Способ проведения скважины через высокопластичные горные породы, залегающие в отложениях каменной соли Советский патент 1991 года по МПК B65G5/00 

по мере заплывания пласта и за счет коррозии, трубы будут смяты.

Для повышения прочности обсадных труб применяют специальные стали, увеличивают толщину цементного кольца и стенки труб, заливают затрубное пространство бетоном, дают двойную крепь.

Но эти мероприятия, как показала практика, положительного результата не дают. Например, на Светлоярском промысле ВПО Каустик толщина цементного кольца в за- тоубном пространстве достигала 35 мм, а трубы были изготовлены из специальной стали с толщиной стенки более 20 мм, За время эксплуатации 10-15 лет в пяти скважинах из двенадцати трубы обсадных колонн были сняты, в результате чего 5 каверн стоимостью в несколько миллионов рублей каждая ликвидированы.

Для обеспечения устойчивости труб обсадных колонн необходимо между наружной стенкой трубы и высокопластичным пластом горного массива иметь твердое защитное тело, которое воспринимало бы на себя действия пласта и этим снимало бы давление пласта на трубы. Известен способ сооружения скважин, предусматривающий нанесение твердой фазы, например гравия, в расширенное затрубное простоанство скважины. Недостатком способа является то, что гравий, отложившийся за трубами близко от оси скважины и кроме того не сцементированный, не может служить защитной оболочкой вокруг обсадных труб против воздействия сжимающих сил пласта.

Наиболее близким техническим решением является способ сооружения скважин для подземного выщелачивания. Способ со- стоит в том, что в пробуренной скважине проводят расширение ствола путем размыва против продуктивного пласта веотикаль- ных радиальных щелей, ориентированных перпендикулярно направлению рабочего агента, в качестве заполняющего материала используюттвердеющий материал, который подают одновременно с размывом После набора материалом прочности формируют по оси скважины полости и производят перфорацию материала в сторону рабочей зоны продуктивного горизонта. При этом полость формируют в материале после набора им прочности путем разбуривания материала в пределах высоты изделия, после чего простреливают отверстия для прохода жидкости.

Однако известный способ имеет следующие недостатки Размыв проводят в среде жидкости затопленными струями рабочего агента, направленными в противоположные

стороны перпендикулярно от оси, за счет чего получают вертикальную плоскую щель, которая даже при заполнении твердеющим материалом не может обеспечить устойчивость трубам наружному сжимающему действию высокопластичного пласта, так как с боков они не защищены наполнителем. Кроме этого, при подаче твердеющего наполнителя вместе с рабочим агентом создаются

0 условия для смешивания наполнителя с продуктом размыва, за счет чего качество монолита значительно ухудшается. Кроме того, невозможно создать вокруг труб сплошной монолитный оболочку, способ5 ную воспринимать на себя давление всего горного массива, передаваемого высокопластичным пластом, и разгрузить от этого давления трубы обсадной колонны,

Целью предлагаемого изобретения яв0 ляется повышение надежности при эксплуатации скважины, пересекающей пласты высокопластичной горной породы, за счет обеспечения долговременной устойчивости обсадной колонны наружному давлению в

5 интервале действия сжимающих сил пласта Поставленная цель достигается тем что в способе проведения скважины, включающем бурение скважины на буровом растворе, крепление колонны, бурение через нее

0 скважины, вскрывающий пласт, расширение скважины путем размыва выработки, заполнение твердеющим наполнителем, разбур вание после набора им прочности, бурят скважину ниже подошвы пласта высо- .

5 копластичной горной породы, используют при этом буровой раствор, который изготавливают из материала породы пласта, размывают растворителем - пресной водой нижнюю часть выработки ниже полошвы пласта и потоло0 чину выше кровли пласта, а в интервале пласта размыв ведут рассолом, изолируют пласт от жидкости, удаляя образовавшийся при размыве раствор на поверхность сжатым воздухом, после размыва выработки в

5 нее подают твердеющий наполнитель, разбуривают его и оборудуют скважину, проходящую через пласт обсадной колонной. Цель достигается также тем, что размыв выработки осуществляют подавая раствори0 тель на стенки скважины в виде куполообразною потока в среде сжатого воздуха, при этом плоскость контакта растворитель - воздух удерживают ниже подошвы пласта, после размыва воздух из

5 выработки удаляют, одновременно заполняя ее концентрированным рассолом.

