Способ заканчивания скважины в условиях аномально высокого пластового давления Российский патент 2024 года по МПК E21B33/14 E21B43/10 

Изобретение относится к топливно-энергетическому комплексу, в частности к способам заканчивания скважины в осложненных условиях и может быть использовано при разработке залежей нефти и газа с АВПД.

Заканчивание скважины, а именно разбуривание нижней части разреза, крепление разреза обсадной колонной (хвостовиком) с цементированием затрубного пространства и последующее вскрытие продуктивного пласта - ответственный этап строительства, от успешности которого зависит долговечность и дальнейшая нормальная эксплуатация скважины, состояние разработки месторождения в целом. Известно, что разбуривание продуктивного высокопроницаемого пласта с АВПД сопровождается газонефтепроявлением (ГНП), поглощением бурового раствора, прихватом бурильного инструмента, повреждением (загрязнением, кольматацией) пласта и другим осложнениям. При креплении такой осложненной скважины первично вскрытый бурением продуктивный пласт с АВПД представляет еще большую опасность, - в лучшем случае снижается качество цементирования обсадной колонны, теряется герметичность затрубного пространства, появляются заколонные проявления, перетоки и межколонные давления (МКД) [Бабаян Э.В. Буровые технологии. - 2-е изд., доп. - Краснодар: Совет. Кубань, 2009. - С. 390-401, 633-665].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ заканчивания скважины в условиях аномально высокого пластового давления (АВПД), включающий бурение скважины с углублением забоя в режиме репрессии на пласт, вскрытие пород нижней части разреза, включая продуктивный пласт с АВПД, остановку бурения, крепление скважины спускаемой ниже продуктивного пласта до забоя обсадной колонной, цементирование затрубного пространства обсадной колонны от ее башмака до нужной отметки, вторичное вскрытие из зацементированной обсадной колонны продуктивного пласта кумулятивными перфорационными каналами. Способ основан на совместном разбуривании (первичном вскрытии) и совместном креплении продуктивного пласта с перекрывающими его породами нижней части разреза. Сам продуктивный пласт с АВПД крепится цементируемой обсадной колонной и затем вторично вскрывается кумулятивными перфорационными каналами длиной порядка 1 м. Все работы по заканчиванию скважины, начиная от первичного вскрытия продуктивного пласта, спуска и цементирования обсадной колонны до окончания ОЗЦ (ожидания затвердевания цемента) и вторичного вскрытия продуктивного пласта кумулятивной перфорацией проводят в условиях отрицательного влияния АВПД. Особенно сильное влияние АВПД продуктивного пласта оказывает на цементирование обсадной колонны. При цементировании обсадной колонны закачку технологических агентов (буферной жидкости, тампонажного раствора, продавочной жидкости) проводят при избыточном давлении на устье с помощью дросселя. Это позволяет регулировать давление в скважине в случае возникновения нештатных ситуаций связанных с АВПД - газонефтепроявлением (ГНП), поглощением технологических агентов и гидроразрывом пласта (ГРП). В этих условиях качественное крепление скважины недостижимо. При необходимости создаваемое начальное избыточное давление на устьевом дросселе компенсируют соответствующим уменьшением эквивалентной циркуляционной плотности (ЭЦП), а именно "гидростатической" плотности или/и реологических параметров закачиваемых растворов без изменения заданной (отвечающей за благоприятный турбулентный режим в затрубном пространстве) производительности насосов. Тогда при креплении скважины в процессе циркуляции технологических агентов появляется возможность в некоторых пределах восстанавливать необходимое давление в затрубном пространстве путем открытия-закрытия устьевого дросселя, что снижает аварийность работ. Однако при этом все равно сохраняется отрицательное влияние продуктивного пласта с АВПД на самый важный параметр цементирования - герметичность крепи скважины, которая нарушается на стадии ОЗЦ за счет снижения давления в скважине и неконтролируемого притока пластового флюида в момент образования (загустевания и схватывания раствора) цементного камня в затрубном пространстве [См. Цибульский М.А. и др. Цементирование скважин под управляемым давлением. Журнал. - Бурение и нефть. - Март. 2019, прототип].

Недостатком способа является отрицательное влияние вскрытого скважиной продуктивного пласта с АВПД на все процессы ее заканчивания, что ведет к осложнениям как при разбуривании нижней части разреза, так и цементировании обсадной колонны. При этом из-за притока пластового флюида на стадии ОЗЦ неисправимо теряется герметичность затрубного пространства, особенно в газовых скважинах, что ведет к заколонным проявлениям, межколонным давлениям (МКД), перетокам и другим осложнениям.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей и области использования способа, например, в условиях АВПД, повышение его эффективности и надежности в сложных геолого-технологических условиях.

