Способ цементирования эксплуатационной колонны Советский патент 1992 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к цементированию эксплуатационной колонны в скважине, вскрывающей несколько продуктивных пластов.

Известен способ цементирования эксплуатационной колонны в скважине, вскрывающей несколько продуктивных пластов, путем проработки ствола скважины расширительным долотом, опускания в нее эксплуатационной колонны с направляющей башмачной насадкой, промывки, закачки в нее расчетного объема цементного раствора, продавки цементного раствора в зако- лонное пространство буровым раствором с использованием разделительной пробки, герметизации эксплуатационной колонны на устье и оставления скважины на время затвердевания цемента.

Недостаток этого традиционного способа разобщения пластов при креплении скважин - невозможность регулирования процесса герметизации затрубного пространства в заданных интервалах. В результате такого крепления качественного контакта цемента с породой по всей глубине скважины, как правило, не возникает. Кроме того, образуются зоны невытесненного бурового раствора, а также возникают нарушения контакта сплошного кольца цементного камня с трубами и стенкой скважины при незначительной толщине цементного камня. Нарушения обусловлены геологическими,технологическимии физикохимическими факторами. При этом качественное разобщение пластоЬ может отсутствовать в наиболее ответственных смежных с продуктивными горизонтами зонах, например на водонефтяных или газонефтяных контактах.

Известен способ цементирования эксплуатационной колонны, включающий выXI

СП 00 О

4

полнение в стенке скважины с помощью гидромониторных насадок горизонтальных щелей, спуск в скважину эксплуатационной колонны и цементирование последней прямым методом.

Недостаток известного способа состоит в том, что он является длительным и недостаточно эффективным, так как выработку горизонтальных щелей гидромониторными насадками производят на бурильной колонне с последующим ее извлечением, спуском эксплуатационной колонны и ее цементированием. За время извлечения из скважины бурильной колонны и спуска в нее эксплуатационной колонны возможно разрушение горных выработок, осаждение в них шлама. При последующем цементировании, после подъема бурильной колонны и спуска эксплуатационной, цемент в горные выработки может не попасть.

Цель изобретения - сокращение затрат времени на проведение работ по цементированию эксплуатационной колонны и повышение их эффективности.

Цель достигается путем проводки скважины до проектной глубины, извлечения бурильного инструмента, установки тангенциальных гидромониторных насадок в нижней части эксплуатационной колонны, спуска ее в скважину, образования горизонтальных щелей через эти насадки в интерва- лах непроницаемых пород струями абразивной жидкости посредством последовательного перемещения эксплуатацион- ной колонны вверх, спуска эксплуатационной колонны на забой и при подъеме последней - заполнения горизонтальных щелей через гидромониторные насадки тампонажным раствором. Цементирование эксплуатационной колонны завершают после ее спуска.

На чертеже изображена схема осуществления способа. На схеме представлены в разрезе ствол скважины 1, пробуренной до проектной отметки (до забоя) 2, продуктивные пласты 3, разделенные непроницаемыми пластами 4, эксплуатационная колонна 5, опущенная в ствол скважины 6, в нижней части которой тангенциально установлены гидромониторные насадки 7, а башмак оборудован, например, клапан 8, шток 9 которого подпружинен пружиной 10 и жестко соединен с якорем 11 с возможностью взаимодействия со стенками скважины 1. Открытие клапана 8 происходит при посадке эксплуатационной колонны 5 на забой, а также при спуске ее за счет перемещения щтока 9 вверх в результате торможения якоря 11 от взаимодействия со стенками скважины 1

Цементирование эксплуатационной колонны предлагаемым способом происходит следующим образом. После пробуривания (проводки) ствола скважины 1 до проектной

отметки (до забоя) 2 из нее извлекают бурильный инструмент и проводят стандартные геофизические исследования, на основании которых определяются продуктивные интервалы пласта 3, а также интервалы с непроницаемыми пластами 4. Затем в скважину 1 с промывкой спускают эксплуатационную колонну 5.

