоновку низа колонны выше горизонта с осыпающимися породами, проводят технологическую выдержку в течение 1-2 часов, поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку. При спуске проводят проработку интервалов посадки, поднимают компоновку из скважины, спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб, цементируют заколонное пространство нижней секции, отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают колонну из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют колонны, цементируют заколонное пространство. Внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта. Исключаются прихваты бурового инструмента при проведении скважины через зоны осложнения.

Способ строительства скважины, включающий бурение ствола скважины бурильной компоновкой с забойным двигателем с применением гидравлического забойного двигателя, в зоне осложнения периодическое расхаживание бурильной колонны с одновременным вращением бурильной колонны, отличающийся тем, что бурение скважины повышенного диаметра выполняют долотом диаметром 220,7 мм, разбуривают горизонт с осыпающимися породами и используют буровой раствор с плотностью 1,3-1,4 г/см³, вязкостью 50-90 с по В3-1, нагрузку на долото выдерживают в пределах 10-15 т, давление бурового раствора устанавливают 7-11 МПа, закачивают буровой раствор с расходом 32-45 л/с, входят на глубину 1,0-1,5 м в продуктивный пласт с зенитным углом 75-85 градусов, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше горизонта с осыпающимися породами, проводят технологическую выдержку в течение 1-2 часов, производят шаблонировку или проработку пробуренного интервала, поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку в скважину, при спуске определяют интервалы посадки компоновки, проводят проработку интервалов посадки, поднимают компоновку из скважины, спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной 500-700 м, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб, цементируют заколонное пространство нижней секции, отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают верхнюю секцию из колонны обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют секции в стыковочном узле, цементируют заколонное пространство верхней секции через стыковочный узел, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента, внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта.