Способ промывки скважины Советский патент 1984 года по МПК E21B21/00 

ел

о: Изобретение относится к бурению скважин, в частности к способу бурения при вскрытии продуктивного пласта. Известен способ бурения скважин с промывкой от осадка с использованием шламоуловителей путем прокачивания Э скважину через бурильную колонну основного промывочного агента, который вытесняют в затрубное пространство и конпенсационную емкость облег чанным промывочным агентом. При запо нении облегченным промывочным агентом объема бурильных труб создается разность давлений между внутритрубным и затрубным пространствами. Облегченный промывочный агент прокачивают до выхода его в затрубное пространство выше продуктивного горизонта. Мелдау основным и облегченным промывочными агентами закачивают раз деляющий промывочный агент, а в качестве облегченного агента используют пластовую жидкость. Шлам, образовавшийся при углубке скважины, оседает во внутреннем и наружном шламоуловителях при возвратно-поступательном движении указанных промьшо ных агентов во внутритрубном и затрубном пространствах l . Основными недостатками данного Способа являются необходимость использования внутреннего и наружного шламоуловителей, что усложняет компо новку низа бурильного инструмента и вызывает в определенных условиях аварийные ситуации, а также необходи мость производства многократных спуско -подъемных операций бурильного инструмента с целью удаления шлама с забоя скважины в шламоуловителях. Известен способ промывки скважины включающий прокачивание в скважину через бурильную колонну основного, разделяющего и облегченного промывоч ных агентов, создание перепада давле ния между затрубным и внутритрубным пространствами, подъем бурильной колонны над продуктивной зоной по окончании бурения с созданием циркуляции основного промывочного агента по пря мой схеме npof/ibiBKn. Этот способ позв ляет повысить эффективность промывки скважины за счет исключения наружных и внутренних шламоуловителей, а также исключить необходимость производства дополнительных спуско-подъемных oneраций для удаления шлама с забоя С2. Однако по этому способу промывки скважины параме гры промывочных агентов и их количественные показатели не позволяют качественно вскрыть продуктивную зону нефтяного пласта. Цель изобретения - повышение качества и упрощение технологии вскрытия продуктивного пласта. Поставленная цель достигается тем что согласно способу промывки скважины, включающему прокачивание в скважину через бурильную колонну основного, разделяющего и облегченного промывочных агентов, создание перепада давления между затрубным и внутритрубным пространствами, подъем бурильной колонны над продуктивной -зоной по окончании бурения с созданием циркуляции основного промывочного агента по прямой схеме промывки, в качестве разделяющего агента используют :раствор на нефтяной основе с предельным статическим напряжением сдвига не ниже 40 мг/см в объеме, равном трехкратному объему ствола скважины в интервале вскрытия продуктивного пласта, при этом раствор на нефтяной основе прокачивают в затрубное пространство с оставлением 2/3 его объема в полости бурильных труб, а закачиваег/ий объем облегченного промывочного агента равен этому объему. На фиг.- 1 представлена схема промывки перед началом бурения продуктивного пласта при закачивании в полость бурильных труб раствора на нефтяной основе с оставлением 2/3 его в полости буровых труб на фиг. 2 - то же, при бурении продуктивного пласта при создании перепада давления между затрубным и внутритрубным пространствами; на фиг. 3 - то же, после окон чании бурения продуктивного пласта. Схема содержит обсадную трубу 1, бурильную колонну 2, буровое долото 3, основной промывочный агент 4 (глинистый раствор), раствор 5 на нефтяной основе, облегченный пpo ывoчный агент б, компенсационную емкость 7, зашламленную порцию раствора 8 на нефтяной основе. Способ осуществляется следующим образом. Перед началом бурения по вскрытию продуктивного пласта в скважину, заполненную основным промывочным агентом (глинистый, меловой, полимерный и другие растворы или техническая вода и т.