Способ контроля за спуском колонны бурильных труб в скважину Советский патент 1991 года по МПК E21B21/08 

1

(21)4435164/03

(22)01.06.88

(46) 15.01.91 Бюл. №2

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам

(72)Э.В Бабаян и В.Н.Баринов (53)622.243.13(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N 991019, кл. Е 21 В 19/00, 1980.

Инструкция по раннему обнаружению газонефтеводопроявлений и их предупреждению РД 39-2-803-82. ВНИИКРнефть, Краснодар. 1983.

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗА СПУСКОМ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ В СКВАЖИНУ

(57)Изобретение относится к предупреждению и ликвидации газонефтеводопроявлений в бурящейся скважине. Цель - повышение надежности контроля посредством увеличения информации о содержании пластового флюида (ПФ) в зоне нахождения бурильных труб (ВТ). Для этого нижний конец колонны БТ и межтрубное пространство (МП) на устье скважины герметизируют Одновременно измеряют давление в МП. Спуск колонны БТ после вхождения нижнего ее конца в пачку ПФ продолжают до тех пор, пока общее приращение (1А PI ) k давления в МП не станет равным (ZA Pi) k - Vnp / 2gk (р-рф ) g, где Vnp - предельный объем флюидопроявления, м3, g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с ; дк - объем 1 nor. м МП, м3/м;р- плотность бурового раствора, кг/м3; /Эф - плотность ПФ, кг/м3, Затем осуществляют промежуточную промывку с противодавлением, при котором избыточное давление в МП в начальный момент вымыва ПФ из скважины Риэю равно Ризкч РИЗКО + (ЗД R) k. В конце промежуточной промывки избыточное давление в МП равно Ризк2 РИЗКО- ( ЗД PI ) с , где ( 2Д PI ) с- снижение избыточного давления на устье в конце промежуточной промывки, (2APi)c Vnp / 2дс()д, дс-обьем 1 пог. м ствола скважины в зоне нахождения ПФ, м /м; РИЭКО избыточное давление в МП до начала спуска колонны БТ. Затем продолжают спуск колонны БТ под давлением.

С/

с

Изобретение относится к предупреждению и ликвидации газонефтеводопроявлений в бурящейся скважине.

Целью изобретения является повышение надежности контроля посредством уве- .личения информации о содержании пластового флюида в зоне нахождения бурильных труб.

Способ осуществляют следующим образом.

После того, как нижний конец бурильной колонны с навернутым обратным клапаном войдет в зону нахождения пластового флюида в стволе скважины, после спуска каждой свечи избыточное давление в межтрубном пространстве возрастет на величину (Р ДР|) за счет вытеснения пластового флюида в объеме (V), равном обье- му бурильной свечи в кольцевое пространство между бурильной колонной и стенкой скважины. Обьем V зависит от ее

длины (I) и объема 1 пог. м (qce) свечи по наружному диаметру. Индикатором вхождения колонны в зону нахождения пластового флюида является возникновение дополнительного давления &Р, величина которого определится равенством

APi -У- (р-рф)д.

V l-qCD.

Стравливая избыточное давление в кольцевом пространстве на величину Р после спуска очередной свечи, регистрируют и суммируют все значения APi с момента их возникновения.

Моменту, соответствующему объему пластового флюида в межтрубном пространстве, равному 1/2 Vnp, при котором (с некоторым запасом) можно будет вымывать пластовый флюид из риска превышения максимального давления над допустимым, будет соответствовать некоторая сумма этих значений 2А PI , которая предварительно определяется по формуле

(2AP|)k -%f( где 2Д PI - приращение давления при спуске бурильной колонны в зоне нахождения пластового флюида;

Vnp предельный объем флюидопрояв- ления, м ;

g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с2; (

qK - объем 1 пог. м затрубного пространства, м /м;

р- плотность бурового раствора, кг/м ;

РФ - плотность пластового флюида, кг/м3.

После того, как сумма значений дополнительно возникших давлений станет равной предварительно заданной величине, спуск бурильной колонны прекращают и проводят промежуточную промывку на пониженной подаче с целью вымыва пластового флюида, находящегося между стенкой скважины и бурильной колонной. Для этого включают насос на пониженной подаче и приоткрывают дроссель так, чтобы избыточное давление в межтрубном пространстве было равно

Ризк1 Ризк0+(2ДР)),

где РИЗК - избыточное давление в межтрубном пространстве в начальный момент вымыва пластового флюида из скважины;

РИЗКО избыточное давление в межтрубном пространстве до начала спуска бурильной колонны.

При этом фиксируют давление в бурильной колонне, которое поддерживают постоа

янным в процессе вымыва. Вымыв продолжают до тех пор, пока избыточное давление в колонне не станет равным

Ризк2 РИЗКО ( 2Л Р| )с,

Vnc

10

15

20

25

30

35

40

45

50

(2Д Pi )c

2qk

(Р-РФ)Э

где (ЗДР|)С - снижение избыточного давления на устье в конце промежуточной промывки;

qc - объем 1 пог. м ствола скважины в зоне нахождения пластового флюида;

Риэк2 - избыточное давление в межтрубном пространстве в конце промежуточной промывки.

