Способ установки колонны обсадных труб в скважине Советский патент 1987 года по МПК E21B43/10 

ческая длина ОЭК II, м; С - коэффициент засорения полости 12, м. Далее спускают ОЭК 11 и цементируют ее за- трубное пространство манжетной заливкой от башмака ОЭК 11 до устья скважи1

Изобретение относится к горной промышленности, точнее, к добыче углеводородов на нефтяных, газовых и газоконденсат- ных месторождениях, в частности к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых и газоконденсатных скважин.

Целью изобретения ЯЕзляется повышение надежности работы обсадной эксплуатационной колонны в процессе эксплуатации скважины путем обеспечения уменьшения осевых нагрузок по всей длине эксплуатационной колонны.

На фиг. 1 изображена схема скважины, которая оборудована дополнительной полостью ниже башмака обсадной колонны; на фиг. 2 - положение обсадной колонны после проседания земной поверхности, вызванного эксплуатацией залежи; на фиг. 3 - установка эксплуатационной колонны, оборудованный фильтром; на фиг. 4 - то же, после проседания земной поверхности, вызванного эксплуатацией скважин.

Способ заключается в том, что пробуривают ствол L скважины под направление 2, спускают направление 2 до расчетной глубины и цементируют затрубное пространство 3 от башмака до устья. После образования цементного камня в затрубном пространстве 3 пробуривают ствол 4 скважины под кондуктор 5. Затем спускают кондуктор 5 и цементируют затрубное и межтрубное пространства 6 от башмака кондуктора 5 до устья скважины. После образования цементного камня за кондуктором 5 пробуривают ствол 7 скважины под техническую (промежуточную) обсадную колонну 8 и цементируют ее затрубное и межтрубное пространства 9 от башмака колонны до устья скважины. После образования цементного камня в пространстве 9 пробуривают долотом диаметром 0„ ствол 10 скважины под обсадную эксплуатационную колонну 11 с внешним диаметром обсадных труб D/, и внутренним диаметром обсадных труб d 2г, причем глубина ствола скважины Но должна быть больше расчетной на глубину Нп для создания дополнительной полости 12 под башмаком 13 эксплуатационной обсадной колонны 11. Затем

ны 1. Цементирование затрубных .пространств всех остальных ОЭК скважины 1 производят от их забоя до устья без разрыва сплошности цементного столба. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

0

спускают обсадную эксплуатационную колонну 1 1 и |Цементируют ее затрубное и межтрубное пространство 14 от башмака 13 до устья скважины. После образования це- ментного камня эксплуатационную колонну 11 обвязывают колонной головкой 15, жестко закрепленной на цементной подушке 16, далее производят перфорацию 17 обсадной эксплуатационной колонны 11.

В процессе оседания земной поверхности 18 в результате выработки продуктивного пласта 19 и деформации его тол- шины от величины Н до величины HI (фиг. 2) колонная головка 15 опускается вместе с земной поверхностью 18, цементной подушкой

5 16, направлением 2, кондуктором 5, технической колонной 8 и эксплуатационной обсадной колонной 11, при этом башмак 13 свободно опускается в полость 12. Обшая глубина скважины уменьшается от величины Но - Нп до величины HOI + Ни, причем

0 все обсадные колонны скважины не испытывают дополнительных осевых нагрузок, вызванных оседанием земной поверхности.

По мере опускания обсадной эксплуатационной колонны 11 в полость 12 произ5 водится дополнительная перфорация колонны против деформированного продуктивного горизонта 20 толшиной H|.

Глубину полости определяют по формуле

0

5

0

,, 2,5i3( + d) , р

Mil г- -+ с,

LKP

где Нп - глубина полости, м;

DK - внешний диаметр труб эксплуатационной колонны, м; d - внутренний диаметр труб эксплуатационной обсадной колонны, м; LKP - критическая длина обсадных труб эксплуатационной колонны , м; С - коэффициент, учитывающий степень засорения полости (уменьшение глубины полости под башмаком обсадной колонны за счет ее засорения частицами породы в процессе эксплуатации скважины), м. Многолетние наблюдения на ряде месторождений (Ленинградср ое, Шебелинское и др.) показали, что скорость засорения зумпфа колеблется в пределах от 0,1 до 2,5 м/год в зависимости от прочностных характеристик слагающих пласт-коллектор горных пород. Коэффициент С определяют, исходя из запроектированого срока эксплуатации скважины и вышеуказанных прочностных характеристик горных пород.