Техническим результатом изобретения является уменьшение отрицательного влияния АВПД продуктивного пласта на заканчивание (бурение и крепление) скважины, снижение аварийности работ, кольматации пластов, повышение качества крепления скважины и эффективности скважинной добычи в целом.

Для достижения этого технического результата в способе заканчивания скважины в условиях аномально высокого пластового давления (АВПД), включающем бурение скважины с углублением забоя в режиме репрессии на пласт, остановку бурения, крепление скважины спускаемой до забоя обсадной колонной, цементирование затрубного пространства обсадной колонны от ее башмака до нужной отметки, вскрытие из зацементированной обсадной колонны продуктивного пласта с АВПД перфорационными каналами, при этом согласно изобретению заканчивание скважины проводят при уменьшенном влиянии АВПД продуктивного пласта, для чего углубление забоя скважины останавливают выше продуктивного пласта в перекрывающих его породах, при этом интервал перекрывающих пород от продуктивного пласта до забоя берут исходя из возможности экранирования скважины от влияния продуктивного пласта, затем в скважину до забоя спускают обсадную колонну, башмак которой устанавливают в перекрывающих продуктивный пласт породах и в этом положении без осложнений, связанных с влиянием продуктивного пласта проводят цементирование затрубного пространства, далее из зацементированной обсадной колонны через интервал перекрывающих пород бурят в режиме депрессии на пласт удлиненные перфорационные каналы и ими первично вскрывают продуктивный пласт, при этом башмак спускаемой обсадной колонны снабжают отверстиями с позиционирующими их магнитными метками и легко разбуриваемыми пробками для упрощения бурения удлиненных перфорационных каналов.

В отличие от известного способа, предлагаемый способ основан на использовании природного фактора, а именно имеющейся покрышки-перемычки (экрана) из плотных низкопроницаемых пород, обычно перекрывающих продуктивный пласт с АВПД. Расположение забоя бурящейся скважины до вскрытия продуктивного пласта в перекрывающих его плотных низкопроницаемых породах способствует уменьшению осложнений, как при углублении, так и креплении такой скважины. Вскрытие (первичное) самого продуктивного пласта после цементирования в более благоприятных условиях обсадной колонны проводят также без осложнений в режиме депрессии удлиненными перфорационными каналами. При этом используют известные устройства, например компоновку для радиального бурения и колтюбинговую установку (см., например Антониади Д.Г., Фурсин С.Г. Обоснование использования гидроабразивного зондового перфоратора в инновационных колтюбинговых технологиях. Журнал «Время колтюбинга. Время ГРП». №4(062). 2017. - С. 42-50). Колонный башмак снабжают отверстиями с метками и легко разбуриваемыми пробками, что упрощает бурение удлиненных перфорационных каналов (за счет удобного позиционирования в колонне и выхода из нее, в том числе повторного используемых устройств). Интервал (толщину) перекрывающих пород от продуктивного пласта до забоя скважины берут порядка 10 м, что в большинстве случаев достаточно для получения между ними необходимого гидродинамического экрана без усложнения способа.

Предлагаемый способ поясняется на примере вертикальной скважины чертежами, представленными на фиг. 1-3.

На фиг. 1 в разрезе дана схема заканчивания скважины в условиях АВПД, момент остановки углубления забоя в перекрывающих продуктивный пласт породах; на фиг. 2 - то же, первичное вскрытие из обсадной колонны удлиненными перфорационными каналами продуктивного пласта с АВПД; на фиг. 3 дан вид А на фиг. 2, увеличенный масштаб.

На указанных выше чертежах приняты следующие обозначения. Скважина 1; продуктивный пласт с АВПД 2; забой 3 скважины; перекрывающие продуктивный пласт породы 4; интервал 5 перекрьшающих пород; обсадная колонна 6; башмак 7 обсадной колонны; отверстия 8 башмака с позиционирующими магнитными метками 9 и легко разбуриваемыми пробками (не показаны); затрубное пространство 10; тампонажный раствор 11; удлиненные перфорационные каналы 12.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