д.), спускают бурильную колонну с породоразрушающим инструментом -и закачивают в нее раствор на нефтяной основе с предельным СНС не ниже 40 мг/см и объемом, ра-вным трехкратному объему ствола скважины в интервале вскрытия продуктивного пласта. Данны объем РНО продавливают основным промывочным агентом в затрубное пространство скважины выще продуктивного пласта с оставлением 2/3 объема РНО в полости бурильных труб. При этом основной цромывочный агент, выходящий из затрубного пространства, направляют в приемы бурового насоса. После окончания продавки РНО основным промывочным агентом в по-, лость бурильных труб закачивают облегченный промывочный агент объемом. равным объем РНО в бурильных трубах При этом основной промывочный агент из- затрубного пространства скважины вытесняют в компенсационную емкость установленную у устья скважины, а порция РНО из бурильных труб - в зат рубное пространство скважины. Поскольку при этом между затрубным и внутритрубным пространствами создаетс перепад давления, после окончания закачки облегченного промывочного агента и открытия пусковой задвижки насоса основной промывочный агент интенсивно из компенсационной, емкости обратно стекает в затрубное пространство скважины, а РНО в том же объеме из затрубного пространства в полость бурильных труб. При таком возвратно-поступательном движении растворов в затрубном и внутритрубном пространствах производится бурение продуктивного пласта Такая циркуляция РНО обеспечивает охлаждение породоразрушающего инстру мента, удаление выбуренной породы и призабойной зоны, взвешивание ее в растворе и постоянное перекрытие интервала продуктивного горизонта указанным раствором. При этом в процес се очистки забоя от выбуренной поро ды участвует, т.е. зашламляется, только 2/3 объема закачанного РНО, остальная часть остается не зашламленной. Скорость возвратно-поступательного движения растворов или интенсивность очистки забоя скважины регулируется скоростью подачи облег ченного промывочного агента и обрат ного его выпуска в прием насоса через пусковую задвижку. После окончания бурения продукти ного пласта и доведения скважины до проектной глубины бурильный инструмент приподнимают над кровлей продуктивного горизонта. В процессе подъема бурильного инструмента для предотвращения возможного выпивания зашламованной порции РНО из полости бурильных труб в скважину может быт произведена подкачка определенного объема основного промывочного агента с устья скважины в затрубное пространство. Затем буровым насосом создают циркуляцию основного промывочного агента, и зашламленную порцию РНО из полости бурильных труб вымывают по прямой схеме циркуляции в желоба и систему очистки для сбора и регенерации. Плотность основного промывочного агента в затрубном пространстве скважины выбирается исходя из вел11чины пластового давления вскрываемого прод ктивного пласта. Между основным промывочным агентом и РНО в затрубном пространстве скважины может быть закачен разделяющий агент - вязкоупругий раствор. Необходимость закачки РНО с предельным статическим напряжением сдвига не ниже 40 мг/см и в , равном трехкратному объему ствола скважины в интервале вскрытия продуктивного пласта, обосновывается результатами лабораторных исследований. В лабораторных условиях проведены исследования способности растворов на нефтяной основе удерживать буровой шлам. В табл. 1 приведены компонентные составы и основные технологические параметры исходных РНО. В пробы раствора вводят навеску бурового шлама, имеющего следующий фракционный состав, %: 10 мм 3,8; 5 мм 16,4; 2,5 мм 42,7j 1,5 мм 33,1; 1 мм 4. После перемешивания пробы раствора со шламом смесь помещают в отстойник и через 30 мин покоя замеряют плотность верхней и нижней половин смеси. По разности указанных плотностей оценивается удерживающая . способность РНО. Если разница плотностей верхней и нижней частей смеси более 40 кг/м, то данный раствор обладает недостаточной удерживающей способностью. Результаты проведенных опытов даны в табл. 2. . Таблица

