Способ изоляции водоносных пластов в бурящейся скважине Советский патент 1992 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к технологии изоляции нескольких одновременно вскрываемых при бурении водоносных пластов,

Цель изобретения - повышение эффективности способа при изоляции нескольких водоносных пластов с различными величинами пластовых давлений, их расположением по высоте относительно друг друга и расстояниями между ними.

Для этого открытый конец бурильных труб устанавливают над кровлей водоносного пласта с наиболее высоким пластовым давлением по отношению к остальным водоносным пластам, вскрытых скважиной, затем производят закачивание через бурильные трубы гелеобразующего материала во все водоносные пласты до создания избыточного давления на устье скважины, определяемого по формуле

.M.-px) 10 +ДРизб. + +4,0 + 5,0 МПа,

Ч

4

VI

О VJ Ч

где Д Р - дарление на устье скважины при

закачивании гелеобразующего материала,

МПа;

Н - глубина кровли водоносного пласта с

наиболее высоким пластовым давлением, м;

РГ.М.- гёлопгос тайтонажного материала, который будет закачан в пласт для окончательной изоляции, кг/м3;

/Эж. - плотность жидкости в затрубном пространстве бурильной колонны на момент закачки тампонажного материала, кг/м ;

А Риэб. - избыточное давление по сравнению с гидростатическим в водоносном пласте с наиболее высоким пластовым давлением на глубине середины этого пласта, МПа;

4,0 + 5,0 МПа - запас давления, обеспечивающий эффективное заканчивание тампонажного материала.

После этого создают депрессию на водоносный пласт с наиболее высоким пластовым давлением и производят вызов притока из него гелеобразующего материала до полного его удаления из указанного пласта, при этом поддерживают в скважине давление выше давления в остальных водоносных пластах. Затем в водоносный пласте наиболее высоким пластовым давлением закачивают тампонажный материал при давлениях меньших напряжения сдвига изолирующего гелеобразующего материала в других водоносных пластах.

Изоляцию оставшихся водоносных пластов производят аналогично вышеуказанному, последовательно переходя от пласта с более высоким давлением к пласту с меньшим давлением.

Благодаря закачиванию в скважину ге- леобразующегс материала обеспечивается временная изоляцию всех водоносных пластов. Создаваемое при этом избыточное давление при закачке на устье скважины, определяемое по вышеприведенной формуле, позволяет впоследствии производить поочередную изоляцию каждого водоносного пласта, так как обеспечивает при этом в последующих операциях, в частности при депрессии на наиболее высоконапорный пласт, сохранение временной изоляции из гелеобразующего материала во всех остальных водоносных пластах. Таким образом, при последующем закачивании тампонажного материала в наиболее высоконапорный пласт влияние других пластов будет полностью исключено и разбавления тампонажного материала пластовыми водами

происходить не будет, т.е. эффективность изоляции будет высокой.

Способ испытан в промысловых условиях, Ниже приведены используемые в спосо- бе вещества и оборудование.

Вещества:

1.Гелеобразующий материал, мас.ч:

бентонит 20 мае.; полиакриламид (ПАА) марки ДК-ДгШ. - AI - 0,1 мае.; вода 79,9; 0 бентонит 15; ПАА 0,2; вода-85;

2.Тампонажный материал на основе карба- мид-формальдегидной смолы КФ-МТ, дополнительно содержащий простой эфир целлюлозы, кислотный отвердитель и техни5 ческуюводу;

3.Продавочная жидкость - техническая вода плотностью 1000 кг/м3.

Оборудование: , Стандартное для цементирования скважин:

0 цементировочный агрегат ЦА-320А - 1; смесительная машина СМН-20-1.

П р и м е р 1. При бурении скважины № 866 Павловского месторождения с промывкой технической водой на глубине 160-170

5 м в интервале карбонатных отложений кун- гурского яруса была вскрыта зона проявления пластовых вод интенсивностью 8 м3/ч. Избыточное давление в этом водоносном пласте над гидростатическим 0,25 МПа. По

0 результатам гидродинамических исследований зона водоносного пласта была представлена поровой средой. При дальнейшем углублении скважины на глубине 300 м была вскрыта зона поглощения в карбонатных от5 ложениях артинского яруса. Перелив из скважины прекратился, поглощение 12 м3/ч. При гидродинамических испытаниях было определено, что зона поглощения представлена в основном трещиноватой

0 средой. Для проведения изоляционных работ открытый конец бурильных труб установили на глубине 150 м. Далее произвели закачивание в скважину гелеобразующего материала, для приготовления которого ис5 пользовано 7 т бентонита, 20 кг ПАА ДК-ДгШ AI и 28 т воды. Плотность гелеобразующего материала 1160 кг/м3. При закачивании гелеобразующего материала давление подня- лось до 9,0 МПа, а после остановки закачивания этого материала давление упа0 ло до 7,0 МПа. Далее гелеобразующий материал продавили до 160 м технической водой и скважину промыли от остатков гелеобразующего материала. После этого из открытой скважины перелив на устье составлял

5 5,5м3/ч.

