СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B21/00 E21B33/138 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при изоляции зоны поглощения при бурении скважины.

Известен способ вскрытия бурением катастрофически поглощающего пласта, включающий определение интервала поглощения, а также таких характеристик, как интенсивность поглощений, наличие в этих интервалах провалов бурильного инструмента, изменений механической скорости бурения по материалам бурения и геофизических исследований в соседних пробуренных скважинах. Определяют пластовое давление поглощающего пласта и вскрывают его бурением с использованием глинистого раствора, обработанного наполнителем. Перед приготовлением глинистого раствора пластовое давление поглощающего пласта определяют по математической зависимости. Вскрытие интервала поглощения с частичным поглощением начинают с использованием глинистого раствора вязкостью 35-40 с и с плотностью, обеспечивающей превышение давления столба бурового раствора над пластовым на 0,3÷0,4 МПа, с содержанием волокнистых наполнителей 8-10% от объема бурового раствора, с компоновкой низа бурильной колонны утяжеленной бурильной трубой длиной 75÷100 м с диаметром 165÷178 мм и с долотом без насадки. Промывку забоя скважины указанным буровым раствором осуществляют производительностью не более 14-15 л/с. При потере циркуляции бурового раствора содержание волокнистого наполнителя в нем увеличивают до 25÷35%, а промывку забоя при углублении осуществляют с производительностью насоса 3-4 л/с до восстановления циркуляции. После полной проходки интервала поглощения зону поглощения закрепляют закачкой цементного раствора (патент РФ №2259460, кл. Е21В 21/00, Е21В 33/138, опубл. 2005.08.27).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ бурения скважины, согласно которому скважину бурят, не доходя до продуктивного пласта на 5-40 м, в скважину спускают бурильные трубы с пакером на конце, пакер размещают над нижним интервалом зоны поглощения, устанавливают пакер, по колонне труб закачивают в зону поглощения глинистый раствор плотностью 1080-1350 г/см³, содержащий волокнистый наполнитель или резиновую крошку из расчета 0,5-3,0 м³ на 10 м³ раствора при производительности насоса не более 15 м³/час до создания давления на устье скважины 2,8-3,2 МПа, прекращают закачку, определяют приемистость скважины при давлении на устье 2,3-2,5 МПа, при приемистости, отличающейся от нулевой, продолжают закачку раствора, добиваются нулевой приемистости, по достижении нулевой приемистости поднимают колонну бурильных труб с пакером и размещают пакер над следующим по высоте интервалом зоны поглощения, повторяют операции как в нижележащем интервале зоны поглощения, последовательно поднимают колонну бурильных труб с пакером в каждый интервал зоны поглощения и повторяют операции, после завершения работ в последнем верхнем интервале зоны поглощения поднимают из скважины колонну бурильных труб с пакером и спускают со скоростью 0,5-1,0 м/с колонну бурильных труб с долотом на конце, через каждые 300-400 м спуска промывают скважину буровым раствором и постепенно заменяют в скважине буровой раствор, содержащий волокнистый наполнитель или резиновую крошку, на буровой раствор без волокнистого наполнителя или резиновой крошки, поднимают колонну бурильных труб с долотом на конце из скважины, спускают бурильную компоновку и добуривают скважину до проектной отметки (патент РФ №2478769, кл. Е21В 21/00, Е21В 7/00, опубл. 10.04.2013 - прототип).

Недостатком известных способов является невысокая успешность выполнения работ.

В предложенном изобретении решается задача повышения успешности выполнения работ.

Задача решается тем, что в способе изоляции зоны поглощения при бурении скважины, включающем спуск в скважину компоновки, включающей пакер и бурильные трубы, посадку пакера, продавливание под пакер изолирующих материалов, проведение технологической выдержки для схватывания цемента, срыв пакера, контроль изоляции, подъем компоновки из скважины, разбуривание цементного моста и продолжение бурения скважины, согласно изобретению спуск компоновки производят со скоростью не более 0,5 м/с, после спуска фиксируют собственный вес компоновки, перед посадкой пакера включают буровой насос при полностью открытой задвижке на манифольде и прокачивают буровой раствор, постепенно закрывают задвижку и устанавливают давление по манометру 2-3 МПа, одновременно производят посадку пакера созданием нагрузки 10-12 т для полной герметизации затрубного пространства, доливают затрубное пространство водой, продавливают под пакер при давлении не более 9 МПа изолирующие материалы, состоящие из первой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³, второй порции из цемента, воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 8-12% (по весу) кальцинированной соды, третьей порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 2-4% (по весу) хлорида кальция и четвертой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³, проводят технологическую выдержку для схватывания цемента, снимают осевую нагрузку с пакера, выдерживают 3 -5 минут, вызывают циркуляцию жидкости в скважине, при наличии циркуляции делают вывод об изоляции зоны поглощения, производят подъем компоновки из скважины с минимальной скоростью подъема первых 5-6 м.