Таблица2

СПОСОБ ПРОМЫВКИ СКВАЖИНЫ, включающий прокачивание в скважину через бурильную колонну основного, разделяющего и облегченного промывочных агентов, создание перепада давления между затрубным и внутритрубным пространствами, подъем- бурильной колонны над продуктивной зоной по окончании бурения с созданием циркуляции основного промывочного агента по прямой схеме промывки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и упрощения технологии вскрытия продуктивного пласта, в качестве разделяквдего агента используют раствор на нефтяной основе с предельным статическим напряжением сдвига не ниже 40 мг/см в объеме, равном трехкратному объему ствола скважины в интервале вскрытия продуктивного пласта, при этом раствор на нефтяной основе прокачивают в затрубное пространство с оставлением § 2/3 его объема в полости бурильных О) труб, а закачиваемый объем облегченного промывочного агента равен этому объему.

Как следует из данных табл. 1 и 2 раствор I 1 обладает недостаточно высокими структурно-механическими свойствами, в результате чего.его удерживающая способность низка. Раствор № 2 обладает оптимальными струнтурно-механическими свойствами, он хорошо удерживает шлам и в то же время хорошо прокачивается даже при большом содержании шлама 1, более 1000 г/л Раствор № 3 хорошо удерживает шлам, но при его содержании более 200 г/л имеет большую вязкость и плохо прокачивается.

На основании лабораторных исследований способности РНО удерживать буровой шлам установлено, что оптимальное значение предельного СНС,его нахоДИтся в пределах 40-50 мг/см . при .этом раствор способен хорошо удерживать шлам в количестве до 1000 г/л

и легко прокачиваться. При больших добавках шлама РНО сильно загустевает и плохо прокачивается.

Таким образом, 1 м РНО с рекомендуемым СН.С способен удерживать 1 т выбуренной породы. Если учесть, что плотность разбуриваемых горных пород в среднем составляет около 2000 то для удержания всего объема выбуренных пород в рассматриваемом интервале требуется объем РНО, равный двукратному объему ствола скважины в интервале вскрытия продуктивного плас.та. Кроме того, после окончания работ по вскрытию продуктивного пласта интервал от кровли продуктивного горизонта до забоя скважины должен быть заполнен незашламленной порцией РНО. Исходя из изложенного, общий объем закачиваемого РНО должен быть равен трехкратному объему ствола скважины в интервале вскрытия прсщуктивного пласта. Пример. Скважина глубиной 2000 м пробурена до. кровли продуктивного пласта, обсажена эксплуатационной колонной диаметром 146 мм и зацементирована. Для вскрытия продуктивного пласта необходимо пробурить скважину в интервале 2000-2100 м. В скважину на бурильных трубах диаметром 73 мм cnyujeHo буровое долото диаметром 121 мм. В скважине находится глинистьй раствор плотностью 1200 кг/м Поскольку объем скважины в интервале вскрытия продуктивного пласта составляет около 1,3 м, то в бурильные трубы закачивают РНО с СНС 40 мг/см и -объемом, равным трехкрат ному объему ствола скважины в указан ном интервале вскрытия пласта - 4м Этот объем РНО продавливают глинистым раствором плотностью 1200 кг/м с оставлением 2/3 объема РНО в бурил ных трубах, т.е. 2,6 м. После окончания продавки РНО глинистым раствором в процессе бурения в полость бурильных труб облегченный промывочный-агент - техническую воду объемом 2,6 м. При этом глинистый раствор объемом 2,6 м из затрубного пространства скважины вытесняется в компенсационную емкость, а порция РНО объемом 2,6 миз бурильных трубв затрубное пространство. После окончания закачки облегчен-, ного агента отключается насос, открывается пусковая задвижка насоса и глинистый раствор объемом 2,6 м самотекетл из компенсационной емкости стекает в затрубное пространство скважины, а РНО в том же объеме - в полость бурильных.труб. При таком возвратно-поступательном движении растворов производится бурение продуктивного пласта. После окончания бурения бурильный инструмент приподнимают над кровлей продуктивного пласта. При этом незашламленная порция РНО остается в интервале продуктивного пласта, а ;зашламленную порцию РНО из полости бурильных труб вымывают, по прямой схеме циркуляции, производят его регенерацию. Предлагаемый способ позволяет обеспечить постоянный контакт вскрываемого пласта только с РНО; повысить скорость проводки скважин, исключить аварийные ситуации, особенно при бурении наклонно направленных скважин; улучшить условия труда, предотвратить загрязнение окружающей среды; использовать сравнительно малый объем РНО.

/р У /О / ХХХХХ

Фиг.2

L.

.