Способ разделения последовательных потоков жидкостей в нефтяных и газовых скважинах Советский патент 1987 года по МПК E21B33/13 E21B33/14 

Изобретение относится к области горной промьшшенности, точнее к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам цементирования обсадньж колонн в сложных геологических условиях, предопределяющих возможность возникновения межпласто- вых перетоков по каналам, образующимся за счет неполного вытеснения бурового раствора, а также к способам замены жидкостей в скважине при вскры- тии продуктивного пласта, перфорации, глушении, вызове притока и пр.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения потоков за счет сохранения сплошности пачки вяз- коупругого разделителя (БУР),

Прокачивание ВУР по скважине осуществляют со, скоростью, определяемой из соотношения

U

(D;-D)

1 высота столба БУР в кольце вом пространстве скважины,

м;

6 - величина первой разности нор-i мальных напряжений ВУР, Па;

D. - диаметр скважины, м; D - наружный диаметр колонны труб, м;

ПЛОТНОСТЬ ВУР, КГ/М

Пример. Производят цементирование эксплуатационной колонны в скважине.; Обсадная колонна диаметром Оз146 и длиной 2200 мм спущена в сква жину, пробуренную долотом 0,2159 м . Проектная высота подъема цемента 500 м, G целью повьш1ения эффективности разделения последова тельных потоков бурового и цементного раст - критерий, определяющий соотношение упругих и инерцион

ных сил ВУР, равный 450-490, 35 воров применен БУР, приготовленньш

на основе примеси бентонитовой суспензии 15%-ной концентрации и 1,0%-но- го водного раствора полиакриламида, взятых в соотношении 3:1, Для приВ отличие от известных способов разделения HQTOKOB жидкостей в скв,ажи- нах с помощью вязкоупругих составов, в частности при-цементировании обсадных колонн, предлагаемьщ способ обла- - готовления БУР используют мерную емдает большей эффективностью действия БУР, поскольку при использовании БУР по известным способам в определенных условиях наступает потеря его сплошности и, как следствие, полностью утрачивается разделяющая способность

Способ осуществляется следуюш 1м. образом.

В скважине, подготовленной к цементированию, определяют разность ди аметров ствола и обсадной колонны (Dg-D) . Б соответствии-с одз-юй из известных методик приготовляют образец БУр, используя при этом материалы (воду, f-химреагенты и т.д.) которые будут применяться при цементировании данной сквазкины. Определяют

плотность (р) разделителя. Одним из методов, например, измеряя величину

барус-эффекта при истечении из капилляра, определяют значение первой разности нормальных напряжений БУР С й). Затем задают высоту столба БУР в кольцевом пространстве (1). Значение 1 определяется объемом емкости, используемой дпя приготовления ВУР. Максимально допустимую, с точки зре- ния сохранения сплошности БУР, скорость движения жидкостей в кольцевом пространстве определяют из соотношения

V

Id

(Dc-D)p.V

Сохранение сплошности ВУР и безопасность проведения работ будут обеспечены, если выполняется неравенство где Vg - максимальная скорость движения жидкостей, при которой не допускается гидроразрыв пласта В противном случае либо изменяют значение 1, либо приготовляют другой сос- тав БУР, обладающий нужными значениями ё и р.

Пример. Производят цементирование эксплуатационной колонны в скважине.; Обсадная колонна диаметром Оз146 и длиной 2200 мм спущена в скважину, пробуренную долотом 0,2159 м . Проектная высота подъема цемента 500 м, G целью повьш1ения эффективности разделения последова тельных потоков бурового и цементного раст

кость цементировочного агрегата (3 м ). В данных условиях в качестве исходных данных приняты следующие параметры: ,0699 м, р 1120 кг/м, Па, ,50 м/с, м. Тогда максимально допустимая из условия сохранения сплошности ВУР скорость движения жидкостей в затрубном пространстве составляет

,49-l,43 м/с.

Окончательно принимаем среднее значение скорости ,46 м/с. Очевидно , что в данном случае неравенство

50

55 выполняется. Таким образом, сохранение сплошности ВУР и безопасность проведения работ могут быть достигнуты, если скорость движения жидкостей не превьшгает 1,46 м/с. С

целью выполнения данного условия цементирование скважины осуществляют следующим образом.

С помощью цементировочного агрегата в колонну закачивают 3 м БУР. При этом высота столба ВУР после выхода , его в затрубное пространство составляет 151 м.

Затворяют и закачивают в колонну 1I м цементного раствора с производительностью насосов, равной 10 л/с. Во время этой операции ВУР двигает- ся в колонне со скоростью 0,75 м/с.

Производят пуск продавочной пробки и закачивают в колонну 25 м продавочной жидкости с производительностью 10-15 л/с. При этом в колонне труб ВУР двигается со скоростью 0,75-1,13 м/с, а в затрубном пространстве - со скоростью 0,60-0,90 м/с

Закачивают 1,4 м продавочной жидкости с производительностью 2-5 л/с для получения давления стоп.

Таким образом,.в течение всего процесса цементирования скорость движения жидкостей не выходит за определенный вьше предел, что обеспечивает сохранение сплошности БУР.

Результаты акустической цементо- метрии свидетельствуют, что коэффициент плотности контакта цементного камня с ограничивающими поверхностями составляет 89%. При освоении скважины получен приток беводной нефСоставите5 -Е.Молчанова Редактор Н.Тупица Техред А.Кравчук

3779./29

Тираж 532Подписное

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

об отсутствии упругих и инерционных пластовых перетоков.

Формула изобретения

Способ разделения последовательных потоков жидкостей в нефтяных и газовых скважинах путем прокачки вязкоупругого разделителя по трубам и кольцевому пространству, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения потоков за счет сохранения сплошности пачки вязкоупругого разделителя, осуществляют со скоростью, определяемой из соотношения

Dj-Dj/ v;

где 1 - высота столба вязкоупругого разделителя в кольцевом пространстве скважины, м;

& - величина первой разности;

нормальных напряжений вязко- упругого разделителя. Па;

DC - диаметр скважины, м;

D - наружный диаметр колонны труб, м;

р - плотность вяэкоупругого разделителя,

Vy - критерий, определяющий соотношение упругих и инерционных сил вязкоупругого разделителя, равный 450-490.

Корректор Л .Патай

Изобретение о№осится к цементированию обсадных колонн в горной пром-ти и позволяет повысить эффективность разделения потоков за счет сохранения сплошности пачки вязко- упругого разделителя (БУР). Способ включает прокачку по трубам и кольцевому пространству ВУР, для приготовления которого используется мерная емкость цементировочного агрегата .(3 м ). Прокачку осуществляют с максимально допустимой;, с точки зрения сохранения сплошности БУР, скоростью, определяемо из соотношения V (DC-D) р- , где 1 - высота i столба ВУР в кольцевом пространстве скважины, м; 6 - величина первой разности нормальных напряжений ВУР, Па; D{. - диаметр сква жины, м; D - наружный диаметр колон- ны труб, м; р- плотность ВУР, кг/м ; Vy - критерий, определяющий соотношение упругих и инерционных сил ВУР, 1 авный 450-490. с (О СО со со со со