Способ тампонирования скважины Советский патент 1990 года по МПК E21B33/13 E21B27/02 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к сооруже- нию скважин, и может быть использовано при тампонировании последних.

Цель изобретения - повышение качества проведения тампонажных,работ.

Сущность способа заключается в том, что при тампонировании скважины проводят заполнение контейнера тампонаж- ным материалом и доставляют его в заданный интервал скважины с помощью колонны бурильных труб, выдавливают

с контейнера тампонажный материал и внедряют последний в стенки скважины , путем вращения и расхаживания контейнера, при этом расхаживание и вращение контейнера начинают сразу после схватывания тампонажного материала и продолжают до конца его твердения, причем амплитуда расхаживания находится в пределах 0,5-1,5 м, а частота вращения контейнера при движении его вниз больше, чем при движении вверх.

На фиг. 1 представлено устройство ля реализации способа в транспортом положении; на фиг0 2 - то же, момент тампонирования скважины с ращением и расхаживанием контейнера; а фиг. 3 - процесс дальнейшего угубления скважины.

Способ реализуется устройством, ключающим колонну бурильных труб 1 контейнер 2. В качестве контейнеа 2 может использоваться колонковая труба с породораярушающей коронкой 3 ежду контейнером 2 и колонной бурильных труб 1 размещен расширитель 4 с обратным клапаном 5. Внутренняя полость колонны бурильных труб связана гидравлически с внешним пространством посредством прямого клапана 6. Тампонажный материал 7 удерживается в контейнере 2 пробкой 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину контейнер 2 (колонковую трубу) с породораз- рушающей коронкой 3 перекрывают пробкой 8 из легкоразбуриваемого материала и заполняют контейнер 2 тампонаж- ным материалом 7„ Наружную поверхность контейнера 2 покрывают смазкой (например КАВС ) для экранизации контейнера от прилипания тампонажного материала и предотвращения возможности прихвата контейнера 2 тампонажным материалом. Производят спуск контейнера 2 на колонне бурильных труб 1 до заданного интервала скважины0 Во время спуска колонна бурильных труб 1 заполняется скважинной жидкостью через прямой клапан 6. Это необходимо для того, чтобы в колонне бурильных труб 1 не было воздушных промежутков при нагнетании в них бурового раствора. Включают буровой насос и под давлением бурового раствора выдавливают тампонажный материал в за- трубное пространство Тампонажный материал 7 по вязкости превышает вязкость жидкости, Находящейся в скважине для предотвращения их смешивания, а время ее схватывания и отвердения выбирается с учетом технологических бпераций по заполнению контейнера и спуску его в скважину на заданную глубину. При заполнении затрубного пространства тампонажный материал 7, поднимаясь вверх от забоя, проникает в поры и трещины стенки скважины под действием гидростатического давле

0

5

0

5

0

5

0

5

ния столба жидкости в затрубном пространстве скважины.

После окончания выдавливания там- понажного материала 7 из контейнера 2 (примерно 1-3 мин работы бурового насоса) выключают насос. Ожидают начала схватывания тампонажного материала (2-3 мин), ориентируясь по контрольной пробе, оставленной на поверхности и взятой во время приготовления смеСи и при заполнении контейнера 2. Обратный клапан 5 предотвращает поступление тампонажного материала внутрь контейнера 2 после зе выдавливания и прекращения работы бурильного насоса. Когда тампонажньй материал 7 схватился, но еще не эа- „твердел (по контрольной пробе), кон- тейнеп 2 начинают вращать вместе с колонкой бурильных труб 1 t, При этом между наружной поверхностью гонтейне- ра 2 и твердеющим тампонажным материалом образуется зазор, который разрабатывают путем периодического расхажчвания (вверх-вниз) при одновременном их вращении Расхаживание

осуществляют с амплитудой 0,5-1,5 м. I

В процессе расхаживания при движении вниз частоту вращения увеличивают, например, до 700 об/мин. При этом в скважине малого диаметра (59-93 мм) за счет тр ения и инерции вязкоплас- тичной жидкости гидродинамическое давление достигает до 8,0 МПа, а тампонажный материал 7 внедряется в разрушенные стенки скважины. При движении колонны вверх в зоне тампонирования возникает разрежение, гидродинамическое давление падает, а частоту вращения снижают до 200 об/мин, при этом оставшийся тампснажный материал 7 поднимается в следующий интервал тампонирования без страгивания уже внедренной в стенки тампонажного материала.

Сочетание расхаживания колонны труб с одновременным ее вращением с переменной частотой способствует наиболее быстрому и надежному креплению стенок неустойчивого интервала ствола скважины После такой обработки интервала крепления (3-5 мин) включают буровой насос и возобновляют бурение скважины. С помощью расширителя 4 диаметр скважины в интервале тампонирования доводят до номинального.

515

Процесс тампонирования скважины осуществляется фактически без прекращения бурения, что повышает его производительность. Доставка тампонаж ного материала внутри контейнера в скважину, выдавливание его в затруб- ное пространство с прекращением подачи бурового раствора и перекрытие внутренней полости колонны, а также выполнение условия - вязкость тампо- нажного материала выше вязкости жидкости, находящейся в скважине, все это позволяет предотвратить разубожи- вание смеси, ее потерю во время транспортировки и приводит к повышению качества тампонирования

Внедрение тамгюнажного материала в разрушенные стенки скважины посредством гидродинамического давления жидкости и собственной вязкости состава, а также разработка и стабили- зация зазора на границе контейнер- смесь вращением колонны труб с переменной частотой и расхаживанием поз- воляет не только надежно, но и равноII6

мерно тампонировать стенки скважины в кольцевом зазоре, ствол скважины при этом принимает номинальный диаметр.

Формула изобретения

Способ тампонирования скважины, включающий заполнение контейнера там- понажным материалом и его доставку в заданный интервал скважины с помощью колонны бурильных труб, выдавливание из контейнера тампонажного материала и внедрение последнего в стенки скважины путем вращения и расхажива- ния контейнера, отличающийся тем, что, с целью повышения качества проведения работ, расхажива- ние и вращение контейнера начинают сразу после схватывания тампонажного материала и продолжают до конца его твердения, при этом амплитуда расха- живания находится в пределах от 0,5 до 1,5 м, а частота вращения контейнера при движении его вниз больше, чем при движении вверх.

W%

SSS 7Л

Ф

$

Ч

±i :. -

;::Г

i:j-t- -z

V-L 4:..ftii

.г

Ф , -1

W //; . J . У W

6 .

5

-1

. f У .

A -.

г

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение качества проведения тампонажных работ. Сущность способа заключается в том, что при тампонировании скважин контейнер заполняют тампонажным материалом и доставляют его в заданный интервал скважины с помощью колонны бурильных труб. Затем выдавливают тампонажный материал из контейнера и внедряют его в стенки скважины. Внедрение тампонажного материала в стенки скважины осуществляют путем вращения и расхаживания контейнера. Вращение и расхаживание контейнера начинают сразу после начала схватывания тампонажного материала и продолжают до конца его твердения. Амплитуда расхаживания контейнера находится в пределах 0,5 - 1,5 м, а частота вращения контейнера при движении его вниз больше, чем при движении вверх. Внедрение тампонажного материала в разрушенные стенки скважины посредством гидродинамического давления жидкости и собственной вязкости состава, а также разработка и стабилизация зазора на границе контейнер-смесь расхаживанием и вращением с переменной частотой позволяют не только надежно, но и равномерно тампонировать стенки скважины в кольцевом зазоре, ствол скважины при этом принимает номинальный диаметр. 3 ил.