СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ ПРИ КАТАСТРОФИЧЕСКОМ ПОГЛОЩЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин в осложненных условиях.

Известен способ бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении (Крылов В.И. «Осложнения при бурении скважин». - М.: Недра, 1965), включающий циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом под кондуктор с промывкой водой, без циркуляции с остановками на набор воды, причем процесс по схеме следующий: остановка на набор воды в приемные амбары - бурение -остановка на набор воды в приемные амбары, при этом осуществляют завоз воды автоцистернами от ближайшего водоема и производят набор воды в приемные амбары из автоцистерн.

Недостатками способа являются:

- во-первых, длительный процесс реализации способа, связанный с большими простоями в цикле остановки в ожидании завоза воды автотранспортом и периодичностью движения автотранспорта до ближайшего водоема;

- во-вторых, высокая стоимость реализации способа, связанная с большими затратами на автотранспорт для периодической доставки воды в приемные амбары в процессе циклического бурения, особенно при большой удаленности водоема от бурящейся скважины, а при отсутствии водоема необходимо прокладывать водовод, что чревато еще более высокими материальными и финансовыми затратами.

Известно также устройство для бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении (Крылов В.И. «Осложнения при бурении скважин». - М.: Недра, 1965), содержащее бурильный инструмент с долотом.

Недостатком устройства является невозможность откачки пластовой воды из интервала зоны катастрофического поглощения скважины в приемные амбары в процессе вскрытия данного интервала скважины под кондуктор.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления (см. патент RU №2569653, Е21В 21/00, опубл. 27.11.2015), включающий циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом под кондуктор с промывкой водой без циркуляции с остановками на набор воды в приемные амбары, в циклах остановки на набор воды извлечение из скважины бурильного инструмента с долотом, спуск в скважину в интервал зоны катастрофического поглощения на колонне технологических труб насоса и установку его на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой жидкости в скважине, набор пластовой воды в приемные амбары из скважины, извлечение колонны технологических труб с насосом из скважины, спуск бурильного инструмента с долотом, продолжение бурения в интервале зоны катастрофического поглощения с промывкой пластовой водой до израсходования воды в приемных амбарах, после чего повторение вышеописанного цикла остановки на набор пластовой воды в приемные амбары и бурения, начиная с извлечения из скважины бурильного инструмента с долотом.

Недостатками способа являются длительный и затратный процесс реализации способа в циклах остановки на набор воды, связанный с извлечением из скважины бурильного инструмента с долотом, что ограничивает область его применения бурением под кондуктор.

А также устройство для бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении, содержащее бурильный инструмент с долотом для циклического бурения с остановками на набор воды в приемные амбары, устройство, в интервале зоны катастрофического поглощения в циклах остановки на набор воды, оснащенное колонной технологических труб с насосом для откачки пластовой воды из скважины в приемные амбары.

Недостатками устройства является необходимость извлечения из скважины бурильного инструмента с долотом в циклах остановки на набор воды в приемные амбары.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности способа за счет сокращения длительности и снижения стоимости работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширения области применения.

Поставленный технический результат по повышению эффективности способа решается описываемым способом бурения скважины при катастрофическом поглощении, включающим циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом с промывкой водой без циркуляции до израсходования воды в приемных амбарах с остановками на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины.

Новым является то, что бурение скважины проводят до не полного израсходования воды в приемных амбарах, в циклах остановки на набор пластовой воды из скважины извлекают верхнюю часть бурильного инструмента, в скважину на колонне технологических труб спускают струйный насос, самоуплотняющийся пакер под ним, патрубок и нижнюю часть бурильного инструмента с долотом, при этом долото устанавливают в интервал выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос устанавливают на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине, рабочую воду из приемных амбаров в струйный насос подают по технологической колонне, а пластовую воду из затрубного пространства под самоуплотняющимся пакером поднимают на устье скважины по затрубному пространству над самоуплотняющимся пакером и подают в приемные амбары, после заполнения приемных амбаров пластовой водой подачу рабочей воды прекращают и извлекают из скважины колонну технологических труб со струйным насосом, самоуплотняющимся пакером и патрубком, соединяют и спускают в скважину верхнюю и нижнюю части бурильного инструмента с долотом и продолжают бурение в интервале зоны катастрофического поглощения с промывкой пластовой водой до не полного израсходования воды в приемных амбарах, после чего вышеописанный цикл остановки на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины и бурения повторяют, начиная с извлечения из скважины верхней части бурильного инструмента.

Поставленный технический результат по повышению эффективности устройства решается описываемым устройством для бурения скважины при катастрофическом поглощении, содержащим бурильный инструмент с долотом для циклического бурения с остановками на набор пластовой воды из скважины в приемные амбары в интервале зоны катастрофического поглощения, в циклах остановки на набор воды, колонну технологических труб с насосом для откачки пластовой воды из скважины в приемные амбары.

