Способ бурения скважины с вскрытым продуктивным пластом Российский патент 2022 года по МПК E21B21/08 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам первичного вскрытия скважинами продуктивных пластов с промывкой при переменном давлении.

Известен способ бурения скважины при катастрофическом поглощении (патент RU № 2685606, МПК Е21В 21/00, опубл. 22.04.2019 Бюл. № 12), 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, причем 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.

Основными недостатками данного способа являются сложность реализации и большие затраты времени для воздействия на вскрытую зону поглощения, связанные с необходимостью извлечения бурильного инструмента и замена его на специальный, а также обратная замена на бурильный инструмент, причем использование способа способствует кольматации участка поглощения жидкости за счет поглощения им разрушаемой долотом породы во время бурения.

Наиболее близким по технической сущности является способ первичного вскрытия сложного кавернозно-трещинного карбонатного нефтегазонасыщенного пласта горизонтальным стволом большой протяженности (патент RU № 2598268, МПК Е21В 21/08, опубл. 20.09.2016 Бюл. № 26), включающий бурение на «депрессии» и «репрессии», причем определяют границы допустимых величин диапазонов «депрессии» (Δ_{депрессии}) и «репрессии» (Δ_{репрессии}) для кавернозно-трещинного карбонатного нефтегазонасыщенного пласта на основе горно-геологических данных, полученных при бурении и освоении предыдущих разведочных и эксплуатационных скважин; далее в процессе бурения горизонтального ствола с замкнутым контуром забойное давление (Р_{забойное}) в скважине поочередно сначала поддерживают ниже пластового давления (Р_{пластовое}) в рамках заданного диапазона «депрессии», затем забойное давление увеличивают выше пластового давления в рамках заданного диапазона «репрессии», а объединенный допустимый диапазон комбинированного динамического забойного давления описывается неравенством:

Р_{пластовое} + Δ_{репрессии} ≥ Р_{забойное} ≥ Р_{пластовое} - Δ_{депрессии}, где

регулирование забойного давления осуществляется при помощи дросселирования на устье скважины, где величина давления дросселирования (Р_{дроссель}) в режиме «депрессии» определяется неравенством:

Р_{пластовое} - Р_{забойное} ≥ Р_{дроссель} ≥ (Р_{пластовое} - Δ_{депрессии}) - Р_{забойное};

а в режиме «репрессии»:

(Р_{пластовое} + Δ_{репрессии}) - Р_{забойное} ≥ Р_{дроссель} ≥ Р_{пластовое} - Р_{забойное}.

Недостатками данного способа являются сложность реализации из-за необходимости нахождения давления с строго отчерченном интервале при воздействии «депрессии» и «репрессии» при постоянно меняющихся внешних факторах, возникающих при бурении скважины, особенно при вскрытых пластах причем без учета «режима насыщения», при котором вскрытый пласт перестает принимать нагнетаемую жидкость, причем использование способа способствует кольматации пласта за счет поглощения им разрушаемой долотом породы во время бурения.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание способа бурения скважины с вскрытым продуктивным пластом, позволяющего производить углубление бурением ствола скважины без кольматации вскрытого продуктивного пласта за счет воздействия на него режимами «депрессии» и «репрессии» во время остановки бурения, а бурение производится после наступления «режима насыщения».

Техническая задача решается способом бурения скважины с вскрытым продуктивным пластом, включающим бурение скважины и воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии».

Новым является то, что режимы «депрессии» и «репрессии» на пласт осуществляют при остановке бурения во время интенсивного поглощения пластом бурового раствора, применяемого при бурении без использования кольматирующих веществ, причем «депрессию» вызывают подъемом бурильного инструмента на колонне буровых труб для снижения уровня жидкости, а «репрессию» - спуском бурильного инструмента на колонне буровых труб после восстановления уровня жидкости и долива жидкости в скважину для повышения уровня жидкости выше как минимум 50 м, после чего режимы «депрессии» и «репрессии» аналогичным способом повторяют до наступления «режима насыщения», уменьшения поглощения жидкости пластом до допустимых для продолжения бурения значений, периодически воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии» повторяют после увеличения приемистости этого пласта до интенсивного поглощения борового раствора, исключающего эффективное вымывание разрушаемой долотом породы на поверхность.

Способ бурения скважины с вскрытым продуктивным пластом осуществляется в следующей последовательности.

