Способ ликвидации прихвата колонны труб в скважине Советский патент 1986 года по МПК E21B31/00 

}12801072

Изобретение относится к бурению Jtarcsin (B+Acos/.i),

скважин и может быть использовано для ликвидации прихватов, происшедших под действием перепада давления, Действующего в системе скважина - пласт.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса освобождения колонны труб за счет увеличения точности определения лерепада давления.

Сущность способа заключается в следующем. На прихваченную в скважине колонну труб действуют две силы: механическая и адгезионная:

F p(F + F),

(1)

где jU - коэффициент трения, F - механическая сила прижатия колонны труб перепадом давления, Fд - адгезионная сила или сила прилипания, действующая на площади контакта колонны труб с глинистой коркой.

Как при депрессии, так и после снятия репрессии на прихваченную колонну труб действует условная механическая сила, которая направлена от стенки скважины и выталкивает трубы из глинистой корки.

Механическая сила определяется из зависимости

где йР R.

R i oii-jJ P ;C In ()

(2)

оСт RC - R., С перепад давления на пласт, радиус наружной поверхности колонны труб,

длина прихваченного участка труб,

радиус скважины, радиус корки, , где, S - толщина корки, измеряемая боковым микрокаротажем, коэффициент, полученный в результате интегрирования по площади контакта трубы с глинистой коркой сил,, направление действия которых перпендикулярно поверхности трубы, при условии радиальной фильПри создании депрессии (йР), механическая сила направлена не к стен- ке скважины, как при наличии репрессии, а от нее. Пока депрессия мала, механическая сила (F.) по абсолютной величине меньше адгезионной силы (Fд), а результирующая сила (F) направлена к стенке скважины. При увеличении депрессии (up) увеличивается и механическая сила (F) и, если она по абсолютной величине больше адгезионной силы (F), результирующая сила .(F) направлена от стенки сква- жины. Таким образом, выталкивание трубы из корки происходит начиная от величины депрессии (йР), при которой механическая сила и адгезионная равны по абсолютной величине и результирующая сила F равна нулю. Решая уравнение (1), (2) и (4) относительно депрессии йР, можно получить минимальную величину депрессии, при которой происходит эффективное освобождение от прихвата, при котором достаточно преодолеть только соб- ственньш вес колонны труб. Она равна.

35

45

др 2F..(Re/R) -j j

П p. и м е p. При простое скважины, имеющей забой 3000 м, происходит прихват ,УБТ 203 х 100 м с долотом 295 м в интервале 2800-2900 м. трации через глинистую корку, Удельный вес промывочной жидкости

)С 1,5 г/см , пластовое, давление Р„ 32,5 Ша, а перепад давления в системе скважина-пласт равен 10 Ша.

С

А

при этом учитывается, что давление в глинистой корке меняется пропорционально логарифму радиуса

1

в г

55

- -.

Для ликвидации прихвата необходимо отсоединить бурильные трубы выше его интервала и поднять их. После этого спускают микрокаротажньй зонд и производят микрокаротаж в зоне приxaresin(cos4i.j) +

В

В

(3) 2Rr(Rc-Rr)

R

S

arccos

R,.::(Rc-Rr)iRr

5

Адгезионная cилa (F4) имеет электрическую природу и является результирующей многих накладывающихся друг на друга сил. При известной удельной адгезионной силе (Fy), определяемой экспериментально, адгезионная сила равна .

(4)

F 2F,.. R , о/..

об

0

5

1д - IX . ио

При создании депрессии (йР), механическая сила направлена не к стен- ке скважины, как при наличии репрессии, а от нее. Пока депрессия мала, механическая сила (F.) по абсолютной величине меньше адгезионной силы (Fд), а результирующая сила (F) направлена к стенке скважины. При увеличении депрессии (up) увеличивается и механическая сила (F) и, если она по абсолютной величине больше адгезионной силы (F), результирующая сила .(F) направлена от стенки сква- жины. Таким образом, выталкивание трубы из корки происходит начиная от величины депрессии (йР), при которой механическая сила и адгезионная равны по абсолютной величине и результирующая сила F равна нулю. Решая уравнение (1), (2) и (4) относительно депрессии йР, можно получить минимальную величину депрессии, при которой происходит эффективное освобождение от прихвата, при котором достаточно преодолеть только соб- ственньш вес колонны труб. Она равна.

0

5

45

др 2F..(Re/R) -j j

55

Для ликвидации прихвата необходимо отсоединить бурильные трубы выше его интервала и поднять их. После этого спускают микрокаротажньй зонд и производят микрокаротаж в зоне прихвата. По этим данным толщинакорки 8 10 мм, а радиус корки ,6 мм, Заливают промывочную жидкостьв прибор и осуществляют замерудельной адгезионной силы (ц) приперепаде давления 10. МПа, котораяравна 1,0 МПа.

Используя соотношение (5) получают, что для ликвидации прихвата необходим перепад давления А.Р 1,8 Ша После этого спускают бурильные трубы с пакером и запакеровывают его над зоной прихвата. Выбор репрессий или депрессии на пласт осуществляем исходя из геологотехнических условий для данного интервала. Например, при давлении гидроразрыва пласта на данной глубине 61,5 Ша и репрессии йР 1,8 МПа, суммарное давление на . пласт, равное 4А,3 МПа, вполне безопасно с точки зрения возникновения поглощений. Поэтому при помощи буровых насосов создаем репрессию на пласт в подпакерной зоне, а затем давление сбрасывают и извлекают колону труб из скважины.

Редактор Ю, Середа

Составит ель И. Левкоева Техред Л.Сердюкова

Заказ 7029/28Тираж 548

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

10

. ., н20

25

074

Формула изобретения Способ ликвидации прихвата колонны труб в скважине, возникающего под действием перепада давления, вклдючаю- щий запакеровку ствола скважины над зоной прихвата и создание перепада давления на пласт в подпакерной зоне, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса освобождения колонны труб за счет увеличения точности определения перепада давления, измеряют радиус глинистой корки в зоне прихвата и удельную адгезионную силу непосредственно перед созданием перепада давления, причем величину последнего определяют из соотношения

2Fl of-juj ) С

перепад давления на пласт,

МПа,

удельная адгезионная сила,

МПа,

радиус скважины, м,

радиус глинистой корки, м,

угол охвата колонны труб

глинистой коркой, рад,

коэффициент, рад.

iP - где йР RC - R, Ы. С Корректор А. Ильин

Подписное

Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет повысить эффективность процесса освобождения колонны труб за счет увеличения точности определения перепада давления (ПД). Для осуществления способа предварительно отсоединяют бурильные трубы выше интервала прихвата и производят замер радиуса глинистой корки в этом интервале и удельной адгезионной силы. Далее, зная, что выталкивание трубы из корки происходит, начиная от величины депрессии, при которой механическая и адгезионная силы, действующие на прихваченную трубу, будут равны, определяют минимальную величину депрессии, при которой происходит эффективное освобождение труб от прихвата, из соотношения дР - 2F,j.(R /Rj/C, гдеаР- ПД на пласт, МПа, FU - удельная адгезионная сила, МПа, R. радиус скважины, м; R, - радиус глинистой корки, м| с - угол охвата колонны труб глинистой коркой, рад, С - коэффициент, рад. Спустив бурильные трубы с паке- ром в скважину, пакеруют ее ствол над зоной прихвата и с помощью буровых насосов создают ПД на пласт в подпа- керной зоне, соответствующий вычисленному. Освобожденную колонну извлекают из скважины. с