Способ предупреждения смятия обсадных колонн скважин в зоне пластической деформации солей Советский патент 1986 года по МПК E21B47/00 E21B43/10 

Изобретение относится к нефтегазо-. обывающей промышленности и предназначено для предупреждения смятия обсад1;ых колонн скважин с учетом установления зон с характерной особенностью проявления пластической деформации и определения прогнозных критических депрессий пластового флюида при эксплуатации, освоении и бурении скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности способа.

Сущность способа заключается в установлении зон с характерной особенностью проявления гшастической деформации по род и в определении прогнозных критических депрессий пластового флюида, дальнейшее-снижение которых недопустимо при эксплуатации и освоении скважин в зонах распространения деформируемых горных пород.

Па чертеже показана погоризонтная карта с указанием изолиний 1 глуби- пы кровли, пластических пород 2. В контуре устья каждой скважины 3 с номерами 4 .поставлены численные зна- чения 5 отношения Р./Рр ,. обозначения 1 (6), 1 (7) и 1 (8), означают характерные особенности зон деформи- pyeMiiix пород с.оответственно - проявление текучести, отсутствие текучести п критического состояния. По результатам величин этих отношений установлены зоны: текучего 9, критического 10 и нетекучего 11 состояния деформируе1-1Ь х пород.

Способ осуществхшют следующим образом.

В процессе разбуривания площади разведочным и эксплуатационным бурением отбирают кериовьц материал из 1штервалов глубин.залегания горных пород, способных подвергаться пластической деформации, и замеряют по ним в лабораторных условиях.экспериментальным путем критические давления текучести этих пород (РЭ.Т. ) При отсутствии кернового материала используют данные экспериментальных опре- . делений критических давлений текучести аналогичного типа пород.

По результатам бур ения и комплексу промыслово-геофизического каротажа разреза скважин .(стандартный,радиоактивный Каротажи, и БКЗ) опреде- ляют литологический тип пород, их плотность, глубины залегания. Затем по ве;шчине плотности пород и цх глу

бинам определяют по известной методике величину геостатического давления, параметр Р для каждого интервала глубин залегания деформируемого типа горных пород, по -каждой на данной площади скважине. По каждой из этих скважин выписыв.ают паспортные значения критических давления смятия . обсадных колонн для соответствутащей их марки стали и толщины стенок (параметр Р). Определяют отношение Р и Р для кавдого интервала деформируемого типа пород по каждой скважине и по величине этого отношения устанавливают их характерную особенность физического состояния: при

P-iJ

РГ

значениях

1 - зона нетекучих

.пород, при значениях

: 1 - зо

на текучих пород, при значениях

Р,.т.

РГ тояния

1 - зона критического сос- пород.

0

5

0

По этим значениям оконтуривают соответствующие зоны и эти контуры наносят на погоризонтные структурные карты, построенные по глубине кровли пород с пластической деформацией, выделяя на ней штриховкой различные зоны физического состояния этих пород (см. чертеж). .

Затем в скважинах, расположенных в контуре зон текучих горных пород и их критического состояния, т.е. там,

Р9.Т.

где

РГ РЭ.Т. -АР

1 ИЗ соотношения

Кг

1

(РК паспортное

0

5

критическое давление на смятие обсадной колонны, К - безразмерный параметр критического состояния прочн.ости обсадной колонны скважины, установленного по фактическим данным о смятии колонн, и принятый за . единицу), определяют величину прогнозных критических депрессий пластового {1шюида в скважине из зависимости ДР Pj,,., -РК К г, при известных значениях параметров Р 1 и при условии, что В -этих зонах устанавливают дополнительные колонны-хвостовики. Дополнительные колонны-хвостовики могут быть установлены в течение времени безаварийной работы скважины, определяемого из соотношения

РК

И К„

J.T,

ЛРк РПТ

-i.3.

РПГ-ДР.

ГА

где t - время безаварийной эксплуатации скважин, сут; Р - текущее пластовое давление, МПа; ЙР| - прогиозная критическая

депрессия;

Гд - градиент суточного сниже ния текущего пластового давления, МПа/сут. Пример 1. Оценка технического состояния эксплуатационной скважины, работающей в зоне расположения пород с проявлением пластической деформации. В качестве примера берут скважину 85 ЩебелинсКого месторождения и определяют следующие параметры.