Цель достигается также тем, что наполнитель в выработку подают порциями, при этом время закачки порции меньше времени начала твердения наполнителя

На фиг,1 представлена схема скважины через высокопластичный пласт горной породы; на фиг.2 - схема размыва куполообразным потоком растворителя верхней части защитной горной выработки в скважине; на фиг.З - схема размыва куполообразным потоком растворителя нижней части защитной горной выработки.

Предлагаемый способ проведения скважины через высокопластичные горные породы осуществляют следующим образом.

Бурят скважину 1, не доходя до кровли пласта 2, и закрепляют обсадной колонной 3. Через обсадную колонну 3 бурят скважину 4 ниже подошвы пласта 2. При бурении скважины 4 через высокопластичный пласт 2 образующийся буровой раствор, очищенный от шлама, подают в бурильные трубы на забой скважины 4 для уменьшения самопроизвольного растворения породы пласта 2. Пробурив скважину 4 в соляном массиве 5 через пластичный пласт 2 в интервале пласта выше и ниже его, над будущей емкостью 6 размывают в скважине 4 защитную горную выработку 7 и заполняют ее твердеющим составом, например бетоном 8, Поскольку затвердения состава бурят через него скважину и крепят обсадной колонной 9,

Размыв защитной горной выработки 8 проводят (фиг.2 и 3) куполообразным потоком 10 растворителя, для этого в скважину 4 спускают размывную колонну 11, снабженную двумя распылителями 12 и 13, формирующими растворитель в куполообразный поток 10.

Верхний распылитель 12 устанавливают выше кровли 14 пласта 2 на 4-5 м. Нижний распылитель 13 устанавливают выше подошвы 16 пласта 2 на 2-3 м на расстоянии 5-6 м от забоя скважины 4. Размыв начинают с подачи растворителя в нижний распылитель 13. Для размыва этого участка служит пресная вода. Воду на размыв подают после удаления из скважины всей жидкости сжатым воздухом. Давление воздуха соответствует весу столба жидкости, удаляемой из скважины. Удалив всю жидкость, подают воду в нижний распылитель 13, при этом давление воздуха в скважине удерживают на таком уровне, чтобы контакт 16 жидкость - воздух всегда находился ниже подошвы 15 пласта 2. Это необходимо для того, чтобы обнаженная поверхность пласта не соприкасалась с жидкостью и не пошел неуправляемый рост диаметра выработки 7,

Давление воздуха Рв определяют из условия

Ю рд

Н МПа,

р- плотность образующегося раствора, поднимающегося на поверхность; g - сила земного притяжения; Н - глубина скважины от устья до контакта.

Объем размытой выработки определяют по количеству поднятого на поверхность растворенного вещества.

Окончив размыв нижней части выработ0 ки, отключают распылитель 13. Не выпуская воздуха, подают воду в верхний распылитель 12 в течение примерно такого же времени, как и при размыве нижней части выработки, так как оба участка размываются

5 в соли и по объему одинаково.

Размыв верхнюю часть выработки 7 в соли, приступают к размыву высокопластичного пласта 2, для этого вместо воды в распылитель 12 подают рассол 17, концен0 трация которого достигает примерно 200- 250 г/л, т.е. концентрация рассола, полученного при размыве нижней части выработки 7. При такой концентрации рассола растворение такой горной породы, как

5 например бишофит, идет значительно медленней, приближаясь к растворению соли в воде.

Закончив размыв горной выработки, воздух в ней заменяют концентрированным

0 рассолом для исключения активного растворения пласта и роста диаметра выработки. Заполнение горной выработки твердеющим наполнителем начинают снизу, для чего в выработку на дно ее спускают зали5 вочные трубы и по ним подают жидкий твердеющий наполнитель, например бетон.