Сущность изобретения

Бурение скважин осложняется наличием зон поглощения, изоляция которых представляет значительные трудности. Несмотря на имеющиеся разработки успешность изоляционных работ при бурении скважин остается невысокой. В предложенном изобретении решается задача повышения успешности выполнения работ. Задача решается следующим образом.

Собирают и спускают в скважину компоновку, включающую пакер, утяжеленные бурильные трубы и бурильные трубы. Компоновку спускают со скоростью не более 0,5 м/с. Фиксируют собственный вес компоновки. Включают буровой насос и прокачивают буровой раствор при полностью открытой задвижке на манифольде - нагнетательной линии от бурового насоса до буровой установки. Постепенно закрывают задвижку и устанавливают давление по манометру 2-3 МПа. Одновременно производят посадку пакера созданием нагрузки 10-12 т для полной герметизации затрубного пространства. Доливают затрубное пространство над пакером водой. Продавливают под пакер изолирующие материалы, состоящие из первой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³, второй порции из цемента, воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 8-12% (по весу) кальцинированной соды, третьей порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 2-4% (по весу) хлорида кальция и четвертой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³. Продавливают изолирующие материалы при давлении не более 9 МПа. Проводят технологическую выдержку в течение 1,5-2,5 часов для схватывания цемента. Снимают осевую нагрузку с пакера и выдерживают 3-5 минут для распрямления резиновых составляющих пакера. Вызывают циркуляцию жидкости в скважине. При наличии циркуляции делают вывод об изоляции зоны осложнения. Производят подъем компоновки с минимальной скоростью подъема первых 5-6 м. Разбуривают цементный мост и продолжают бурение скважины.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Бурят скважину глубиной 1628 м. Выполняют вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой. Скважину бурят, не доходя до продуктивного пласта на 20 м. Из скважины поднимают бурильную компоновку.

Собирают и спускают в скважину компоновку, включающую пакер, утяжеленные бурильные трубы и бурильные трубы. Компоновку спускают со скоростью 0,4 м/с. Пакер размещают над нижним интервалом зоны поглощения на глубине 1530 м. Интервал зоны поглощения составляет 17 м.

Фиксируют собственный вес компоновки, который составляет 12 т. Включают буровой насос и прокачивают буровой раствор при полностью открытой задвижке на манифольде. Постепенно закрывают задвижку и устанавливают давление по манометру 2 МПа. Одновременно производят посадку пакера созданием нагрузки 10 т. Доливают затрубное пространство над пакером водой. Продавливают под пакер изолирующие материалы, состоящие из первой порции из цемента и воды плотностью 1,6 г/см³ в объеме 5 м³, второй порции из цемента, воды плотностью 1,6 г/см³ и 8% кальцинированной соды в объеме 2 м³, третьей порции из цемента и воды плотностью 1,6 г/см³ и 2% хлорида кальция в объеме 1,5 м³ и четвертой порции из цемента и воды плотностью 1,6 г/см³ в объеме 1,5 м³.

Продавливают изолирующие материалы при давлении 7 МПа.

Проводят технологическую выдержку в течение 1,5 часов для схватывания цемента. Снимают осевую нагрузку с пакера и выдерживают 3 минуты. Вызывают циркуляцию жидкости в скважине. Циркуляция выполняется. Делают вывод об изоляции зоны поглощения. Производят подъем компоновки с минимальной скоростью подъема, равной 5 м/мин, первых 5 м. Разбуривают цементный мост и продолжают бурение скважины.

Пример 2. Выполняют, как пример 1. Собирают и спускают в скважину компоновку, включающую пакер, утяжеленные бурильные трубы и бурильные трубы. Компоновку спускают со скоростью 0,5 м/с. Фиксируют собственный вес компоновки, который составляет 12 т. Включают буровой насос при полностью открытой задвижке на манифольде. Постепенно закрывают задвижку и устанавливают давление по манометру 3 МПа. Одновременно производят посадку пакера созданием нагрузки 12 т. Доливают затрубное пространство водой. Продавливают под пакер изолирующие материалы, состоящие из первой порции из цемента и воды плотностью 1,7 г/см³ в объеме 6 м³, второй порции из цемента, воды плотностью 1,7 г/см³ и 12% кальцинированной соды в объеме 4 м³, третьей порции из цемента и воды плотностью 1,7 г/см³ и 4% хлорида кальция в объеме 3 м³ и четвертой порции из цемента и воды плотностью 1,7 г/см³ в объеме 3 м³. Продавливают изолирующие материалы при давлении 9 МПа. Проводят технологическую выдержку в течение 2,5 часов для схватывания цемента. Снимают осевую нагрузку с пакера, выдерживают 5 минут. Вызывают циркуляцию жидкости в скважине. Циркуляция выполняется. Делают вывод об изоляции зоны поглощения. Производят подъем компоновки с минимальной скоростью, равной 5 м/мин, подъема первых 6 м. Разбуривают цементный мост и продолжают бурение скважины.

