Способ заканчивания скважины Российский патент 2020 года по МПК E21B21/00 E21B7/00 

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к бурению, промывке, очистке и строительству.

Известен способ строительства скважины малого диаметра (патент RU № 2407879, МПК E21B 7/00, E21B 33/138, опубл. 27.12.2010 Бюл. № 36), включающий бурение ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационных колонн, при этом первую часть ствола скважины - направление бурят диаметром не более 300 мм с применением глинистого бурового раствора плотностью 1,12-1,20 кг/м³, вторую часть - кондуктор бурят диаметром не более 220 мм, третью основную часть бурят диаметром не более 160 мм, в качестве бурового раствора при бурении кондуктора и третьей части используют техническую воду плотностью 1,00-1,09 кг/м³, расход технической воды задают превышающими поглощение технической воды зонами поглощений, после вскрытия зоны осыпания и углубления забоя ниже зоны осыпания на 10-15 м производят промывку ствола скважины технической водой в объеме 1-2 объема скважины, поднимают компоновку с долотом, спускают компоновку с открытым концом ниже зоны осыпания, промывают 1,5-2,5 ч водой для образования каверн в зоне осыпания, поднимают компоновку выше зоны осыпания на 10-30 м, проводят технологическую выдержку в течение 0,5-1 ч для осыпания грунта из каверн, спускают компоновку и определяют величину осыпания по изменению глубины забоя, при наличии осыпания проводят дохождение конца труб до забоя с промывкой, спускают компоновку и проводят заполнение интервала осыпания: закачивают глинистый раствор плотностью 1,12-1,25 кг/м³ в объеме от 1 до 5 м³, буфер пресной воды для отсечения глинистого раствора от цементного раствора в объеме 0,5-1 м³, цементный раствор с ускорителем схватывания хлористым кальцием 1-3% в объеме, равном 1,1-1,3 расчетного для перекрытия зоны осыпания, проводят продавку технической водой, поднимают компоновку из скважины, проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента в течение 4-6 ч, спускают бурильную компоновку, которой пробурен ствол скважины, разбуривают цементный мост в интервале зоны осыпания и продолжают бурение скважины до проектной глубины, при этом при закачке цементного раствора производят вращение труб с частотой вращения от 10 до 60 об/мин, а при продавке цементного раствора водой проводят расхаживание колонны труб на величину 8-12 м с частотой от 1 до 4 подъемов в мин.

Недостатками данного способа являются сложность реализации, большие затраты времени на цементирование и разбуривание цементного моста, большое количество операций реализации способа, закачка разного по составу бурового состава приводит к необходимости подвоза его на большом количестве техники, что приводит к удорожанию строительства.

Известен также способ строительства скважины (патент RU № 2410514, МПК E21B 7/00, E21B 7/00, опубл. 27.01.2011 в Бюл. № 3), включающий бурение направления, кондуктора и основного ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационных колонн, при этом направление бурят долотом диаметром 490 мм с применением глинистого бурового раствора плотностью 1,12-1,20 кг/м³, бурение кондуктора проводят в два этапа, вначале бурят промкондуктор долотом диаметром 393,7 мм с применением в качестве бурового раствора минерализованной воды плотностью 1,16-1,20 г/см³, при бурении под промкондуктор каждые 12 м выполняют шаблонировку, заключающуюся в подъеме и спуске долота с вращением и промывкой, а при проявлении эффекта прихвата выполняют проработку интервала прихвата, для чего прокачивают минерализованную воду и вращающимся долотом проходят интервал зоны прихвата до ликвидации эффекта прихвата, на втором этапе после бурения промкондуктора бурят кондуктор долотом диаметром 295,3 мм, а после обсаживания и крепления кондуктора бурят основной ствол скважины долотом диаметром 215,9 мм.

Отсутствие шаблонировки и подготовки основного ствола скважины может привести к аварийным ситуациям при спуске основной обсадной колонны труб, закачка разного по составу бурового состава приводит к необходимости подвоза его на большом количестве техники, что приводит к удорожанию строительства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ крепления горизонтального ствола скважины (патент RU № 2541985, МПК E21B 7/00, МПК E21B 33/13, опубл. 20.02.2015 в Бюл. № 5), заключающийся в том, что в пробуренный ствол скважины спускают компоновку для цементирования, включающую колонный башмак, фильтр, патрубок с заглушками и колонну обсадных труб, при спуске компоновки производят промывку скважины через 350-450 м, потом периодические промывки через 250-350 м и перед входом в горизонтальный ствол, при проводке компоновки по горизонтальному стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса на 2-3 т производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки на 8-10 м до возвращения веса, таким образом проходят весь интервал горизонтального ствола до забоя, при упирании в забой проводят дополнительный цикл промывки с расхаживанием, упирают компоновку в забой, закачивают тампонажный цемент и продавливают через патрубок с заглушками в заколонное пространство, открывая давлением продавки заглушки патрубка.