Объем защитной выработки может достигать 100-700 м3 и более. Закачку бетона производят порциями, выбирая время эа0 качки порция так, чтобы оно было меньше, чем время начала схватывания цемента, и достаточное для подъема башмака заливочных труб выше верхней отметки закаченной порции и промывке их рассолом. Промывать

5 трубы необходимо, так как цемент может схватиться внутри труб и дальнейшее их употребление исключается.

Таким образом, вокруг обсадных труб в зоне действия высокопластичного пласта

0 образуется защитная толстостенная (1,5-3 м) бетонная оболочка, воспринимающая сжатие пласта, разрушающего трубы обсадной колонны.

Формула изобретения

51. Способ проведения скважины через

высокопластичные горные породы, залегающие в отложениях каменной соли, включающий вскрытие пласта высокопластичных пород скважиной, расширение ее в интервале пласта путем размыва выработки, заполнение последней твердеющим наполнителем, разбуривание затвердевшего наполнителя и оборудование скважины обсадной колонной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности скважин, пересекающих пласты бишофита или карналлита, при их эксплуатации за счет повышения устойчивости, при вскрытии пласта высокопластичных пород скважину бурят ниже его подошвы с использованием бурового раствора на основе пород пласта, из пробуренной скважины перед ее расширением в интерзале пласта дополнительно размывают пресной водой выработки под пластом и затем над пластом, а размыв в интервале пласта производят насыщенным рассолом до соединения с дополнительными верхней и нижней выработкой, при этом при размыве уровень образующегося рассола удерживакЗт под подошвой пласта пластичных пород путем удаления его на поверхность сжатым воздухом из нижней выработки.

2, Способ по п.1,отличающийся тем, что размыв выработок осуществляют куполообразным потоком растворителя в среде сжатого воздуха, при этом плоскость

контакта растворитель-воздух удерживают ниже подошвы пласта, а после размыва воздух из выработки удаляют, одновременно заполняя ее при этом концентрированным рассолом.

3. Способ по п.1,отличающийся тем, что твердеющий наполнитель в выработку подают порциями, при этом время закачки каждой порции меньше времени до начала твердения наполнителя.

Изобретение относится к добыче рассолов и создания подземных нефтегазохрани- лищ и м.б. использовано при проведении скважин (С) через высокопластичные гор-, ные породы (ВГП), залегающие в отложениях каменной соли. Цель изобретения Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к способам проведения скважин на нефть и газ, а также к добыче рассолов и выщелачиванию полезных ископаемых, к созданию подземных нефтегазохранилищ. Изобретение может быть использовано в нефтяной, химической и других отраслях промышленности при проводке скважин через высокопластичные горные породы, например бишофит (MgCte). Как известно, бишофит, являясь высокопластичной горповышение надежности С, пересекающих пласты бишофита или карналлита при их эксплуатации за счет повышения устойчивости. Для этого пласт ВГП вскрывают С с перебуром под пласт. При этом используют буровой раствор на основе пород пласта. Из С размывают ВГП, а затем над ВГП дополнительные выработки (В). Размывают в интервале ВГП насыщенным рассолом основную В до соединения ее с дополнительными В. При размыве В уровень образующегося рассола поддерживают под подошвой пласта ВГП. Для этого вытесняют рассол сжатым воздухом на поверхность из нижней ВГП. Размыв В осуществляют куполообразным потоком растворителя в среде сжатого воздуха. При этом плоскость контакта растворитель - воздух удерживают ниже подошвы пласта. После размыва воздух из В удаляют с одновременным заполнением ее концентрированным рассолом. После образования В в нее подают порциями твердеющий наполнитель. После затвердевания его разбуривают и оборудуют С обсадной колонной. 3 ил., 2 з.п. ф-лы. ной породой, обладает свойством передавать на обсадные трубы скважины полное горное давление всего массива, на что стандартные обсадные трубы не рассчитаны. Благодаря такому явлению, как правило с увеличением глубины наружное давление на трубы растет и, достигнув определенного предела, разрушает (снимает) их. Например, на глубине 1500 м наружное давление на трубы составит 33-35 МПа. Такое давление, как показывают расчет, трубы не выдерживают и через некоторое время, « со с § о о

Фм1 -

ФигЗ