Способ ликвидации поглощений при бурении скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к горной промьшшенноСти, а точнее к нефтегазо- добьшающей, и может быть использовано при ликвидации поглощений бурового раствора в процессе сооружения скважин.

Цель изобретения - сокращение затрат времени на ликвидацию поглощения и расширение области применения способа.

Сущность способа ликвидации поглощений при бурении скважин заключается в том, что на поверхности сжимают воздух и закачивают его в скважину через бурильные трубы и затрубное пространство, оттесняя скважинную жидкость-внутрь зоны поглощения. Замораживание зоны поглощения производят

до температуры (-10) - (-15) С воз- .духом, сжатым до давления, в 2-3 раза превышающего давление в поглощающей зоне, и охлажденным до температуры (-40) - (-55) С. После заморажи- -. вания зоны поглощения в скважине заменяют воздух на буровой раствор, поддерживая при этом постоянное давление в скважине.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа. I

Устройство включает компрессор 1, водовоздушный теплообменник 2, кран 3, из которого воздух может подаваться одновременно в бурильные трубы 4 и затрубное пространство 5, кран 6, турбодетандер 7, электрогенератор 8, кран 9 для подачи жидкости в водовоздушный теплообм€;н |НИк 2.

I Способ осуществляют следующим |образом.

I При возникновении поглощения I запускают компрессор I, и сжатый воздух из компрессора подают в водовоздушный теплообменник 2, из которого он через кран 3 подается в Оу- рильные трубы 4, которые приподнимаются от забоя на высоту около 1 м, так и в затрубное пространство. После того, как закачиваемый воздух полностью вытесняет скважинную.жид- кость из ствола скважины внутрь зоны поглощения, кран 3 закрывают, и воздух, охлажденный в водовоздушном теплообменнике 2, направляют через кран 6 в турбодетандер 7, где его адиабатно расширяют до давления, превышающего давление в зоне поглощения в 2-3 раза, и охлаждают в интервале температуры (-40) - (-55) С в зависимости от характеристики по- глощающей зоны и подают через бурильные трубы к забою скважины для замораживания стенок скважины в интервале зоны поглощения. Отработанньтй холодный воздух выносится на поверх- ность, Турбодетандер загружается электрогенератором 8 либо другим устройством.

Кран 6 на шунтовой линии турбоде- тандера 7 позволяет регулировать рас ходы давления сжатого воздуха в ши роких пределах.

Эффективность охлаждения воздуха ,в водовоздушном теплообменнике 2 регулируется количеством охлаждающей воды, поступающей в него через кран 9, Таким образом обеспечивается возможность ликвидации поглощения раствора путем замораживания жидкост в зоне поглощения..

Минимальные затраты энергии на замораживание достигаются при наибо лее полном использовании градиента температур, т.е. в том случае, когда температура отработанного воздуха, имевшего на входе в скважину отрицательную величину, на выходе будет равна, в результате теплообмена с породами. О-10°С.

Исходя из величины теплообмена по роды с охлажденным возду54ом, определяемой по уравнению сохранения энергии: Ь Т, ккал, (где Gy - расход воздуха за время

протекания по кольцевому сечению, кг; Cpg - теплоемкость воздуха, 0,24 ккал/кг.гр.; Т - разность температуры замораживаемых пород и охлажденного воздуха, к), такие условия соблюдаются при замораживании пород до (-10)-;7(-15)°С, для чего воздух в турбодетандере охлаждается ниже упомянутой для замораживания пород величины на 35-40°С,

В зависимости от того, на какой глубине находится интервал поглоще™: ния, меняется температура горных пород и пластовое давление. Соответственно этому меняются и необходимые для его замораживания до (-10)4 (15)°С давление за компрессором (т.е. на входе в турбодетандер) Р и время охлаждения С .

В таблице приведены значения параметров на различных глубинах.

Из таблицы видно, что даже на значительных глубинах затраты времени на замораживание интервала поглощения относительно невелики. Поэтому этот способ может применяться для ликвидации поглощений практически на любых глубинах.

После заморозки зоны поглощений необходимо перед дальнейшим углублением скважины заполнить ее ствол про- мьшочной жидкостью.

Если стенки скважины сложены устойчивыми карбонатными породами, то эта процедура не требует каких-либо допол -чительных мероприятий.

В том случае, когда стенки скважины грозят обвалом, то после окончания замораживания стаол скважины оставляют заполненным под давлением воздухом, который затем выпускают одновременно с подачей в скважину глинистого раствора, поддерживая в ней П1туцирова нием давление, достаточное для обеспечения устойчивости стенок скважины.

Если в процессе дальнейшего бурения интервал поглощения разморозится и начнет опять поглощать промывочную Ж1щкость, то его изоляция производится путем промежуточной обсадной колонны .

Формула изобретения

Способ ликвидации поглощений при бурении скважин, включающий сжатие и охлаждение воздуха на поверхности.

закачивание его в зону поглощения через бурштьные трубы и замораживание зоны поглощения, отличающи с я тем, что, с целью сокращения затрат времени на ликвидацию поглощения и расширения области приме- Jнения, перед замораживанием зоны поглощения оттесняют скважинную жидкост) внутрь зоны поглощения путем подачи неохлажденного воздуха одновременно в бурильные трубы и

и

затрубное пространство, замораживание зоны поглощения производят до температуры (-10) - (-15) воздухом, сжатым до давления, в 2-3 раза превьппающего давление в поглощающей sdHe, и охлажденным до температуры (-40) - (-55) С, а после охлаждения, замораживаиия 10 заменяют в скважине воздух на буровой раствор, при этом поддерживают постоянное давление в скважиие.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - сокращение затрат времени на ликвидацию поглощения и расширение области применения способа. На поверхности сжимают воздух и закачивают его в скважину через бурильные трубы и затрубное пространство, оттесняя скважинную жидкость внутрь зоны поглощения. Замораживание зоны поглощения производят до температуры (-10) - (-15)°С воздухом, сжатым до давления, в 2-3 раза превышающего давление в поглощающей зоне, и охлажденным до температуры (-40) - (-55)°С. После замораживания зоны поглощения в скважине заменяют воздух на буровой раствор, поддерживая при этом постоянное давление в скважине. 1 ил., 1 табл.

125 180 220 270 320 425