Способ тампонирования проницаемых пород в приствольной зоне скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к технологий бурения скважин, в частности к способам тампонирования зон поглощений и водо- притоков.

В настоящее время самое широкое распространение для тампонирования проницаемых пород получил, способ цементирования через открытый конец бурильных труб (с пакером или без пакера), спущенных в скважину в зону тампонирования. При этом способе, как правило, произ водят большеобъемные закачки тампонажного раствора, имеющего плотность большую, чем плотность бурового раствора. Следовательно, давление в скважине, создаваемое столбом тампонажного раствора, превышает давление столба промывочной жидкости, это в свою очередь приводит к раскрытию ранее сомкнутых трещин и интенсификации процесса поглоще- н/ия. Также при работе без пакера происходит разбавление тампонажного раствора жидкостью из затрубного пространства, что обуславливает необходимость бол ьшеобъемных закачек тампонажного раствора. Кроме того, переток тампонажного раствора в затрубное пространство может привести к прихвату бурильных труб,,

При работе с пакером в процессе принудительной закачки тампонажного раствора в пласт происходит увеличение

О

о ю о

пластового давления в приствольной зоне скважины.

После снятия избыточного давления часть тампонажного раствора из пласта изливается в скважину, что может также явиться причиной прихвата бурильных труб.

Негативная роль избыточного давления, создаваемого столбом тампонажного раствора и(или) цементировочном насосом, исключается при использовании способа сухого тампонирования. В этом случае приготовление тампонажного раствора осуществляется непосредственно в зоне поглощения, а задавливание его в пласт производят с помощью специальных устройств, например шнека и затирочных элементов.

При этом вследствие движения жидкости, подаваемой с устья на забой, и неуравновешенности столбов бурового раствора в трубах и затрубном пространстве также происходит разбавление приготовляемого тампонажного раствора промывочной жидкостью, что снижает эффективность тампо- нажных работ.

Кроме того, продавливание в поглощающий пласт тампонажного раствора с помощью шнека и затирочных элементов предполагает диаметр скважины в зоне изоляции, близкий к диаметру долота. Анализ фактических промысловых материалов по кавернометрии (профилеметрйи) показывает, что к зонам ухода промывочной жидкости, как. правило, приурочены каверны, провалы и т.п. Таким образом, затирка там- понажной смеси в пласт становится невозможной или малоэффективной, вследствие уширения диаметра скважины в зоне изолируемого объекта.

Целью изобретения является снижение материальных затрат и повышение эффективности тампонажных работ за счет сокращения объемов тампонажных материалов и уменьшения степени разбавления тампонажного раствора пластовым флюидом.

Поставленная цель достигается тем, что продавливание приготовляемой в зоне поглощения тампонажной смеси осуществляется давлением, создаваемым столбом бурового раствора, уровень которого повышают дозированным доливом жидкости в скважину.

После доставки сухой тампонажной смеси в зону тампонирования и ее затворе- ния промывочной жидкостью в скважине устанавливается определенный статический уровень (Нет). Доливом жидкости в скважину поднимаем ее уровень до высоты (Нп), при которой пласт начинает принимать

приготовленный в зоне изоляции тампонаж- ный раствор. С этого момента объем доливаемой в скважину жидкости дозируется Уд. При дозированном доливе жидкости в скважину после достижения указанного уровня в пласт будет поступать такое же количество ранее или одновременно приготовленного тампонажного раствора Vn.r.p: VA Vn.t.p.

Заранее зная эффективную пористость тампонируемых пород (тэф.); толщину изолируемого пласта (h) и дозируя долив жидкости в скважину после достижения момента начала проникновения тампонажного раствора в пласт добиваемся продав- ливания его на глубину до одного диаметра скважины.

При дозированном доливе жидкости вследствие ограниченной глубины проникновения тампонажного раствора в. пласт разбавление его пластовым флюидом будет незначительным, что повысит эффективность тампонажных работ.

Способ может быть реализован по одной из двух схем в зависимости от реологических характеристик, сроков схватывания тампонажной смеси и приемистости тампонируемой зоны.

По первой схеме при использовании быстросхватывающихся смесей (БСС) и хорошей приемистости пласта приготовление тампонажного раствора и его продавливание в каналы поглощения осуществляется одновременно.

По второй схеме при использовании тампонажных смесей с длительными сроками схватывания и низкой приемистостью пласта процессы приготовления и продав- ливания тампонажного раствора разделяются во времени, т.е. осуществляют последовательно.

При реализации первой схемы сначала непосредственно в зону тампонирования доставляется сухая тампонажная смесь, например обезвоженный карналлит и каустический магнезит. Доставку и затворение сухой тампонажной смеси осуществляют известными методами. Например, доставка сухой смеси производится с помощью контейнера, а затворение - обычным перемешиванием с жидкостью, находящейся в скважине.

Одновременно с приготовлением тампонажного раствора в кольцевой зазор между стенками скважины и бурильной колонны

производят долив жидкости. Этим достигается повышение статического уровня жидкости в скважине и создание в ней избыточного давления, необходимого и достаточного для начала движения приготовляемого тампонажного раствора в приствольную зону скважины, причем плотность доливаемой жидкости ( РЖ) определяется исходя из безусловного достижения перепада давления, необходимого и достаточного для продавливания тампонажного раствора в пласт

ДНП 5: Рс,

где Р.,- сопротивление растеканию тампонажного раствора по естественным каналам в породе поглощающего пласта, Па.

