Способ снижения гидростатического давления в скважине Советский патент 1983 года по МПК E21B43/25 

до СО

vl i Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к бурению и эксплуатации скважин пу тем снижения гидростатического давле ния, и может быть использовано .при бурении скважин для облегчения процесса разрушения горных пород и выноса выбуренной пориды на поверхность; при испытании скважин для вы зова притока нефти или газа из. плас та; при испытании обсадной колонны на герметич.ность; при подземном, ка питальном ремонте скважин. Известен способ снижения гидростатического давления в скважине, заключающийся в использовании пусковых клапанов, размещаемых в колон не насосно-компрессорных труб (НКТ) и позволяющих промывать скважину поинтервально 1 , Недостатком указанного способа является сравнительно низкая его эф фективность по снижению гидростатического давления в скважине. Это обусловлено тем, что пусковые клапа ны, состоящиеиз пружин и штоков, в скважинных условиях очень быстро забиваются шламом и выходят .из строя. Кроме того, недостатком способа являются неудобства, связанные с тем что клапаны крепят на наружной поверхности НКТ. Это способствует увеличению диаметральных размеров НКТ и затрудняет их спуск в скважину. Известен способ снижения гидростатического давления в скважине путем замены используемой при бурении скважины заполняющей ее утяжеленной промывочной жидкости на жидкост обеспечивающую вызов притока из пласта. При осуществлении этого способа для замены утяжеленной жидкости, используемой при бурении, на легкую, обеспечивающую вызов притока из пласта, в затрубное пространство между эксЛпуатационной колонной и ,НКТ закачивают глинистый раствор с удельным весом на 0,,4 г/см мень ше удельного веса раствора, которым заполнена скважина. Эти операции про изводят до тех пор, пока разница в удельных весах между заканчиваемым раствороми легкой жидкостью, необходимой для вызова притока, не дости гает 0, г/см. После этого оставшийся в скважине раствор заменяют указанной легкой жидкостью. Положительным качеством этого способа яв162ляется то, что для его осуществления используют обычные НКТ без каких-либо устройств, осложняющих эксплуатацию скважины Г2 }. Недостатком известного способа является сложность реализации способа из-за необходимости иметь несколько промывочных жидкостей различных удельных весов в больших количествах (как минимум, каждого удельного веса в количестве, равном объему скважины) и дополнительных емкостей для размещения этих жидкостей. Кроме того, необходимы большие капитальные затраты на приготовление этих промывочных жидкостей и их транспортировку. Целью изобретения является упрощение способа и сокращение времени и средств на освоение. Указанная цель достигается тем, что согласно способу снижения гидростатического давления в скважине путем замены используемой при бурении скважины заполняющей ее утяжеленной промывочной жидкости на жидкость, обеспечивающую вызов притока из пласта, замену утяжеленной жидкости в скважине осуществляют попеременной закачкой двух жидкостей - жидкости, обеспечивающей вызов притока, и утяжеленной, аналогичной жидкости, заполняющей скважину, причем объемы заканчиваемых порций жидкости, обеспечивающей приток из пласта, постепенно увеличивают, а утяжеленной уменьшают до полного перехода на промывку скважины жидкостью, обеспечивающей -выз.ов притока. Способ осуществляют следующим образом. Замену утяжеленной жидкости, заполняющей скважину, на легкую, необходимую для вызова притока из пласта, начинают с закачки в НКТ или другие трубы легкой жидкости и доводят давление в них до предельной величи- ны, определяемой максимально допустимым давлением на насосе. После достижения предельной величины давления необходимо переключить насос или цементировочный агрегат на закачку утяжеленной жидкости, т.е. той которой была заполнена, скважина доНачала работы. Закачку тяжелой жидкости продолжают до начала выхода первой порции легкой жидкости из башмака труб, что определяют путем замера количества закачиваемых жидкосТей (например, в приемных емкостях цементировочного агрегата) или по па дению давления на насосе. Во время закачки первой порции тяжелой жидкос ти давление на насосе не меняется, так как не изменяется количество закачанной легкой жидкости в НКТ. Далее насос снова переключают на закач ку легкой жидкости. При таком процес се первая порция легкой жидкости переходит в затрубное пространство, тем самым понижая гидростатическое давление е нем по сравнению с самым начальным моментом. Это позволит про должать закачку легкой жидкости второй порции и после того, (ак вся пер вая порция перейдет в затрубное пространство благодаря чему размер второй ее порции превысит размер первой. Увеличение размера второй порции легкой жидкости позволит сократить размер второй порции тяжелой жидкости, закачиваемой для оттеснения второй порции легкой жидкости до башма.