Способ ликвидации прихватов колонны труб в скважине Советский патент 1992 года по МПК E21B31/03 E21B23/00 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно, к способам освобождения прихваченной в скважине колонны бурильных труб.

Цель изобретения - повышение эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения температуры в зоне прихвата и перемещения фронта максимальной температуры за экранированную колонной труб зону пласта.

Поставленная цель достигается тем, что в скважину закачивают кон центрированную серную кислоту и выдерживают ее в зоне прихвата под давлением в течение времени

ее фильтрации в пласт на глубину трех-четырех радиусов скважины, а перед вымывом созданием депрессии возвращают часть концентрированной серной кислоты в скважину в объёме 20-30% от отфильтрованной в пласт.

При этом происходит разрушение фильтрационной корки кислотой и ее тепловое разрушение. Кроме того, значительное повышение температуры в приствольной части пласта приведет к образованию в нем системы микротрещин и, следовательно, к увеличению ее проницаемости. Это способствует выравниванию давления в скважине

ON О 00 Сл)

и пласте и уменьшению прижимающей силы.

На фиг.1 показано движение фильтрующейся серной кислоты в пласте в зоне прихвата (где стенка 1 скважины, прихваченная бурильная труба 2, застойная зона 3, экранированная прихваченной бурильной трубой, фронт 4 максимальной температуры, область 5 движения фильтрующейся жидкости в пласте); на фиг.2 - распределение температуры в пласте для данной схемы фильтрации жидкости.

Способ осуществляется следующим образом.

Известными методами определяют интервал прихвата и объем кислотной ванны из расчета необходимой глубины проникновения (равной трем-четырем радиусам скважины) в пласт. В бурильную колонну последовательно закачивают буферную жидкость, серную кислоту (в качестве теплоносителя могут быть использованы и другие реагенты) и снова буферную жидкость.

Эту систему продавливают в скважину так, чтобы серная кислота располагалась в зоне прихвата. После этого закрывают пре- вентор и созданием допустимой репрессии додавливают кислоту в пласт.

Концентрированная серная кислота будет взаимодействовать в пласте с фильтратом бурового раствора и пластовой водой с выделением большого количества тепла. При этом будет наблюдаться явление аккумуляции тепла, которое заключается в значительном локальном возрастании температуры при движении теплоносителей (в данном случае, серной кислоты) в пористой среде.

Температура в зоне прихвата Т определяется из соотношения

T Tn + Ti + ATi, где Тп - температура пласта;

Ti температура, достигаемая при реакции гидратации серной кислоты в стационарных условиях (до 100°С);

ATi - повышение температуры за счет явления аккумуляции тепла.

ДЛ -Со q

(1-m)C2p2-m2cipiScB где m - пористость;

Со - начальная концентрация теплоты;

q - удельный тепловой эффект растворения;

р , pi - плотность жидкости ванны и скелета пласта;

ci, C2 - теплоемкости соответственно жидкости ванны и скелета пласта (глины);

SCE. - доля перового пространства, занимаемая связанной водой.

Для следующих исходных данных: m

0,2; See. 0,2- C2fr 2112 кДж/м3 К; ci p

4200 кДж/м3 К; Со - 1835 кг/м3; q 60

кДж/моль, повышение температуры за счет

аккумуляции тепла составит

ATi 687 К.

1835 612

0.2 -2112-(0,2) 4200 -0,2

Таким образом, при среднем значении удельной теплоемкости растворения серной кислоты (qcp 60 кДж/моль) температура повысится на 678°.

Для гарантированного перекрытия фронтом максимальной температуры экранированной зоны принята величина координаты Хт, равная 3-4 радиусам скважины. Имея необходимую глубину Хт, например, для скважийы диаметром 0,161 м, Хт 0,242-0,322 м, по полученной нами формуле

тс1Р1

Хт

rncipi +(1 -m) C2/92

где v - скорость фильтрации;

t- время фильтрации, определяем время фильтрации т .