Пример. Проведен расчет глубины полости, необходимой для безаварийной работы обсадной колонны. Исходные данные для

ствола скважины под эксплуатационную обсадную колонну до расчетного положения ее башмака, спуск эксплуатационной обсадной колонны и ее цементирование, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы обсадной эксплуатационной колонны в процессе эксплуатации скважины за счет обеспечения уменьшения осевых нагрузок по всей длине эксплуатационной колонны, ниже расчетного положерасчета следующие: внешний диаметр обсад- 0 ния башмака эксплуатационной колонны вы- ных труб DK 0,146 м; внутренний дна- полняют дополнительную полость с диамет- метр обсадных труб d 0,132 м; на- ром, большим внешнего диаметра муфтовых чальная толщина деформируемого в процессе эксплуатации продуктивного пласта Н

20

соединений обсадных труб эксплуатационной колонны, и глубиной, определяемой по сле 420 м; начальная глубина скважины, рае- дующей формуле: ная начальной длине эксплуатационной колонны, L 3953 м; модуль упругости стали труб обсадной колонны Е 0,21 X Ю МПа; перепад давления в продуктивном пласте, соответствующий окончанию эксплуатации месторождения Рн - Рк 40 МПа; средневзвешенный по толщине продуктивного пласта начальный коэффициент пористости K.I1H 0,159; средневзвешенный по толщине продуктивного пласта коэффициент сжимаемости пор рппл 8,6 X lO МПа .

В результате расчета получено: величина оседания земной поверхности АН 9,9 м; минимальная длина обсадных труб, выдерживающих осевые напряжения без продольного изгиба, Ьмин 0,01 м.

Глубина полости (при значении коэф- зо фициента, учитывающего уменьшение ее глубины за счет засорения, равного 2 м/год при сроке эксплуатации скважины 35 лет) составила Нп 79,9 ж 80 м.

25

Hn A5131Di+dfL+c,

LKP

где Нп - глубина полости, м;

DK - внешний диаметр труб эксплуатационной обсадной колонны, м;

d - внутренний диаметр труб эксплуатационной обсадной колонны, м;

LKP - критическая длина обсадных труб эксплуатационной колонны, м;

С - коэффициент, учитывающий степень засорения полости, м; причем цементирование затрубного пространства эксплуатационной обсадной колонны осуществляют заливкой от башмака колонны до устья скважины, а цементирование за- трубных пространств всех остальных обсадных колонн скважины производят от их забоев до устья без разрыва сплошности цементного столба.

Формула изобретения

1. Способ установки колонны обсадных труб в скважине, включающий бурение

ствола скважины под эксплуатационную обсадную колонну до расчетного положения ее башмака, спуск эксплуатационной обсадной колонны и ее цементирование, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы обсадной эксплуатационной колонны в процессе эксплуатации скважины за счет обеспечения уменьшения осевых нагрузок по всей длине эксплуатационной колонны, ниже расчетного положения башмака эксплуатационной колонны вы- полняют дополнительную полость с диамет- ром, большим внешнего диаметра муфтовых

дующей формуле:

Hn A5131Di+dfL+c,

LKP

где Нп - глубина полости, м;

DK - внешний диаметр труб эксплуатационной обсадной колонны, м;

d - внутренний диаметр труб эксплуатационной обсадной колонны, м;

LKP - критическая длина обсадных труб эксплуатационной колонны, м;

С - коэффициент, учитывающий степень засорения полости, м; причем цементирование затрубного пространства эксплуатационной обсадной колонны осуществляют заливкой от башмака колонны до устья скважины, а цементирование за- трубных пространств всех остальных обсадных колонн скважины производят от их забоев до устья без разрыва сплошности цементного столба.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительную полость выполняют до цементирования обсадной эксплуатационной колонны, а цементирование последней осуществляют манжетной заливкой.

Изобретение относится к области горной пром-ти. Цель изобретения - повысить надежность работы обсадной эксплуатационной колонны (ОЭК) 11 в процессе эксплуатации скважины за счет обеспечения осевых нагрузок по всей длине ОЭК 11. Способ включает бурение ствола скважины 1 под ОЭК 11 до расчетного положения ее башмака 13. Ниже этого положения до цементирования ОЭК 11 выполняют дополнительную полость 12. Это позволяет башмаку 13 в процессе оседания земной поверхности 18 пласта 19 и деформации его тол- Ш.ИНЫ свободно опускаться в полость 12. Ее диаметр больше внешнего диаметра муфтовых соединений ОЭК И. Глубина полости ,.. 12 определяется по формуле Н„ 2,513/Д; + ..S -+- d /Lкp-|--C, где Нп - глубина полости 12, м; DK - внешний диаметр ОЭК 11, м; d - внутренний диаметр ОЭК 11, м; LKP - критиСО со