Отсутствие шаблонировки и подготовки основного ствола скважины может привести к аварийным ситуациям при спуске основной обсадной колонны труб.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание надежного способа заканчивания скважины, исключающего аварийные ситуации при бурении, шаблонировании и спуске обсадной колонны за счет фиксации глубины и интервалов посадок бурового инструмента при шаблонировке и прохождении этих участков с повышенной скоростью вращения и подачей промывочной жидкости до восстановления веса компоновки для цементирования.

Техническая задача решатся способом заканчивания скважины, включающим спуск в пробуренный ствол скважины до забоя компоновки для цементирования, содержащую колонный башмак и колонну обсадных труб, с периодической промывкой скважины, причем при проводке компоновки по стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки до возвращения веса.

Новым является то, что после бурения до проектной глубины, но перед спуском компоновки для цементирования производят подъем бурильной колонны выше потенциальных интервалов осложнений или в башмак предыдущей обсадной колонны, осуществляют технологическую выдержку при превышении времени подъема бурильной колонны выше потенциальных интервалов осложнений, превышающих время оседания оставшейся в стволе выбуренной породы и шлама, производят повторный спуск бурильной колонны до забоя с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервалов посадок по глубине и интервалу, при достижении проектного забоя производят промывку скважины для выноса из ствола скважины на поверхность остатков выбуренной породы и обвального шлама, подъем бурильной компоновки осуществляют с доливом бурового раствора для исключения нефтегазоводопроявления на поверхности скважины, проводят геофизические исследования скважины, при спуске компоновки для цементирования скорость и подачу промывочной жидкости увеличивают при прохождении зафиксированных интервалов посадок для выноса на поверхность породы и шлама из зон осыпания.

Способ осуществляют следующим образом.

После бурения до проектной глубины, но перед спуском компоновки для цементирования производят подъем бурильной колонны выше потенциальных зон осложнений или в башмак предыдущей обсадной колонны. Осуществляют технологическую выдержку, обеспечивающую оседание оставшейся в стволе выбуренной породы и шлама потенциальных зон осыпания. Для шаблонировки производят повторный спуск бурильной колонны до забоя с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервалов посадок по глубине и интервалу. При достижении проектного забоя производят промывку скважины для выноса из ствола скважины на поверхность остатков выбуренной породы и обвального шлама. Подъем бурильной компоновки осуществляют с доливом бурового раствора для исключения нефтегазоводопроявления на устье скважины. Проводят геофизические исследования скважины. После чего низ обсадной колонны перед спуском оснащают башмаком (например, прорабатывающий, силовой, эксцентриковый, лопастной и т.п.) для сборки компоновки для цементирования. Осуществляют спуск до забоя компоновки для цементирования в пробуренный ствол скважины с периодической промывкой скважины. При проводке компоновки по стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки до возвращения веса. При этом скорость и подачу промывочной жидкости увеличивают при прохождении зафиксированных интервалов посадок для выноса на поверхность породы и шлама из зон осыпания. Скорость и подачу промывочной жидкости определяют эмпирическим путем.

Пример конкретного выполнения.

Бурят скважину глубиной 1764 м.

Исходные данные:

Продуктивный горизонт – Пашийский;

Глубина спуска эксплуатационной колонны - 1763 м;

Альтитуда ротора – 229 м;

Направление диаметром 324 мм спущено на глубину 52 м и зацементировано до устья;

Кондуктор диаметром 245 мм спущен на глубину 451 м и зацементирован до устья;

Диаметр скважины 215,9 мм, Vпм=40 л/м, (4 м³/100 м);

Скважина заполнена естественной водной суспензией;

Бурильные трубы ТБПН 127×9,2, Vпм=9,3 л/м⋅см.

После добуривания до проектной глубины 1764м (абсолютная отметка - 1458 м), промывка на забое перед шаблонировкой в режиме: Q=32 л/с; P=95 атм; Циркуляция 100 %. Произвели подъем бурильной колонны с буровым инструментом в интервал 1764-1624 м (без затяжек), произвели технологическую выдержку 2 часа. Шаблонировка: спуск бурильной колонны в интервал 1624-1764 м определена посадка (снижение веса бурильной колонны) на 3 т. Произвели повторный спуск бурильной колонны с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервала посадки по глубине и интервалу - 1624-1764 м. Осуществили спуск бурового инструмента и буровой колонны до забоя. Подняли бурильную колонну на поверхность. Разбор компоновки с ревизией элементов.