Отсюда .

Дальнейший долив жидкости в скважину осуществляется дозирование исходя из продавливания тампонажного раствора в пласт на глубину до одного диаметра скважины.

После приготовления и одновременного продавливания тампонажного раствора в каналы поглощающей зоны бурильный инструмент извлекают из скважины. В процессе подъема инструмента статический уровень жидкости в скважине поддерживают на отметке, достигнутой в конце продав- ки тампонажного раствора, путем долива жидкости в скважину, в объеме, равном объему извлекаемого инструмента.

Объем доливаемой в скважину жидко- сти и статический уровень жидкости в сква- жине постоянно контролируются.

При реализации второй схемы доставку тампонажной смеси производят так же, как и в случае использования первой схемы, но ее количество увеличивают на объем остав- ляемого в скважине цементного стакана. Доставляемая в зону.поглощения тампо- нажная смесь затворяется находящейся в скважине жидкостью путем перемешивания при одновременном расхаживании инст- рументз на высоту, не превышающую длину одной бурильной трубы. После приготовления всего объема тампонажного раствора часть бурильного инструмента извлекают из скважины с таким расчетом, чтобы конец оставшейся в скважине бурильной колонны находился выше головы цементного стакана на 20-25 м. Извлечение инструмента сопровождается доливом жидкости в скважину в объеме извлекаемого инструмента. Этим достигается сохранение баланса давлений в системе скважина - пласт и, как следствие, исключается разбавление тампонажного раствора промывочной жидкостью и пластовым флюидом.

Продавливание приготовленного тампонажного раствора в приствольную зону на глубину не более одного диаметра сква0

5

0 5

. 0

5 0 5 0 5

жины осуществляют так же, как и в случае реализации первой схемы. Созданный напор столба жидкости в скважине в конце продавки тампонажного раствора предотвращает его излив из пласта в скважину, что позволит оставить скважину на ОЗЦ, не поднимая весь инструмент из скважины.

Способ может быть также использован при проведении ремонтно-изоляционных работ в нефтегазодобывающих скважинах.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения данного способа до 10 тыс.руб. на одну операцию.

На фиг, 1-3 схема реализации способа тампонирования проницаемых пород в при- ствольной зоне скважины.

Доставка контейнером сухой тампонажной смеси и приготовление тампонажного раствора перемешиванием показана на фиг.1. На фиг.2-долив жидкости в скважину с целью повышения ее уровня, обеспечивающего проникновение тампонажного раствора в пласт

Нп Нп-Нст

АНп Нс,

где Не - сопротивление растеканию тампонажного раствора по естественным каналам в породе поглощающего пласта, м; .

А Нп - потери напора в системе скважина - пласт, обеспечивающие преодоление сопротивления растеканию тампонажного раствора в изолируемом пласте, м.

На фиг.З - дозированный долив жидкости в скважину с целью получения экрана из тампонажного раствора на глубину до одного диаметра скважины

V Vn.T.p.,

где необходимый максимальный объем продавливаемого в пласт тампонажного раствора из условия получения экрана на глубину одного диаметра скважины определяют по формуле

Vn.i.p. (0,785 D2C h тЭф) -8. , При больших глубинах проникновения тампонзжного раствора в пласт (более одного диаметра скважины) степень его разбавления пластовым флюидом увеличивается не менее чем в два раза, что приводит к образованию тампонажной смеси, не способной отверждаться. Таким образом, дальнейшее стремление к увеличению глубины проникновения тампонажного раствора в пласт бессмысленно, так как не будет способствовать повышению эффективности изоляционных работ и, следовательно, приведет к необоснованно высоким затратам материальных средств.

Формула изобретения

Способ тампонирования проницаемых пород в приствольной зоне скважины, включающий доставку сухой тампонажной смеси в зону тампонируемых пород, затворение этой смеси жидкостью, находящейся в скважине, при одновременном или последовательном продавливании приготовляемого тампонажного раствора в каналы проницаемых пород, отличающийся тем, что,

с целью снижения материальных затрат и .повышения эффективности тампонирования за счет сокращения объема тампонаж- ных материалов и уменьшения степени

разбавления пластовым флюидом тампонажного раствора, последний продавливают непосредственно в приствольную зону на глубину до одного диаметра скважины заполняющим ее буровым раствором, уровекь которого повышают дозированным до- ливом жидкости в скважину.

.Изобретение относится к способам тампонирования проницаемых пород в приствольной зоне скважины. Цель изобретения - повышение эффективности тампонирования за счет сокращения объема тампонажных материалов и уменьшения степени разбавления пластовым флюидом тампонажного раствора при одновременном снижении материальных затрат. .Для этого после доставки сухой тампонажной смеси в зону тампонируемых пород npoifls- водят затворение этой смеси жидкостью, находящейся в скважине. Одновременно или последовательно продавливают приготовляемый тампонажный раствор в каналы проницаемых пород непосредственно в прискважную зону на глубину до одного диаметра скважины. Продавливание осуществляют заполняющим скважину буровым раствором, для чего уровень его повышают дозированным доливом жидкости в скважину. В результате этого разбавление тампонажного раствора пластовым флюидом будет незначительным. 3 ил. у Ё

Фиг.1

Фиг.З