Способ укрепления неустойчивых пород в бурящейся скважине Советский патент 1992 года по МПК E21B33/13 

(Л

С

Для повышения эффективности укрепления неустойчивых обломочных пород в условиях полного поглощения промывочной жидкости и непрерывного поступления этих пород в ствол скважины за счет обеспечения равномерного распределения тампонажного материала в укрепляемом массиве пород закачку тампонажного материала в укрепляемую породу осуществляют в процессе углубления долота в укрепляемую породу и выхода его из интервала укрепляемых пород. При этом промывку осуществляют раствором тампонажного материала при непрерывном вращении и неоднократном повторении в процессе одной операции таких рейсов в укрепляемом интервале. Промывку тампонажным раствором осу- ществляют с минимальным расходом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение бурильной колонны с долотом в укрепляемой породе и достижение наибольшего числа рейсов при определенном объеме тампонажного материала. 1 ил.

Изобретение относится к бурению скважин различного назначения, в частности к укреплению неустойчивых пород, поступа ющих в ствол бурящейся скважины.

Известны случаи, когда скважина пересекает пачки неустойчивых (несцементированных) пород, сложенных грубообломочными карбонатным или иным материалом. Большое сечение поровых каналов таких пород обусловливает полное поглощение промывочной жидкости, что.осложняет проведение укрепительных работ. В определенных условиях (угол падения пластов и т.д.) обломочный материал непрерывно (по мере его удаления) поступает в ствол скважийы, что фиксируется как обвалы.

Дальнейшее углубление скважины или перекрытие этого интервала обсадными

трубами становится невозможным без укрепления неустойчивых пород в интервале их залегания.

Известны способы укрепления неустойчивых пород в бурящихся скважинах путем закачки в укрепляемый интервал вяжущего материала через колонну бурильных труб.

Наиболее близок к предлагаемому способ борьбы с поглощениями в скважинах, пересекающих горные выработки, путем намыва в выработку заполнителя с последующим его укреплением.

В соответствии с данным способом при пересечении скважиной горной выработки скважину углубляют ниже подошвы выработки при полном поглощении промывочной жидкости, в результате чего в выработке скапливается выбуренная порода (шлам) В

VI

сл

00 00

VI

случае необходимости в качестве заполнителя в интервал выработки намывают щебень, шлак, песок и т. д. Затем в скважину спускают колонну бурильных труб, оснащенную коронкой, и подлежащий укреплению интервал рыхлой породы пробуривают с промывкой водой.

Для обеспечения равномерного поступления вяжущего в укрепляемый массив нижняя, часть бурильной колонны, длина которой равна протяженности укрепляемого интервала, выполнена перфорированной.

К недостаткам данного способа относится трудность вхождения в укрепляемую породу (заполнитель) в связи с тем, что основная часть промывочной жидкости выходит через отверстия перфорированной трубы, не заглубленные в заполнитель (выше коротки). Кроме того, в результате неизбежного измельчения заполнителя часть отверстий оказывается забитой.

Но главное заключается в том, что применение перфорированной трубы не решает задачи равномерного распределения вяжущего в заполнителе.

Как показывают рассмотрение физики процесса и опыт проведения укрепительных работ, поток вяжущего не распределяется равномерно в укрепляемой рыхлой породе (заполнителе), а выходит в зоне наименьшего сопротивления - верхней части перфорированной трубы.

В результате этого цель работ - создание равномерно укрепленного массива, в котором возможно образование ствола скважины с устойчивыми стенками, не достигается или достигается под влиянием случайных факторов.

Цель изобретения - повышение эффективности укрепления неустойчивых пород в условиях полного поглощения промывочной жидкости и скопления породы на забое за счет обеспечения равномерного распределения вяжущего (тампонажного раствора) в укрепляемом массиве для получения однородного шламового бетона.

Указанная цель достигается тем, что углубление бурильной колонны труб, оснащенной коронкой или долотом, в укрепляемую породу и выход из нее производятся при непрерывном вращении колон- ны труб с промывкой раствором тампонажного материала. При этом обеспечивается максимально возможное при данном объеме тампонажного раствора число рейсов коронки или долота в скопившейся породе. Для этого промывку осуществляют с минимальным расходом, т.е. с расходом, при котором объем продавливаемого за один рейс тампонажного раствора наименьший. Данный режим определяют предварительно при вхождении в укрепляемый массив с промывкой имеющимся буровым раствором на 3-4 режимах и уточняют в процессе рейсов с промывкой тампонаж- ным раствором.

Объем тампонажного раствора подсчитывают по формуле:

0и °§

.

где D3 - принятый диаметр зоны закрепления, м;

h- протяженность укрепляемого интервала, м;

m - пористость укрепляемой породы (0.2-0,4 ).

На чертеже приведена схема осуществ- ления предлагаемого способа укрепления неустойчивых пород.

При бурении в случае вскрытия неустойчивых пород и зоны полного поглощения 1 и скопления порода (шлама) 2 в стволе в 5 скважину спускают бурильную колонну 3, оснащенную коронкой (долотом) 4. При промывке буровым раствором 5 определяют минимальный расход и обьем тампонажного раствора за один рейс. Затем в бурильную колонну закачивают тампонажный раствор 6. Тампонажный раствор продавливают в затрубное пространство с определенным ранее минимальным расходом при непрерывном вращении и возвратно-поступательном движении бурильной колонны, равномерно заполняя тампонажным раствором укрепляемый массив 7. После твердения образуется шламовый бетон 8, где формируется ствол скважины с устойчивы- ® ми стенками 9.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить эффективность укрепительных работ путем исключения повторных заливок, а также увеличения доли успешных операций по укреплению, т.е. снижению числа ликвидируемых в связи с обвалами скважин.

Пример расчета и проведения работ

Исходные данные: Диаметр закрепления ,0 м

Протяженность укрепляемого интервала м

Пористость укрепляемой породы ,4

.14Х1.02х13х04 4мз

0

5

5

Например, ,006 л/с при наименьшем объеме ,5 м .

4м

0.006 м/с

10 мин .

V 40м Пр - - 8 рейсов

Ч 0.5 м3

Формула изобретения

Способ укрепления неустойчивых по- род в бурящейся скважине, включающий закачку тампонажного материала через бурильную колонну с долотом в укрепляемую породу, отличающийся тем, что,

a Z

0

5

Q

с целью повышения эффективности укрепления неустойчивых пород в условиях полного поглощения промывочной жидкости и непрерывного поступления этих пород в ствол скважины за счет обеспечения равномерного распределения тампонажного материала в укрепляемом массиве пород, закачку тампонажного материала в укрепляемую породу осуществляют в процессе углубления долота в укрепляемую породу и выхода его из интервала укрепляемых пород с промывкой раствором тампонажного материала при непрерывном вращении и неоднократном повторении в процессе одной операции таких рейсов в укрепляемом интервале, при этом промывку раствором тампонажного материала осуществляют с минимальным расходом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение бурильной колонны с долотом в укрепляемой породе и достижение наибольшего числа рейсов при определенном объеме тампонажного материала.