Новым является то, что в качестве насоса устанавливают струйный насос с боковым выходом, соединенный снизу с самоуплотняющимся пакером, который через патрубок с боковым отверстием соединяют с нижней частью бурильного инструмента с долотом.

Совокупность отличительных признаков предлагаемого способа бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления позволяют решить поставленную задачу.

Из патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявляемая совокупность отличительных признаков. Следовательно, заявляемые способ и устройство соответствуют критерию изобретения «изобретательский уровень».

На фиг. 1 схематично изображены предлагаемый способ бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления в цикле бурения.

На фиг. 2 схематично изображены предлагаемый способ бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления в цикле остановки на набор воды в приемные амбары из скважины.

Способ бурения скважины при катастрофическом поглощении с помощью устройства для его осуществления включает циклический процесс бурения с остановками на набор воды в приемные амбары из скважины и реализуется следующим образом.

Проводят бурение скважины 1 (см. фиг. 1) с применением бурильного инструмента 2 с долотом 3 с промывкой водой, которую подают из приемных амбаров 4 насосом 5 в интервал бурения через бурильный инструмент 2 и долото 3. Бурение скважины производят до вскрытия интервала зоны катастрофического поглощения 6 и до не полного израсходования воды в приемных амбарах 4, в результате чего достигается цикл остановки на набор воды в приемные амбары 4 из скважины 1.

В цикле остановки на набор воды в приемные амбары 4 из скважины 1 извлекают из скважины 1 верхнюю часть бурильного инструмента 2 (см. фиг. 2) с таким расчетом, чтобы при дальнейшем спуске в скважину 1 колонны технологических труб 7 долото 3 располагалось в интервале выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос 8 располагался на 10-20 метров ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине. В скважину 1 на колонне технологических труб 7 спускают струйный насос 8, самоуплотняющийся пакер 9 под ним, соединенную с самоуплотняющимся пакером 9 через патрубок 10 с боковым отверстием 11 нижнюю часть бурильного инструмента 12 с долотом 3 на расчетную глубину. В качестве колонны технологических труб 7 используют, например, бурильную колонну труб, используемую в составе бурильного инструмента 2 при бурении скважины 1 с целью исключения завоза труб другого типоразмера. Из приемных амбаров 4 по колонне технологических труб 7 на вход струйного насоса 8 подают рабочую воду, при истечении которой из сопла 13 создается разряжение в приемной камере 14, сообщающейся с подпакерной затрубной полостью 15 скважины 1 через боковое отверстие 11 в патрубке 10, вследствие чего инжектируемая из подпакерной затрубной полости 15 скважины 1 пластовая вода в камере смешения 16 смешивается с рабочей водой и через боковой выход 17 струйного насоса 8 подается в надпакерное затрубное пространство 18 скважины 1, по которому поднимается на устье в приемные амбары 4. Объем рабочей воды, оставляемый в приемных амбарах 4 при бурении скважины 1, определяется расчетным или опытным путем, с целью исключения завоза дополнительного объема воды. В качестве насоса подающего рабочую воду на вход струйного насоса 8 используют, например, насос 5, используемый в составе бурильного инструмента 2 при бурении скважины 1 с целью исключения завоза насоса другого типа и другими характеристиками.

После заполнения приемных амбаров 4 пластовой водой подачу рабочей воды на вход струйного насоса 8 прекращают, из скважины 1 извлекают колонну технологических труб 7, струйный насос 8, самоуплотняющейся пакер 9, патрубок 10. Соединяют и спускают в скважину 1 верхнюю и нижнюю части бурильного инструмента 2 с долотом 3 и продолжают бурение с промывкой пластовой водой из приемных амбаров 4 до не полного израсходования пластовой в приемных амбарах, например, при бурении интервала зоны катастрофического поглощения 6.

После чего вышеописанный цикл остановки на набор пластовой в приемные амбары 4 и бурения повторяют, начиная с извлечения из скважины 1 верхней части бурильного инструмента 2.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство бурения скважины при катастрофическом поглощении позволяют решить поставленную техническую задачу повышения эффективности способа за счет сокращения длительности и снижения стоимости работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширения области применения.

