Способ изоляции поглощающих пластов Советский патент 1985 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к способам изоляции поглощающих пластов в скважинах различного назначения.

Цель изобретения - повыщение эффективности изоляции пластов путем обеспечения возможности гидравлической обработки стенок скважины и одновременное повыщение равномерности смещения компонентов смеси в забойных условиях. На чертеже представлена установка для . реализации предлагаемого способа.

Установка содержит заливочные трубы 1, забойный смеситель 2 с гидромониторными насадками 3, разделительную пробку 4, поглощающий пласт 5, первый компонент б с введенным в него инертным материалом, с закупоривающими свойствами, второй компонент 7 и втулку 8.

Способ осуществляют следующим образом.

После вскрытия поглощающего пласта 5 уточняют глубины залегания его кровли и подошвы путем анализа имеющихся материалов механического, фильтрационного каротажа, геофизических и гидродинамических исследований. Рассчитывают необходимый объем исходных компонентов тампонирующей смеси с закупоривающими свойствами, плотность столба жидкостей в скважине, обеспечивающей заполнение затрубного пространства на всю его высоту, а также режим их закачки - давление, производительность насосов в зависимости от числа и диаметра гидромониторных-насадок 3.

Необходимо для возможности управления процессом изоляции поглощающих пластов перед его проведением, а также в период его осуществления добиться подъема уровня жидкостей (бурового и тампонажного растворов) в скважине до устья. Это достигается, например, уравновещиванием давления в скважине с пластовым либо посредством снижения плотности жидкостей - заменой их на более легкие, либо путем аэрации жидкостей компрессором.

Заливочные трубы 1, оборудованные внизу забойным смесителем 2, спускают до подошвы поглощающего пласта 5 и, если необходимо, заполняют затрубное пространство аэрированным буровым раствором.

Насосами цементировочного агрегата, подсоединенными к буровому манифольду и к заливочным трубам, закачивают вначале первый компонент тампонажной смеси с инертным материалом с закупоривающими свойствами. Затем подают разделительную пробку 4, после чего закачивают второй компонент и осуществляют их продавливание буровым раствором. Подача инертного материала в первом компоненте обеспечивает условия замкнутого объема при закупоривании каналов поглощения, что исключает потери гидравлической энергии при обработке стенок скважины высоконапорными гидравлическими (гидромониторными) струями.

До посадки пробки 4 во втулку 8 последс няя находится в верхнем положении и перекрывает гидромониторные насадки 3. После посадки пробки в седло втулки 8 увеличением давления опускают втулку 8 до упора, что приводит к открытию отверстий насадок. Затем трубы поднимают из

0 расчета установки нижнего конца забойного смесителя над верхним уровнем первого компонента.

После этого второй компонент подают насосами с производительностью, обеспечивающей такую скорость истечения (не менее 60 м/с), что он проходит сквозь всю толщу первого компонента и обеспечивает завихрение выходящей струи после ее дохождения до стенок скважины. Заливочные трубы при этом одновременно с расчетными скоростями вращают и перемещают вниз. При оптимальном варианте заливочные трубы перемещают по глубине на расстояние, равное расстоянию между смежными гидромониторными насадками на каж5 дый оборот заличпой колонны.

После дохождения .забойного смесителя до подощвы поглощ.ающего пласта насосы останавливают, а заливочные трубы поднимают над его кровлей. Затем закрывают

0 превентор и закачивают под давлением продавочную жидкость в объеме, равном или несколько большем, чем объем тампонирующей смеси. При этом момент начала закачки этого объема продавочной жидкости выбирается таким, что после попадания тампонирующей смеси в каналы .поглощения она схватывается через минимальное время. Пример. На основании проведенных геофизических и гидродинамических исследований, механического и фильтрационного каротажа установлена мощность поглощающего

интервала (1820-1830 м), интенсивность поглощения (40 ) и статический уровень (30 м). Поглощающий пласт представлен трещиноватыми диабаза.ми.