Возможность промывки скважины 1 при спуске эксплуатационной колонны 5 достигается благодаря наличию в ее нижней части гидромониторных насадок 7, а также открытому состоянию клапана 8 при перемещения штока 9 вверх в результате торможения якоря 11 от взаимодействия со

стенками скважины при перемещении эксплуатационной колонны вниз.

При спуске эксплуатационной колонны 5 до упора на забой 2 обеспечивается надежное открытие клапана 8 и производится

интенсивная промывка и срыв глинистой корки со ствола скважины 1 путем подачи в эксплуатационную колонну 5 жидкости с абразивом, Затем без прекращения промывки эксплуатационную колонну 5 с насадками 8

поднимают и последовательно снизу вверх устанавливают против заранее намеченных непроницаемых пластов 4. Клапан 8 при этом закрывается, и через насадки 7 в требуемых интервалах непроницаемых пластов

4 создаются горные выработки 12. Затем эксплуатационную колонну 5 с промывкой вновь доводят до проектного забоя 2, после чего приступают к цементированию эксплуатационной колонны 5.

Когда по расчету цементный раствор доходит до забоя 2, не прекращая его закачки в эксплуатационную колонну 5, приступают к перемещению последней вверх с установкой гидромониторных насадок 7 против интервалов; в которых делались горные выработки 12, достигая более эффективного заполнения этих выработок 12 цементным раствором с образованием непроницаемых экранов.

По завершении образования непроницаемых экранов в горных выработках 12, не прекращая закачки цементного раствора в эксплуатационную колонну 5, ее опускают до проектной глубины с упором на забой 2

и цементирование эксплуатационной колонны продолжают до его ее расчетного завершения. Затем скважину герметизируют и оставляют на время, необходимое для затвердения цемента.

Предложенный способ цементирования эксплуатационных колонн наиболее эффективен в нефтяных и нагнетательных скважинах, вскрывающих соседствующие нефтяные, газовые и водонапорные пласты, эксплуатация которых осложнена опасностью конусообразования.

При этом расширяются возможности применения одновременно-раздельной эксплуатации, а также дифференциального воздействия на призабойную зону скважин различными методами по повышению их продуктивности (гидроразрыв, кислотные обработки, виброударные методы, методы взрывов и т д) с меньшей опасностью на- рушения цементного камня за колонной.

Предложенный способ цементирования эксплуатационных колонн позволяет повысить эффективность работ по изоляции еодопритока и отключению отдельных пла- стов за счет большей надежности непроницаемых экранов.

Способ может быть использован при цементировании в скважинах не только эксплуатационных колонн, но и обсадных ко- лонн, кондукторов и др.

Формула изобретения

Способ цементирования эксплуатационной колонны, включающий выполнение в стенке скважины с помощью гидромониторных насадок горизонтальных щелей, спуск в скважину эксплуатационной колонны и цементирование последней прямым методом, отличающийся тем, что, с целью сокращения затрат времени на проведение работ и повышения их эффективности, гидромониторные насадки устанавливают на эксплуатационной колонне, горизонтальные щели образуют после спуска эксплуата- ционной колонны последовательным перемещением последней вверх в интервалах непроницаемых пород струями абразивной жидкости, спускают эксплуатационную колонну на забой и производят при подъеме последней заполнение горизонтальных щелей через гидромониторные насадки тампо- нажным раствором, а процесс цементирования эксплуатационной колонны завершают после ее спуска.

Сущность изобретения заключается в том, что на эксплуатационной колонне устанавливают гидромониторные насадки. Опускают в скважину эксплуатационную колонну и при последовательном перемещении последней вверх образуют в интервалах непроницаемых пород горизонтальные щели струями абразивной жидкости. Спускают эксплуатационную колонну на забой и производят при подъеме последней заполнение горизонтальных щелей через гидромониторные насадки тампонажным раствором. Процесс цементирования эксплуатационной колонны завершают после ее спуска. 3 ил.

«