После первичного или вторичного вскрытия продуктивного пласта при необходимости углубления скважины до следующего продуктивного горизонта необходимо проведение мероприятий по бурению для углубления забоя скважины. Однако при бурении происходит поглощение бурового раствора, особенно пластом с пониженным пластовым давлением (менее 0,7 от начального пластового давления). Для исключения кольматации пласта после его вскрытия бурение проводят с использованием бурового раствора кольматирующих веществ (пресная вода, минеральная вода, вода с поверхностно-активными веществами (ПАВ) и/или т.п.). Для исключения кольматации пласта за счет поглощения им разрушаемой долотом породы во время бурения перед каждым углублением забой скважины проводят воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии». Для этого депрессию вызывают подъемом бурильного инструмента на колонне буровых труб для снижения уровня жидкости за счет извлечения объема компоновки низа бурильной колонны (КНБТ) из скважинной жидкости. После восстановления уровня жидкости до пластового давления (контролируется устьевыми или погружными уровнемерами) производят долив жидкости в скважину для повышения уровня жидкости выше как минимум 50 м, устье перекрывают. Далее спуском бурильного инструмента на колонне буровых труб, вызывая резкий рост давления (репрессию), обусловленный погружением объема КНБТ в скважинную жидкость. Как показала практика, при повышении давления за счет повышения уровня жидкости на 50 м и более в скважине в сочетании со спуском бурильного инструмента на колонне буровых труб обеспечивает максимальное распространение фронта вытеснения в пласте без нарушения его целостности. После чего режимы «депрессии» и «репрессии» аналогичным способом повторяют до наступления «режима насыщения» (на месторождениях Республики Татарстан (РТ) достаточно 5 – 10 таких повторений), уменьшения поглощения жидкости пластом до допустимых для продолжения бурения значений (определяется технологами – авторы на это не претендуют), не смотря на рост внутрискважинного давления при прокачке бурового раствора, что исключает поглощение вскрытым продуктивным пластом разрушаемой долотом породы во время бурения. Бурение ведется с контролем объема закачиваемого бурового раствора и объема его излива из скважины при бурении устьевыми проточными расходомерами. Если поглощение бурового раствора становится интенсивным, что определяется повышением разности между закаченным в скважину буровым раствором и изливающимся из нее выше допустимой (определяется технологами – авторы на это не претендуют), воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии» повторяют до «режима насыщения». Подобные воздействия режимами «депрессии» и «репрессии» осуществляют периодически каждый раз после наступления при возникновении интенсивного поглощения бурового раствора до углубления забоя скважины до проектной глубины.

Как показала практика на месторождениях РТ, использование предлагаемого способа уменьшает время бурения при нахождении пласта в «режиме насыщения» как минимум в 2 раза (по сравнению с простым нагнетанием жидкости в вскрытый продуктивный пласт) при той же величине проходки, уменьшая затраты времени на остановку и закачку жидкости, и практически исключает кольматацию вскрытых скважиной пластов. После проведения крепления ствола скважины и вторичного вскрытия пластов, эти пласты (без предварительного проведения мероприятий по повышению продуктивности пластов) могут сразу использоваться для одновременно-раздельной эксплуатации (как для добычи продукции, так и/или для нагнетания вытесняющего агента). Что в совокупности экономит значительные временные и материальные ресурсы. На способы и режимы работы при осуществлении одновременно-раздельной эксплуатации авторы не претендуют.

Предлагаемый способ бурения скважины с вскрытым продуктивным пластом позволяет производить углубление бурением ствола скважины без кольматации вскрытого продуктивного пласта за счет воздействия на него режимами «депрессии» и «репрессии» во время остановки бурения, а бурение производится после наступления «режима насыщения».

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам первичного вскрытия скважинами продуктивных пластов с промывкой при переменном давлении. Способ включает бурение скважины и воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии». Режимы «депрессии» и «репрессии» на пласт осуществляют при остановке бурения во время интенсивного поглощения пластом бурового раствора, применяемого при бурении без использования кольматирующих веществ. «Депрессию» вызывают подъемом бурильного инструмента на колонне буровых труб для снижения уровня жидкости, а «репрессию» - спуском бурильного инструмента на колонне буровых труб после восстановления уровня жидкости и долива жидкости в скважину для повышения уровня жидкости выше как минимум 50 м, после чего режимы «депрессии» и «репрессии» аналогичным способом повторяют до наступления «режима насыщения», уменьшения поглощения жидкости пластом до допустимых для продолжения бурения значений. Периодически воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии» повторяют после увеличения приемистости этого пласта до интенсивного поглощения борового раствора, исключающего эффективное вымывание разрушаемой долотом породы на поверхность. Обеспечивается углубление бурением ствола скважины без кольматации вскрытого продуктивного пласта, снижаются временные затраты.

Способ бурения скважины с вскрытым продуктивным пластом, включающий бурение скважины и воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии», отличающийся тем, что режимы «депрессии» и «репрессии» на пласт осуществляют при остановке бурения во время интенсивного поглощения пластом бурового раствора, применяемого при бурении без использования кольматирующих веществ, причем «депрессию» вызывают подъемом бурильного инструмента на колонне буровых труб для снижения уровня жидкости, а «репрессию» - спуском бурильного инструмента на колонне буровых труб после восстановления уровня жидкости и долива жидкости в скважину для повышения уровня жидкости выше как минимум 50  м, после чего режимы «депрессии» и «репрессии» аналогичным способом повторяют до наступления «режима насыщения», уменьшения поглощения жидкости пластом до допустимых для продолжения бурения значений, периодически воздействие на вскрытый пласт режимами «депрессии» и «репрессии» повторяют после увеличения приемистости этого пласта до интенсивного поглощения бурового раствора, исключающего эффективное вымывание разрушаемой долотом породы на поверхность.