Глубина Н залегания пластических пород по данным стандартного каротажа равна 1740 м, Р, - экспериментальное критическое давление текучести соли, равно 36 МПа (опреле- на из условий глубины смятия колонны данной скважины против соли) и Р -. геостатическое давле.ние, равно на этой глубине 40 МПа (определено по формуле РГ Н-Гд 1740-0,023 40 МПа, где Гд - градиент давле

ния пород, №а). Отношение

0,9, т.е. меньше единицы, что ука- зывает на возможность проявления текучести соли на данной глубине. По паспортным данным для данной Глубины Р - критическое давление на смятие обсадной колонны, равно 20,5 МПа для марки стали Д с толщиной стенки 7 мм. Затем определяют прогнозную величину критической депрессии пластового флюида в скважине из зависимости

ЛР, 36-20,5-1

15,5 МПа

и текущее пластовое, давление (Р„ 10 МПа) по данным эксплуатации скважины, сравнивают последнее прогнозной критической депрессией (ЛР, 15,5 МПа). Из сравнения видно,что Р . ЛР , что недопустимо. Обсадная колонна в скважине в действительности оказалась смятой на глубине 1740 м под воздействием пластической деформации солей. В этом слу

чае необходимо проведение восстановительных раб от.

Пример 2. Определение тех- нического состояния эксплуатационной скважины, работающей в зоне распространения солей с возможным проявлением пластической деформации. Последовательность проведения технологических операций та же, что и в примере 1. По результатам замеров получены следующие значения параметров: Н 2180 м, Р.

Р,.т

Р 50 I-fflai

э,т 1

50 МПа, (критическое

состояние текучести соли), Р|

44 МПа; ЛР РЭ.Т. Р К 50 - - 44-1 6 МПа Р 6 МПа. Следовательно, . Т,

Вывод: скважина расположена в

зоне критического состояния течения солей, текущее пластовое давление равно критической депрессии пластов ого флюида, дальнейшее снижение текущего пластового давления

приведет к смятию обсадной колонны. Предложения: в такой скважине добычу флюида необходимо прекратить и проводить срочные работы по спуску защитного хвостовика в интервал глубины залегания солей.

Пример 3. Определение технического состояния эксплуатацнон- ной скважины в зоне распространения солей. Последовательность операций та же. В результате проведенных измерений получены следующие значения

параметров: Н 1600 м;

50 МПа, Р 37 МПа;

(нетекучее состояние солей)-, Р 45 МПа; fiP Р,т - РК К 50 - 45-1 5 МПа, Р т- 10 МПа.

Вывод: скважина расположена в зоне нетекучего состояния солей, текущее пластовое давление больше кри- тической депрессии пластового флюида в два раза, такой скважине не грозит смятие колонны от солей. Рекоманда- цич:в даннойскважине не следует планировать спуск защитного хвостовика.

П р.и м е р 4. Определение времени безаварийной эксплуатации скважины, работающей в зоне проявления пластической деформации пород, уста- новленной на основании замеров параметров РЗт и РГ , отношение которых меньше единицы. Дальнейшая последовательность операций следующая.

Замеряют текущее пластовое давление (Р, и градиент суточного снижения пластового давления (Г) при отборе флюида в данной скважине, которые равны соответственно 15 МИа и 0,01 МПа/сут. Определяют прогнозную критическую депре ссию пластового флюида в данной скважине аналогично примерам 1-3, которая равна ДР 10 МПа. Время безаварийной эксплуатации скважины из зависимости

t fi.:T -АР. - 15-10 .

S.9 Гд 0,01

« 500 сут

Вывод: при указанной величине суточного градиента снижения пластового давления безаварийный срок эксплуатации скважины 500 сут. В это время необходимо запланировать спуск защитного хвостовика.

Таким образом, зная темп снижеия текущего пластового давления можно в любой период времени определять сроки безаварийной зксплуатации скважин и планировать своевременно проведение предупредительных технических мероприятий.Причем, при любом изменении суточного снижения градиента текущего пластового

давления время безаварийной эксплуатации скважин определяется также повторно.

8

2500

-10

6

Редактор К. Волощук

Составитель В. Родина

Техред И.Попович Корректор М. Шароши

Заказ 1899/28 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,4