Изоляцию осуществляют тампонирующей

2 смесью, состоящей из полимерной смолы М-19 и отвердителя - щавелевой кислоты 3,5%-ной концентрации, при соотношении их объемов 2:1. Общий объем смеси 4,5 м , из нее: смолы М-19 3 м и раствора щавелевой кислоты 1,5 м . Для улучшения коль0 матации в смолу добавлено 120 кг шлака, просеянного через сито с размерами отверстий 5 мм. Незначительное изменение соотношения компонентов приводит к резкому изменению сроков отверждения с.меси. Забойный смеситель имеет девять радиальных гидромониторных насадок с диаметром на выходе 6 мм, размещенных на расстоянии 150 мм одна от другой по высоте на его боковой поверхности. Для обеспечения скорости истечения струй из -отверстии насадок, равной 70 м/с, производительность закачки должна быть равной 18 л/с. Работы по изоляции выполняют в следующей последовательности. Забойный смеситель спускают на глубину 1832 м. Насосами цементировочных агрегатов через буровой манифольд закачивают в трубы вначале аэрированный с помощью компрессора буровой раствор до выхода его на устье. Затем закачивают в трубы первьш компонент - смесь из 3 м -смолы М-19, и 120 кг шлака, опускают в трубы разделительную пробку и закачивают второй компонент - 1,5 м раствора щавелевой кислоты. Компоненты при закачивании аэрируют компрессором. После вытеснения первого компонента в затрубноо- пространство разделительная пробка садится в гнездо и перекрывает центральный канал забойного смесителя, что контролируется на устье по объему прокачанной жидкости и росту давления закачки. Первый компонент занимает часть объема скважины в интервале 1832-1795 м, равную 37 м. После этого забойный смеситель поднимают до верхнего уровня нервого компонента, который опускается до глубины 1810 .м. Второй компонент затем начинают продавливать с расчетной производительностью (18 л/с), одновременно вращая и перемещая забойный смеситель вниз. Скорость перемещения рассчитывают исходя из расстояния между смежными гидромониторными струями, времени нродавки второго компонента и высоты столба первого компонента. В данном случае время закачки второго компонента составляет 83 с. При этом линейная скорость перемещения равна 0,23 м/с. Частоту, вращения принимают максимально возможной, что обеспечивает лучшее смещение компонентов (например, 41 ). В течение 83 с забойное устройство совершает 345 об. После вытеснения в затрубное пространство второго компонента вращение и опускание вниз заливочных труб прекращают, поднимают их вверх из расчета установки нижнего торца забойного смесителя на глубине 1790 м, закрывают нревентор и закачивают под давлением 4,5 м бурового раствора (это объем, равный суммарному объему обоих компонентов тампонирующей смеси). На этом процесс изоляции зоны поглощения заканчивается. 11редлагае.м1)|й способ позволяет управлять процессом изоляции зоны поглощения на всех этапах, повысить качество смешения ко.мпонентов и в целом обеспечить высокую эффективность изоляционных работ.

1. СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПОГЛО ЩАЮЩИХ ПЛАСТОВ путем закачки через колонну заливочных труб одного компонента и последующей закачки второго компонента в интервал размещения первого компонента при осевом перемещении заливочных труб, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции пластов путем обеспечения возможности гидравлической обработки стенок скважины и одновременного повышения равномерности смешения компонентов смеси в забойных условиях, в первый компонент при его закачке вводят инертный материал с закупоривающими свойствами, а второй компонент закачивают в интервал размещения первого компонента гидромониторными струями, причем заливочные трубы при закачке второго компонента дополнительно вращают. 2. Способ по .п. 1, отличающийся тем, что заливочные трубы перемещают по глубине скважины в режиме смещения гидромониторных струй на расстояние между ни- § ми за каждый оборот заливочных труб.