При заканчивании скважины 1 в условиях АВПД и необходимости вскрытия продуктивного пласта 2 углубление забоя 3 в нижней части разреза проводят в обычном режиме бурения, а именно репрессии на пласт (фиг. 1). Для уменьшения влияния АВПД на процессы заканчивания скважины 1 (бурения и крепления) углубление забоя 3 останавливают выше продуктивного пласта 2 в перекрывающих и экранирующих его низкопроницаемых породах 4. Интервал 5 перекрывающих пород 4 от продуктивного пласта 2 до остановленного бурением забоя 3 берут (по данным сейсморазведки, геолого-технологических исследований - ГТИ) порядка 10 м для возможности надежного экранирования скважины 1 от влияния АВПД (продуктивного пласта 2). Затем в скважину 1 (фиг. 2, 3) до забоя 3 спускают обсадную колонну 6 с башмаком 7, который содержит отверстия 8 с позиционирующими магнитными метками 9 и легко разбуриваемыми цементными пробками (не показаны). При спуске обсадной колонны 6 ее башмак 7 устанавливают в перекрывающих породах 4 и в этом положении без осложнений, связанных с влиянием АВПД продуктивного пласта 2 проводят цементирование затрубного пространства 10 с подъемом тампонажного раствора 11 от забоя 3 до нужной отметки, например устья скважины (не показано). После ОЗЦ из зацементированной обсадной колонны 6 через интервал 5 перекрьшающих пород 4 бурят удлиненные перфорационные каналы 12 и ими первично вскрывают продуктивный пласт 2 возможно с разветвлением (для расширения зоны дренирования) и в благоприятных условиях. Бурение удлиненных перфорационных каналов 12 проводят в режиме депрессии на пласт (при использовании колтюбинговой установки) и без нарушения цементного камня в затрубном пространстве 10 с помощью известных устройств. Для упрощения выхода из обсадной колонны 6 компоновки, например для радиального бурения в башмаке 7 выполняют отверстия 8 с позиционирующими их магнитными метками 9 и легко разбуриваемыми пробками. При необходимости в удлиненные перфорационные каналы 12 до продуктивного пласта 2 спускают короткие хвостовики (не показано) для крепления перекрывающих пород 4.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить влияние АВПД на процессы заканчивания (бурения и крепления) скважины за счет ее экранирования низкопроницаемыми перекрывающими породами и использования удлиненных перфорационных каналов для вскрытия продуктивного пласта. Это расширяет область использования способа, снижает аварийность работ, особенно в газовых скважинах, повышает качество крепления скважины, способствует вскрытию продуктивного пласта в благоприятных условиях и эффективной скважинной добычи в целом. При этом вместо горизонтального окончания в продуктивном пласте (вариант горизонтальной скважины) может быть использовано множество удлиненных перфорационных каналов с экономией на эксплуатационной колонне (хвостовике).

Изобретение относится к способу заканчивания скважины в условиях аномально высокого пластового давления (АВПД). Техническим результатом является уменьшение отрицательного влияния АВПД продуктивного пласта на заканчивание скважины, снижение аварийности работ, кольматации пластов, повышение качества крепления скважины и эффективности скважинной добычи в целом. Способ включает бурение скважины с углублением забоя в режиме репрессии на пласт. Также способ включает остановку бурения и крепление скважины спускаемой до забоя обсадной колонной. Также включает цементирование затрубного пространства обсадной колонны от ее башмака до нужной отметки. Также способ включает вскрытие из зацементированной обсадной колонны продуктивного пласта с АВПД перфорационными каналами. Заканчивание скважины проводят при уменьшенном влиянии АВПД продуктивного пласта. Углубление забоя скважины останавливают выше продуктивного пласта в перекрывающих его породах. Интервал перекрывающих пород от продуктивного пласта до забоя берут исходя из возможности экранирования скважины от влияния продуктивного пласта. Затем в скважину до забоя спускают обсадную колонну, башмак которой устанавливают в перекрывающих продуктивный пласт породах, и в этом положении проводят цементирование затрубного пространства. Далее из зацементированной обсадной колонны через интервал перекрывающих пород бурят в режиме депрессии на пласт каналы и ими первично вскрывают продуктивный пласт. Башмак спускаемой обсадной колонны снабжают отверстиями с позиционирующими их магнитными метками и разбуриваемыми пробками. 3 ил.

Способ заканчивания скважины в условиях аномально высокого пластового давления (АВПД), включающий бурение скважины с углублением забоя в режиме репрессии на пласт, остановку бурения, крепление скважины спускаемой до забоя обсадной колонной, цементирование затрубного пространства обсадной колонны от ее башмака до нужной отметки, вскрытие из зацементированной обсадной колонны продуктивного пласта с АВПД перфорационными каналами, отличающийся тем, что заканчивание скважины проводят при уменьшенном влиянии АВПД продуктивного пласта, для чего углубление забоя скважины останавливают выше продуктивного пласта в перекрывающих его породах, при этом интервал перекрывающих пород от продуктивного пласта до забоя берут исходя из возможности экранирования скважины от влияния продуктивного пласта, затем в скважину до забоя спускают обсадную колонну, башмак которой устанавливают в перекрывающих продуктивный пласт породах, и в этом положении проводят цементирование затрубного пространства, далее из зацементированной обсадной колонны через интервал перекрывающих пород бурят в режиме депрессии на пласт каналы и ими первично вскрывают продуктивный пласт, при этом башмак спускаемой обсадной колонны снабжают отверстиями с позиционирующими их магнитными метками и разбуриваемыми пробками.