Для скорости у 0,0003 м/с

Xr (m ci pi + (1 - т) С2р2)

т ci pi v 0.242(0.2 -4200+0.8 -2112) 9лос.

0,2 4200 0,0003 с

- 40,5 мин.

При выдержке репрессии 40,5 мин фронт максимальной температуры ,ХТ пол- учим на расстоянии 3 радиусов скважины. ,

После выдержки этого времени репрессию снимают лс помощью струйного насоса и пакера, включенных в компоновку бурильной колонны, создают депрессию Для воз- врата в скважину раствора с максимальной температурой в объеме, занимаемом серной кислотой, от стенки скважины до координаты максимальной температуры Хт.

За время т в пласт продавливается серная кислота, объем которой равен Vn-S-vr,

где Vn - объем серной кислоты, продавленной в пласт;

S - площадь фильтрации.

Объем, занимаемый серной кислотой в пласте пространство от стенки скважины до координаты Хт, определяется из соотношения

VB xTsmmc i+(;-im)C2

Сравнивая эти объемы, лолучаем

Ув XrSm(mcipi + (1-m)C2/%) VnSvrmcipi

.v г т (т ci р + (1- т) dpi) т ci p v г т ci (m ci р Ч- (1 - т) Сг/за)

VB

0,2. Это означаТаким образом, -пет, что объем, отбираемый в скважину из пласта, составляет20% от всего продавленного в пласт объема серной кислоты. Для гарантированного возврата в скважину раствора серной кислоты с максимальной температурой необходимо отобрать из пласта 20-30% от всего объема, отфильтрованного в пласт., .

Движение нагретого до высокой температуры раствора (1000 К и более) способствует образованию системы микрогрещин в глинистой корке и пласте. При движении в скважину из пласта высокотемпературный раствор будет попадать в экранированную зону.

Для ликвидации прихвата серную кис- лоту выдерживают в таком положении необ- ходимое время, после чего вымывают из скважины.

Таким образом, значительное увеличение температуры в зоне прихвата совмест

10

15

20

но с растворяющим действием серной кислоты приведет к разрушению фильтрационной корки и увеличению проницаемости приствольной части пласта. А создание депрессии в зоне прихвата также будет способствовать уменьшению силы прихвата и успешной его ликвидации.

Формула изо бретения

Способ ликвидации прихватов колонны труб в скважине, включающий закачивание в скважину концентрированной серной кислоты и ее выдерживание в зоне прихвата для фильтрации ее в пласт с последующим вымывом концентрированной серной кислоты из скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ликвидации прихвата зй счет увеличения-температуры в зоне прихвата и перемещения фронта максимальной температуры за экранированную колонной труб зону пласта, закачанную концентрированную серную кислоту выдерживают в зоне прихвата под давлением в течение времени ее фильтрации в пласт на глубину трех-четырех радиусов скважины, а перёд вымывом созданием депрессии возвращают часть концентрированной серной кислоты в скважину в объеме 20-30% от отфильтрованной в пласт.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам освобождения прихваченной в скважине колонны бурильных труб. Цель изобретения - повышение эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения температуры в зоне прихвата и перемещения фронта максимальной температуры за экранированную колонной труб зону пласта. Для достижения этой цели в скважину закачивают концентрированную серную кислоту (КСК) и выдерживают ее в зоне прихвата под давлением в течение времени ее фильтрации в пласт на глубину трех-четырех радиусов скважины. Перед вымывом созданием депрессии возвращают часть КСК в скважину в объеме 20-30% от отфильтрованной в пласт. В результате происходит разрушение фильтрационной корки КСК и ее тепловое разрушение. При этом значительное повышение температуры в приствольной части пласта приведет к образованию в нем системы микротрещин и, как следствие, к увеличению ее проницаемости. Это способствует выравниванию давления в скважине и пласте и уменьшению прижимающей силы. 2 ил. сл

Фиг.

Фиг. 2