Геофизические исследования скважины - ГИС.

Подготовительно-заключительные работы на скважине (ПЗР). Монтаж роликов. Размотка кабеля. Монтаж прибора. Исследование произвели приборами прибором К1, МАРК (РК), МАГИС 5БК. Приборы дошли до глубины 1765 м. В связи с дохождением приборов до проектной глубины и отсутствии посадок (затяжек), принято решение подготовку ствола скважины к спуску обсадной колонны не производить.

Подготовительные работы к спуску обсадной колонны.

Сборка низа обсадной колонны 146×7,0 мм, установка прорабатывающего башмака (конструкции аналогичной патенту на ПМ RU № 184027). Спуск обсадной колонны в интервал 0-1745 м. Промывку в режиме Q=10 л/с начали с глубины 1624 м. На глубине 1745 м посадка 5 т от собственного веса. Промыли скважину буровым раствором с расхаживанием обсадной колонны в интервале 1745-1757 м до восстановления веса, причем спуск с расхаживанием осуществляли с промывкой буровым раствором с расходом Q=20 л/с при давлении Р=25 атм. Далее обсадная колонна была спущена в интервале 1757-1764 м (без посадок) до забоя. Промыли на забое в течение 2 циклов в режиме: Q=20 л/с Р=25-35 атм. Циркуляция 100%. Произвели подготовительные работы к цементированию обсадной колонны.

Предлагаемый способ заканчивания скважины позволяет исключить аварийные ситуации при бурении, шаблонировании и спуске обсадной колонны за счет фиксации глубины и интервалов посадок бурового инструмента при шаблонировке и прохождении этих участков с повышенной скоростью и подачей промывочной жидкости до восстановления веса компоновки для цементирования.

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к бурению, промывке, очистке и строительству. При осуществлении способа после бурения до проектной глубины, но перед спуском компоновки для цементирования производят подъем бурильной колонны выше потенциальных зон осложнений или в башмак предыдущей обсадной колонны. Осуществляют технологическую выдержку при превышении времени подъема бурильной колонны выше потенциальных интервалов осложнений, превышающих время оседания оставшейся в стволе выбуренной породы и шлама. Для шаблонировки производят повторный спуск бурильной колонны до забоя с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервалов посадок по глубине и интервалу. При достижении проектного забоя производят промывку скважины для выноса из ствола скважины на поверхность остатков выбуренной породы и обвального шлама. Подъем бурильной компоновки осуществляют с доливом бурового раствора для исключения нефтегазоводопроявления на устье скважины. Проводят геофизические исследования скважины. Обсадную колонну перед спуском оснащают снизу башмаком для сборки компоновки для цементирования. Осуществляют спуск до забоя компоновки для цементирования в пробуренный ствол скважины с периодической промывкой скважины. При проводке компоновки по стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки до возвращения веса. При этом скорость и подачу промывочной жидкости увеличивают при прохождении зафиксированных интервалов посадок для выноса на поверхность породы и шлама из зон осыпания. Исключаются аварийные ситуации при бурении, шаблонировании и спуске обсадной колонны за счет фиксации глубины и интервалов посадок бурового инструмента при шаблонировке и прохождении этих участков с повышенной скоростью и подачей промывочной жидкости до восстановления веса компоновки для цементирования.

Способ заканчивания скважины, включающий спуск в пробуренный ствол скважины до забоя компоновки для цементирования, содержащей колонный башмак и колонну обсадных труб, с периодической промывкой скважины, причем при проводке компоновки по стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки до возвращения веса, отличающийся тем, что после бурения до проектной глубины, но перед спуском компоновки для цементирования производят подъем бурильной колонны выше потенциальных интервалов осложнений или в башмак предыдущей обсадной колонны, осуществляют технологическую выдержку при превышении времени подъема бурильной колонны выше потенциальных интервалов осложнений, превышающих время оседания оставшейся в стволе выбуренной породы и шлама, производят повторный спуск бурильной колонны до забоя с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервалов посадок по глубине и интервалу, при достижении проектного забоя производят промывку скважины для выноса из ствола скважины на поверхность остатков выбуренной породы и обвального шлама, подъем бурильной компоновки осуществляют с доливом бурового раствора для исключения нефтегазоводопроявления на поверхности скважины, проводят геофизические исследования скважины, при спуске компоновки для цементирования скорость и подачу промывочной жидкости увеличивают при прохождении зафиксированных интервалов посадок для выноса на поверхность породы и шлама из зон осыпания.