Способ определения местоположения повреждения обсадной колонны Советский патент 1986 года по МПК E21B47/00 E21B47/04 E21B17/00 

1

Изобретение относится к сооружению скважин и может быть использовано в процессе бурения скважин и их эксплуатации при добыче полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение точности определения расстоянии от устья скважины до места повреждения обсадной колонны.

На фиг. 1 изображена скважина и схема обвязки ее устья; на фиг. 2 - графики изменения давления на устье в процессе исследований.

Скважина 1, бурение которой согласно технологии предусматривается с применением в качестве очистного агента вначале газожидкостной пенной смеси, а затем с глубины 650 м - промывочной жидкости, имеет следующую конструкцию. На интервале О-110 м скважина закреплена обсадными трубами 20 127 мм, основной диаметр бурения (ниже обсадной колонны) 76 мм, бурение осуществляется снарядом со съемным керноприемником типа ССК-76. До глубины скважины 350 м бурение осуществлялось с использованием в качестве очистного агента газожидкостной пенной смеси (ГЖС). С глубины 350 м в качестве очистного агента использована промывочная жидкость плотностью 1,05-10 кг/м . При переходе на промывочную жидкость сразу наблюдалось полное поглощение промывочной жидкости. Статически 1 уровень жидкости в скважине 75 м.

Для оценки герметичности обсадной колонны, а в случае ее повреждения для определения его местоположения был осуществлен предлагаемый способ.

Для осуществления способа на устье скважины установлен устьевой герметизатор 3, обвязка устья скважины включает нагнетательную линию 4, систему вентилей 6-9, посредством которых сжатый воздух может подаваться или в бурильные трубы 10 или в кольцевое пространство 11.

Вначале оценивается герметичность бурильной колонны согласно способу-прототипу. Для этого вентили 7 и 8 закрывают, а вентили 6 и 9 открывают, сжатый воздух подают в нагнетательную линию 4 с постоянной производительностью 2 . При указанном положении вентилей сжатый воздух поступает в бурильную колонну 10, давление воздуха, наблюдаемое по маном:етру 5, по- выщается равномерно (фиг. 2, график 1 изменения давления сжатого воздуха в бурильной колонне). По равномерному росту давления в течение 5 мин нагнетания судят о герметичности бурильной колонны по крайней мере на интервале О-200 м.

Далее осуществляется оценка герметичности обсадной колонны, а при наличии ее повреждения определение его местоположения по предлагаемому способу. Для этого вентили 6 и 9 закрывают, а вентили 7 и 8

открывают, при таком их положении сжатый возддух подается в кольцевое пространство 11 с постоянной производительностью 2 . Давление по мере нагнетания воздуха повышается и, когда граница раздела жидкость-

воздух достигнет повреждения, воздух начинает поступать в интервал ухода скважиной среды через повреждение обсадной колонны. Герметичность объема кольцевого пространства нарушается, рост давления прекращается. Из графика 2 (фиг. 2) зависимости давления нагнетания сжатого воздуха в кольцевое пространство скважины от времени видно, что максимальное давление, измеренное на устье, составило Рь 0,5 МПа (500-10 Па) (фиг. 2, точка А). Измеренный

динамический уровень жидкости в скважине при максимальном давлении нагнетания 65 м. Затем оценивают местоположение повреждения обсадной колонны, исходя из закона сообпхающихся сосудов, по формуле

L //ди„ + -- 113 м. Р9

Для дальнейшего уточнения L необходимо более точно учесть значение плотности жидкости в скважине. Для определения

усредненного значения плотности жидкости в скважине (уравновешивающего столба в бурильных трубах) бурильные трубы поднимают выше оцененной зоны поглощения (113 м), чтобы нижний конец бурильных труб находился, например, на глубине 100 м.

В кольцевое пространство скважины с постоянной производительностью закачивают сжатый воздух. Давление на устье постоянно нарастает, а при давлении 0,36 МПа (360-10 Па) (фиг. 2, график 3, точка Б) рост его прекращается. Измеренное значение

динамического уровня в момент прекращения роста давления 68 м. Усредненное значение плотности уравновешивающего столба жидкости в скважине определяют по формуле

Р

Pi

UMO КГ/М-.

(//тр-//дин) q

Уточненное значение местоположения повреждения обсадной колонны с учетом усредненного значения плотности жидкости может быть найдено из формулы

L Я.ги,, + (Ятр-Я.1и„) 1 10 м.

Ь

с учетом сведений о конструкции скважины можно сделать вывод, что нарушена

герметичность цементирования низа (башмака) обсадной колонны. Скважинной рас- ходометрией подтверждено, что интервал ухода промывочной жидкости находится на глубине 110 м. С использованием результатов определения было выполнено повторное цементирование башмака обсадной колонны и полностью восстановлена циркуляция промывочной жидкости.

Местоположение, определенное по способу-прототипу при измерении статического уровня жидкости по формуле

L Яст -t- ; p-q

составляет 123 м. При использовании прототипа можно ошибочно предположить, что на указанной глубине находится зона поглощения.

Использование предлагаемого способа позволяет более точно определить местопо

ложение повреждений обсадных колонн, когда они становятся каналами ухода сква- жинной среды, и разработать наиболее рациональную технологию их устранения.

Способ может быть использован для определения местоположения зон поглощения промывочной жидкости, пересекаемых скважиной. В этом случае зоны поглоще ния являются каналами ухода скважинной среды, непосредственно контактирующими со стенками скважины.

Фиг.1

X

6 t, мин.

Фиг. Z