ка НКТ, После оттеснения второй порции легкой жидкости до башмака труб в последние закачивают легкую жидкость (третью по счету). Во время этой закачки начнется выход в затруб ное пространство второй порции легкой жидкости, при которюм также, как и при выходе второй порцин легкой жидкости, происходит падение гидростатического давления столба жидкости в затрубном пространстве. Размер третьей порции легкой жидкости будет большем, чем размер ее второй порции и естественно, что сократится размер третьей порции тяжелой жидкос ти для оттеснения только что закачан ной третьей порции легкой жидкости. Поскольку объем затрубного пространства кратно превышает объем НКТ или других труб, то к выходу на поверхность первой порции легкой жидкости благодаря попеременным закачкам разных жидкостей в затрубное про странство будет вытеснено несколько порций легкой жидкости, в силу чего существенно снизится давление в затрубном пространстве. При дальнейших попеременных циклах закачек давление столба жидкости в затрубном пространстве будет продолжать падать и наступит момент, когда представится возможность промывать скважину тольjKO легкой жидкостью. Пример практического осуществления предлагаемого способа поясняется следующим расчетом. Пусть дано: И - глубина спуска НКТ-5000 М} плотность соответственно тяжелой и легкой жидкостей 2 и 0,8 S, - площадь поперечного сече- . ния затрубного пространства скважины 0,015 S - площадь поперечного кангта НКТ 0,002 УЗ - объем затрубного пространства скважины 75 М ; объем Канала НКТ 10 м , суммарный объем V-. и V, 85 мЗ; максимально допустимое давление на насосе 25 МПа; потери давления, затрачиваемые на преодоление гидравлических сопротивлений 5 МПа. Полагая, что Р- постоянно на всех этапах замены тяжелой жидкости на легкую (на самом деле по мере замены оно должно несколько снижаться) определяем, что на преодоление перепада давления, вызванного разницей удельных весов столбов тяжелой и легкой жидкостей, может быть использовано не более (Гг-Гл) МПа. 1)Величина первой порции легкой жидкости L, по высоте составит, м; ц.. Vos , Тт-Т 2-0,8 2)Величина этой порции по объему «V 5 LfST 1650X0,002 3,3 3)Величина первой порции тяжелой жидкости L, по высоте в НКТ составит, м: H-L 5000-1650 3350 1 k ) Величина этой порции по объему , QJ5 L, S ,002 6.7 5 ) Так как первая порция легкой жидкости оттеснена до башмака НКТ и при дальнейшем перемещении выйдет в затрубье, следующим этапом будет закачка легкой жидкости второй порции. В процессе этой операции первая порция легкой жидкости после выхода в затрубное пространство займет там высоту , м: 6 ) Наличие первой порции легкой жидкости в затрубном пространстве после закачки второй порции лёгкой жидкост в объеме первой позволит продолжить ее закачку и увеличить ее высоту на величину -,, м . L2 , 1650+220 1870, где Lj величина второй порции легкой жидкости по высоте. .„ . ...,.„ 7) Величина второй порции легкой жид - .... ..М.Л .V ЯЪГЧ Ф ЛЬ4 кости ПО объему составит Q-, 1870-о, 002- 3,7 При закачке 3,7 м легкой жидкости в затрубиое пространство кроме пер,вой порции легкой жидкости м выйдет еще тяжелая жидкость, которой была ранеезаполнена скважина, в количестве ,. 3,,3 0, м 8)В связи с удлинением второй порции легкой жидкости сократится размер второй порции тяжелой жидкости L, при котором вторая порция легкой жидкости дойдет до башмака НКТ. L| H-L2 5000-1870 - 3130 (м) 9)Величина второй порции тяжелой объему Q., составит м жидкости по Qi 6,26 2- 3130-0,002 10) По аналогии L высота третьей порции легкой жидк ости, закачиваемой в НКТ, также будет превышать размер предыдущей порции легкой жидкости второй, которая после перехода в зат рубье займет высоту равную 2 V Jl: J 7 „ yt-Q . ° sT ТГД1Т 1870+250 - 2120 11 По объему третья порция легкой жидкости составит , Q3 2120-0,002 ,2А 2 ) Подобным образом определяем высоту третьей порции тяжелой жидкости LV i Lj M-L 5000-2120 2880 13) Третья порция L после выхода в затрубное пространство займет высо -Ь 3 0,01Т iM Высота четвертой порции легкой жидкости L ЬЭ+ЕЗ 2120+280 2ifDO Далее, как и после предыдущих операций, размеры очередных закачиваемых порций тяжелой жидкости будут сокращаться, а размеры порций легкой жидкости увеличиваться, что позволит закачивать в НКТ только легкую жидкость и вымыть остатки тяжелой жидкости. Согласно расчету при объеме скважины 85 м , после прокачки Q 195 м жидкости, вся скважина будет заполнена только легкой жидкостью. При использовании цементировочного агрегата А с подачей / / / /- -,/ э/ ,6 л/с (23,76 м%) при максималь ном давлении, время на замену в данном случае составит, ч: t - 195:23,76 8,3 q Как указывалось ранее, при проведении подобной работы по известному способу, потребуется 6-7 сут.

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ путем замены используемой при бурении скважины заполняющей ее утяжеленной промывочной жидкости на жидкость, обеспечивающую вызов притока из пласта, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и сокращения времени и средств на освоение, замену утяжеленной жидкости в скважине осуществляют переменной закачкой двух жидкостей - жидкости, обеспечивающей вызов притока, и утяжеленной, аналогичной жидкости, заполняющей скважину, причем объемы закачиваемых порций жидкости, обеспечивающей приток из пласта, постепенно увели , а утяжеленной - уменьшают до полного перехода на промывку сква л жины жидкостью, обеспечивающей вызов :притока.