Затем спуск бурильной колонны в скважину под давлением продолжают.

П р и м е р . В ствол СКЁЭЖИНЫ диаметром 0,245 м и глубиной 4000 м из пласта поступил флюид (нефть с растворенным в ней газом) плотностью 600 кг/м в объеме 94 м (скважина заполнена флюидом до глубины 2000м).

Бурильная колонна находится на глубине 1000 м. Устье скважины загерметизировано.

Избыточное давление Ризк 20,0 МПа.

Предельный объем флюидопроявле- ния Vnp 20 м . Объем 1 пог. м (по наружному диаметру) бурильныхтрубр Св - 0,015 м3/м.

Объем 1 пог. м межтрубного пространства - qK 0,025 м3/м. Объем 1 пог. м. ствола скважины - qc Of06 м /м. Плотность бурр- вого раствора 2000 кг/м . Затем приступают к спуску бурильной колонны под давлением-с загерметизированным устьем. Давление в межколонном пространстве после спуска каждой свечи (I 36 м) увеличивается на Р 3,5 МПа в силу упругих деформаций бурового раствора и становится 23,5 МПа.

Открытием дросселя стравливают это давление до величины 20,0 МПа.

Как только нижний конец бурильной колонны войдет в зону нахождения пластового флюида, после спуска каждой свечи давление в межтрубном пространстве возрастает на величину Р + ДРК которая будет равна

Р +ДР| 3,5 МПа +

, 36м -0,015

(2000-600)- 10 6МПа

55

0,025 3.5 МПа 4 0,3 МПа 3.8 МПа.

Межтрубное давление будет 23.8 МПа.

Открытием дросселя стравливают это давление на 3,5 МПа до 20,3 МПа,

После спуска десятой свечи при очередном стравливании на 3.5 МПа это давление станет равным 13 МПа, т.е. увеличится на величину 2А Р; 3 МПа.

Предварительно рассчитывают возможный предел этого увеличения ZA R

IAP;

20MJ

2 -0,025м3/м

х( 2000-600) 10 5,6 МПа.

При спуске i-й свечи, когда давление 1А Р станет равным 5,6 МПа, что будет свидетельствовать о том, что в пространстве между стенкой скважины и бурильной колонной находится пластовый флюид в объеме 1/2 Vnp. т.е. 10 м3, давление в межтрубном пространстве станет равным

Ризк + ЈД R 20,0 + 5.6 25,6 МПа.

Спуск прекращают и проводят промежуточную промывку на пониженной подаче с целью вымыва пластового флюида, находящегося между стенкой скважины и бурильной колонной. Для этого включают насос на пониженной подаче и приоткрывают дроссель так, чтобы избыточное давление в межтрубном пространстве было равно 25,6 МПа. При этом фиксируют давление в бурильной колонне, которое поддерживают постоянным в процессе вымыва.

Вымыв продолжают до тех пор. пока избыточное давление в межтрубном пространстве не станет равным 20.0 -20 19J12000Z 600)-1Q-6 2 0,06

После этого спуск бурильных труб в скважину под давлением продолжают.

Формула изобретения Способ контроля за спуском колонны бурильных труб в скважину, включающий герметизацию нижнего конца колонны труб и межтрубного пространства на устье скважины с одновременным измерением избыточного давления в последнем, промывку скважины при постоянном давлении в бурильных трубах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля посредством увеличения информации

о содержании пластового флюида в зоне нахождения бурильных труб, спуск колонны труб после вхождения нижнего ее конца в пачку пластового флюида продолжают до тех пор, пока общее приращение давления в межтрубном пространстве не станет равным

0

5

0

5

0 5

0

(SAPi)k

Упр 2qk

)9.

5

где (ЗД PI ) k - приращение давления при спуске бурильной колонны в зоне нахождения пластового флюида;

Vnp - предельный обьем флюидопрояв- ления, м ;

g - ускорение свободного падения, 9,8м/с2;

qK - объем 1 nor. м межтрубного пространства, м /м;

р- плотность бурового раствора, кг/м3;

РФ - плотность пластового флюида, кг/м ,

затем осуществляют промежуточную промывку с противодавлением, при котором избыточное давление в межколонном пространстве в начальный момент вымыва равно

Ризм PH3K0+(2APi )k.

а в конце промежуточной промывки оно равно

Ризк2 Ризк0-(2ДР| )с,

где ( ЗД R ) с - снижение избыточного давления на устье в конце промежуточной промывки,

(2ДР|)с Чр-рф)9,

qc объем 1 nor. м ствола скважины в зоне нахождения пластового флюида, м /м;

РИЗКО избыточное давление в межтрубном пространстве до начала спуска бурильной колонны;

РИЗК избыточное давление в межтрубном пространстве в начальный момент вымыва пластового флюида из скважины;

Ризк2 избыточное давление в межтрубном пространстве в конце промежуточной промывки.