Сокращение длительности и снижение стоимости работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширение области применения обеспечивается за счет того, что из скважины 1 извлекается верхняя часть бурильного инструмента 2, в скважину на колонне технологических труб 7 спускается струйный насос 8 с боковым выходом 17, самоуплотняющийся пакер 9 под ним, который через патрубок 10 с боковым отверстием 11 соединен с нижней частью бурильного инструмента 2 с долотом 3, долото устанавливается в интервал выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос устанавливается на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине 1, из приемных амбаров 4 рабочая вода на вход струйного насоса 8 подается по технологической колонне 7, а пластовая вода из затрубного пространства 15 под самоуплотняющимся пакером 9 поднимается на устье скважины 1 по затрубному пространству 18 над самоуплотняющимся пакером 9 и подается в приемные амбары 4, после заполнения приемных амбаров 4 пластовой водой подача рабочей воды на вход струйного насоса 8 прекращается и извлекается из скважины колонна технологических труб 7 со струйным насосом 8, самоуплотняющимся пакером 9 и патрубком 10, собирается и спускается в скважину верхняя и нижняя части бурильного инструмента 2 с долотом 3 и продолжается бурение.

Использование предлагаемого способа бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления позволяют:

- во-первых, сократить длительность и снизить стоимость реализации способа без потери эффективности его осуществления;

- во-вторых, извлекать из скважины в цикле остановки на набор пластовой воды только верхнюю часть бурильного инструмента;

- в-третьих, использовать более простой и дешевый струйный насос без дополнительного кабеля;

- в-четвертых, расширить область применения способа на бурение всего ствола скважины.

Внедрение предложенного изобретения позволило на 12 скважинах ООО УК "Шешмаойл" (Республика Татарстан) отказаться от заказа автотранспортных услуг по завозу воды на буровую, в среднем за 9 часов работы устройства набор воды в амбар составил 1350 м³.

Группа изобретений относится к области бурения нефтяных и газовых скважин в осложненных условиях. Способ включает циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом с промывкой водой до израсходования воды в приемных амбарах с остановками на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины. Бурение проводят до неполного израсходования воды в приемных амбарах. В циклах остановки на набор пластовой воды из скважины извлекают верхнюю часть бурильного инструмента, в скважину на колонне технологических труб спускают струйный насос, самоуплотняющийся пакер под ним, патрубок и нижнюю часть бурильного инструмента с долотом. Долото устанавливают в интервал выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос устанавливают на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой воды. Рабочую воду из приемных амбаров в струйный насос подают по технологической колонне. Пластовую воду из затрубного пространства под самоуплотняющимся пакером поднимают на устье скважины по затрубному пространству над самоуплотняющимся пакером и подают в приемные амбары. После заполнения приемных амбаров пластовой водой подачу рабочей воды прекращают и извлекают из скважины колонну технологических труб со струйным насосом, самоуплотняющимся пакером и патрубком, соединяют и спускают в скважину верхнюю и нижнюю части бурильного инструмента с долотом и продолжают бурение в интервале зоны катастрофического поглощения с промывкой пластовой водой до неполного израсходования воды в приемных амбарах, после чего вышеописанный цикл остановки на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины и бурения повторяют, начиная с извлечения из скважины верхней части бурильного инструмента. Повышается эффективность способа за счет сокращения длительности работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширения области применения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ бурения скважины при катастрофическом поглощении, включающий циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом с промывкой водой без циркуляции до израсходования воды в приемных амбарах с остановками на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины, отличающийся тем, что бурение скважины проводят до неполного израсходования воды в приемных амбарах, в циклах остановки на набор пластовой воды из скважины извлекают верхнюю часть бурильного инструмента, в скважину на колонне технологических труб спускают струйный насос, самоуплотняющийся пакер под ним, патрубок и нижнюю часть бурильного инструмента с долотом, при этом долото устанавливают в интервал выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос устанавливают на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине, рабочую воду из приемных амбаров в струйный насос подают по технологической колонне, а пластовую воду из затрубного пространства под самоуплотняющимся пакером поднимают на устье скважины по затрубному пространству над самоуплотняющимся пакером и подают в приемные амбары, после заполнения приемных амбаров пластовой водой подачу рабочей воды прекращают и извлекают из скважины колонну технологических труб со струйным насосом, самоуплотняющимся пакером и патрубком, соединяют и спускают в скважину верхнюю и нижнюю части бурильного инструмента с долотом и продолжают бурение в интервале зоны катастрофического поглощения с промывкой пластовой водой до неполного израсходования воды в приемных амбарах, после чего вышеописанный цикл остановки на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины и бурения повторяют, начиная с извлечения из скважины верхней части бурильного инструмента.

2. Устройство для бурения скважины при катастрофическом поглощении, содержащее бурильный инструмент с долотом для циклического бурения с остановками на набор пластовой воды из скважины в приемные амбары в интервале зоны катастрофического поглощения, в циклах остановки на набор воды, колонну технологических труб с насосом для откачки пластовой воды из скважины в приемные амбары, отличающееся тем, что в качестве насоса устанавливают струйный насос с боковым выходом, соединенный снизу с самоуплотняющимся пакером, который через патрубок с боковым отверстием соединяют с нижней частью бурильного инструмента с долотом.