Пример 3. Выполняют, как пример 1. Собирают и спускают в скважину компоновку, включающую пакер, утяжеленные бурильные трубы и бурильные трубы. Компоновку спускают со скоростью 0,45 м/с. Фиксируют собственный вес компоновки, который составляет 12 т. Включают буровой насос и прокачивают буровой раствор при полностью открытой задвижке на манифольде. Постепенно закрывают задвижку и устанавливают давление по манометру 2,5 МПа. Одновременно производят посадку пакера созданием нагрузки 11 т. Доливают затрубное пространство над пакером водой. Продавливают под пакер изолирующие материалы, состоящие из первой порции из цемента и воды плотностью 1,65 г/см³ в объеме 5,5 м³, второй порции из цемента, воды плотностью 1,65 г/см³ и 10% кальцинированной соды в объеме 3 м³, третьей порции из цемента и воды плотностью 1,65 г/см³ и 3% хлорида кальция в объеме 2 м³ и четвертой порции из цемента и воды плотностью 1,65 г/см³ в объеме 2 м³.

Продавливают изолирующие материалы при давлении 8 МПа.

Проводят технологическую выдержку в течение 2 часов для схватывания цемента. Снимают осевую нагрузку с пакера и выдерживают 4 минуты. Вызывают циркуляцию жидкости в скважине. Циркуляция выполняется. Делают вывод об изоляции зоны поглощения. Производят подъем компоновки с минимальной скоростью подъема, равной 5 м/мин, первых 5,5 м. Разбуривают цементный мост и продолжают бурение скважины.

В результате удается полностью изолировать зоны поглощения и полностью предотвратить поглощение цементного раствора при цементировании обсадной колонны. Статистика работ показывает, что успешность изоляции по предложенному способу составляет 95% вместо 70% по прототипу.

Применение предложенного способа позволит решить задачу изоляции зон поглощения при бурении скважины.

Способ изоляции зоны поглощения при бурении скважины включает спуск в скважину компоновки, содержащей пакер и бурильные трубы, посадку пакера, продавливание под пакер изолирующих материалов, проведение технологической выдержки для схватывания цемента, срыв пакера, контроль изоляции, подъем компоновки из скважины, разбуривание цементного моста и продолжение бурения скважины. Cпуск компоновки производят со скоростью не более 0,5 м/с, после спуска фиксируют собственный вес компоновки, перед посадкой пакера включают буровой насос при полностью открытой задвижке на манифольде и прокачивают буровой раствор, постепенно закрывают задвижку и устанавливают давление по манометру 2-3 МПа, одновременно производят посадку пакера созданием нагрузки 10-12 т для полной герметизации затрубного пространства, доливают затрубное пространство водой, продавливают под пакер при давлении не более 9 МПа изолирующие материалы, состоящие из первой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³, второй порции из цемента, воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 8 -12% (по весу) кальцинированной соды, третьей порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 2-4% (по весу) хлорида кальция и четвертой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³, проводят технологическую выдержку для схватывания цемента, снимают осевую нагрузку с пакера, выдерживают 3-5 минут, вызывают циркуляцию жидкости в скважине, при наличии циркуляции делают вывод об изоляции зоны поглощения, производят подъем компоновки из скважины с минимальной скоростью подъема первых 5-6 м. 3 пр. Технический результат- повышение эффективности изоляции зон поглощения при бурении скважин. 3 пр.

Способ изоляции зоны поглощения при бурении скважины, включающий спуск в скважину компоновки, содержащей пакер и бурильные трубы, посадку пакера, продавливание под пакер изолирующих материалов, проведение технологической выдержки для схватывания цемента, срыв пакера, контроль изоляции, подъем компоновки из скважины, разбуривание цементного моста и продолжение бурения скважины, отличающийся тем, что спуск компоновки производят со скоростью не более 0,5 м/с, после спуска фиксируют собственный вес компоновки, перед посадкой пакера включают буровой насос при полностью открытой задвижке на манифольде и прокачивают буровой раствор, постепенно закрывают задвижку и устанавливают давление по манометру 2-3 МПа, одновременно производят посадку пакера созданием нагрузки 10-12 т для полной герметизации затрубного пространства, доливают затрубное пространство водой, продавливают под пакер при давлении не более 9 МПа изолирующие материалы, состоящие из первой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³, второй порции из цемента, воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 8-12% (по весу) кальцинированной соды, третьей порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³ и 2-4% (по весу) хлорида кальция и четвертой порции из цемента и воды плотностью порядка 1,6-1,7 г/см³, проводят технологическую выдержку для схватывания цемента, снимают осевую нагрузку с пакера, выдерживают 3-5 минут, вызывают циркуляцию жидкости в скважине, при наличии циркуляции делают вывод об изоляции зоны поглощения, производят подъем компоновки из скважины с минимальной скоростью подъема первых 5-6 м.