Способ освобождения прихваченных в скважине труб Советский патент 1988 года по МПК E21B31/00 E21B31/03 

со ел

со ю

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для освобождения бурильных и насосно-компрессорных труб, прихваченных горными породами.

Целью изобретения является повышение эффективности освобождения за счет более полного разрыхления горных пород и снижения сил сцепления в буровом растворе путем физико-химического взаимодействия и более глубокого проникновения жидкости ванны в среду этих материалов.

Способ освобождения прихваченных в скважине труб осуществляется следующим образом.

В зону прихвата закачивают вод- НЬ1Й раствор нитрилотриметилфосфоно- вой кислоты (НТФ) или ее соли в количестве 1-50% от массы раствора и выдерживают его в зоне прихвата с периодическим расхаживанием колонных труб до момента освобождения прихваченного участка.

Для проверки эффективности предлагаемого способа бьши проведены лабораторные исследования,

В таблице приведены результаты лабораторных опытов по определению уси ЛИЙ по освобождению прихваченной трубы при применении ваншл из 1-50% водного раствора НТФ. Испытания проводились с модулированием условий прихвата труб буровым раствором и песком, т.е. гранулированньми породами пласта.

При проведении испытаний применялись: буровой раствор с плотностью 1,15 г/см и чистый буровой раствор из баритового утяжелителя с плотностью 2,20 г/см , а также образца керна, отобранные в различных интервала глубин, и речной песок (полевой шпа- тйвый песок).

Из таблицы видно, что усилие для освобождения трубы в буровом растворе с плотностью 1,15 г/см после установки ванн с использованием 1-50% водного раствора НТФ составляет 220- 2 О гс/см по сравнению с усилием, равным 300 гс/см при установке ван- нь1 из 2% раствора глицерина.

Усилие для освобождения трубы в песчаниковом керне после установки ванны с использованием 1-50% водного раствора НТФ составляет 198-10 тс/см по сравнению с усилием, равным

0

5

0

0

5

5

0

5

0

5

210 ГС/см при установке ванны из 2% глицерина;

Усилие для освобождения трубы в известковом керне после установки ванны с использованием. 1-50% водного раствора НТФ составляет 130-3 гс/см по сравнению с усилием, равным 150 ГС/см при установке ванны из 2% глицерина.

При создании искусственного прихвата из пробы различных образцов пород пласта керн измельчался до размеров фракции 1,25-0,63 мм, что характеризует скважинный песок, и его перемешивали с водой, в приборе при- хватомера создавали искусственньй прихват бурильных и насосно-компрессорных труб (НКТ).

Усилие для освобождения трубы в полевом шпатовом песке после установки ванны с использованием 1-50% водного раствора НТФ составляет 215- 70 ГС/см по сравнению с усилием, равным 220 гс/см при установке ванны из 2% раствора глицерина.

Усилие для освобождения трубы в баритовом растворе после установки ванны с использованием 1-50% водного раствора НТФ составляет 520 - 480 ГС/см по сравнению с усилием, равным 600 ГС/см при установке глицериновой ванны.

Применение жидкостной ванны на основе НТФ снижают необходимое усилие по освобождению прихвата от 10 до 90% в зависимости от концентрации НТФ.

При исследовании глубины проникновения водных растворов НТФ на буровые растворы изучали растворы: бентонитовый с плотностью 1,15 г/см и баритовый с плотностью 2,20 г/см .

Глубина проникновения раствора НТФ с концентрацией от 1 до 15% в буровом растворе из бентонитовой глины через сутки составила от 10 до 95% и при этом раствор бентонита разрыхлялся, произошла полная деструкция бурового раствора.

Глубина проникновения в бентонитовом растворе 15-50% раствора НТФ через сутки составила от 95-100% и при этом глинистый раствор из бентонита сильно разрыхлился.

Глубина проникновения в буровом баритовом растворе 1-5% раствора НТФ через сутки составила от 16 до 100% и при этом баритовый раствор сильно

разрыхлился и разрушился на составные части.

Глубина проникновения в баритовом растворе 10-50% раствора НТФ че- рез сутки составила от 50 до 80% и при этом буровой баритовый раствор разрыхлился, в нем образовались мелкие трещины, указывающие на деструкцию системы.

Как показывают результаты экспериментальных исследований с использованием НТФ, эффективность предлагаемого способа освобождения прихваченного в скважине инструмента и труб на основе жидкостной ванны из раствора этого реагента обеспечивается за счет физико-химического взаимодействия нитрштотриметилфосфо- новой кислоты с частицами горной по- роды с компонентами буровых растворов. Это создает благоприятные условия для увеличения глубины проникновения жидкостной ванны и более эффективного разрыхления ма ссн, которой прихвачены трубы или бурильные инструменты.

Различное физико-химическое действие НТФ и ее солей на структуру минералов горных пород и бурового раствора является результатом реакци протекающих между предлагаемой жидкостью и ионами кальция, алюминия, кремния, железа и др., содержащихся в массе, которой прихвачены тру- бы. Поэтому нарушая структуру минерала и разрыхляя эту массу, НТФ значительно снижает силу трения на контактных поверхностях между частицами горных пород, структурной решетки буровых растворов и на поверхности труб и бурильного инструмента, способствуя значительному снижению усилия, необходимого для их срыва.

Пример 1. Трубы прихвачены баритовьм раствором при бурении скважины. Берут водный раствор 5%-ной концентрации НТФ в необходимом количестве в зависимости от глубины залегания зоны прихвата. Закачивают эт жидкость в скважину и создают жидкостную ванну в зоне прихвата. Ванну выдерживают в течение 3-6 ч. Дают натяжение трубам, срывают их из зоны прихвата.

Пример 2. В процессе эксплуатации скважины пластовым песком (песчаником) прихвачены трубы. Готовят раствор НТФ с концентрацией 15- 20%, закачивают в скважину и создают жидкостнзда ванну. Ванну вьвдерживают 10-15 ч. Трубы оставляют под наблюдением. По мере проникновения раствора в массу песчаника трубы освобождаются от прихвата и дополнительным усилием срывают их окончательно на поверхность.

Пример 3. Трубы прихвачены буровым раствором из бентонитовой глины. Готовят раствор НТФ 50%-ной концентрации. Закачивают его в скважину и доставляют в зону прихвата, жидкостную ванну вьщерживают 5-10 ч и постепенно срывают трубы и ликвидируют прихват.

Формула изобретения

Способ освобождения прихваченных в скважине труб, включающий закачку в зону прихвата водного раствора реагента, его выдерживание в этой зоне и периодическое расхаживание колонны труб, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности освобождения за счет более полного разрыхления горных пород и снижения сил сцепления в буровом растворе путем физико-химического взаимодействи и более глубокого проникновения жидкости ванны в среду этих материалов, в качестве реагента используют нитри лотриметилфосфоновую кислоту или ее соли в количестве 1-50% от массы водного раствора.

о

сч

S

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-ти и позволяет повысить эффективность освобождения труб за счет более полного разрыхления горных пород и снижения сил сцепления в буровом растворе путем физико-химического взаимодействия и более глубокого проникновения жидкости ванны в среду этих материалов. В зону прихвата закачивают водный раствор реагента - нитрилотриметилфосфоновой кислоты (НТФ) или ее соли - в количестве 1-50% от массы водного раствора. Его выдерживают в зоне прихвата и периодически расхаживают колонны труб до момента освобождения прихваченного участка из soitti прихвата. Дополнительным усилием трубы срывают на поверхность. Физико-химическое воздействие НТФ и ее солей на структуру минералов горных пород и бурового раствора является результатом реакций между предлагаемой жидкостью и ионами алюминия, кремния, железа и др. В итоге нарушается структура минерала и разрьпшяется масса, в которой прихвачены трубы. 1 табл. с СО

2

§

о

VO

§

О

s ем

8

О СМ

о «п

ю

S

3

о о«

о

S

о

-

ю м

о о ем

S

ео «

« со

«S

П «П

О

«п

ш

м (4

о ч

1Г1

о

1Л

о

С4

см

8

vO

о см

S