Затем через открытый конец бурильных труб закачали в водоносный пласт с наибольшим пластовым давлением тампонажный материал на основе смолы КФ-МТ в

объема 4,5 м при давлении 4.0 МПа. Произвели продавку до 150 м технической водой и скважину промыли от остатков тампонаж- ного материала при давлении в затрубном пространстве 1,0 -1,5 МПа. Далее скважину оставили на ОЗЦ под давлением 0,5 -1.0 МПа. После 03 Ц образовавшийся изтампо- нажного материала мост был разбурен в интервале 158 - 163 м и в интервале 165 - 300 м был вымыт гелеобразующий материал. Поглощающий и проявляющий пласты были изолированы. При этом поглощающий пласт (второй водоносный пласт в скважине) не нуждался в дополнительной изоляции, так как был достаточно изолирован гелеобразующим материалом.

П р и м е р 2. При бурении другой скважины № 832 Павловского месторождения с промывкой технической водой на глубине 160 м в кунгурских карбонатных отложениях была вскрыта зона проявления пластовой водой интенсивностью 7 м3/ч. Превышение давления в пласте над гидростатическим 2,0 МПа. Зона был представлена мелкопоровой средой. На глубине 220 м и была вскрыта еще одна зона проявления пластовой воды. Общая интенсивность перелива 20 м3/ч. Избыточное давление в пласте над гидростатическим было определено в 0,2 МПа. Зона была представлена поровой средой.

Открытый конец бурильных труб уста- новили на глубине 146 м и закачали в оба водоносных пласта гелеобразующий материал, для приготовления которого было использовано 3 т бентонита и 10,кг порошкового ПАА. Давление при этом под- нялось до 15,0 МПа. После остановки закачивания давление в скважине упало до 12,0 МПа. Гелеобразующий материал продавили до 160 м технической водой и, снизив давление на устье скважины до 1,0 МПа, пусти- ли скважину на излив через затрубное пространство. После того как интенсивность излива составила 3,6 м3/ч в водоносный пласт с наибольшим пластовым давлением закачали 3 м3 технической воды на третьей скорости цементировочного агрегата ЦА-320А при давлении 4,0 - 5.0 МПа, затем в него закачали тампонажный материал на основе карбамид-формальдегидной смолы КФ-МТ в объеме 4,2 м при давлении на устье 6,0 - 6,5 МПа. Продавку произвели технической водой плотностью 1000 кг/м3 до 150 м и оставили скважину на ОЗЦ под давлением 2,5 - 3,0 МПа. После ОЗЦ образовавшийся мост разбурили в интервале 155-161м.

Тем самым проявление в водоносном пласте с наиболее высоким пластовым давлением было ликвидировано. Затем гелеобразный материал вымыли в интервале 162 - 224 м и изолировали зону второго водоносного пласта, расположенного на глубине 220 м, путем закрепления в нем гелеобраз- ного материала твердеющим тампонажным материалом. После этого продолжили углубление скважины с промывкой технической водой.

Применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет проводить изоляцию водоносных пластов при наличии в скважине более двух водоносных пластов, а также в том случае, если эти пласты являются или только поглощающими, или только проявляющими, либо в различной их комбинации, при этом полностью исключается влияние этих пластов друг на друга при изоляционных работах, т е. не происходит размыв тампонажного материала; изолировать водоносные пласты при любом расположении их по высоте относительно друг друга и при любом расстоянии между ними, даже до 1 м; сократить расход материальных средств и энергии на производство изоляционных работ до 50%: сократить время строительства скважин на 15 - 20%; снизить опасность загрязнения окружающей среды от загрязнения пластовыми водами; повысить качество крепления скважин за счет облегчения подъема цементного раствора до устья, что определяется надежной изоляцией высокопроницаемых пластов.

Формула изобретения Способ изоляции водоносных пластов в бурящейся скважине, включающий закачивание тампонажного материала в водоносные пласты через открытый конец бурильных труб, отличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности способа при изоляции нескольких водоносных Пластове различными величинами пластовых давлений, их расположением по высоте относительно друг друга и расстояниями между ними, устанавливают открытый конец бурильных труб над кровлей водоносного пласта с наиболее высоким пластовым давлением rlo отношению к остальным водоносным пластам, вскрытых скважиной, затем производят закачивание через бурильные трубы гелеобразующего материала во все водоносные пласты до создания избыточного давления на устье скважины, определяемого по формуле

( -лО-Ю +ДРизб. + +4,0-5.0 МПа,

где ДР - давление на устье скважины при закачивании гелеобразующего материала, МПа;

Н - глубина кровли водоносного пласта с наиболее высоким пластовым давлением, м;

м - плотность тампонажного материала, который будет закачан в пласт для окончательной изоляции, кг/м3;

рж. - плотность жидкости в затрубном пространстве бурильной колонны на момент закачки тампонажного материала, кг/м3;

АРизб. - избыточное давление по сравнению с гидростатическим в водоносном пласте с наиболее высоким пластовым давлением на глубине середины этого пласта, МПа;

4,0 - 5,0 МПа - запас давления, обеспечивающий эффективное закачивание тампонажного материала,

затем создают депрессию на водоносный пласт с наиболее высоким пластовым давлением и производят вызов притока из него гелеобразующего материала до полного его

удаления из указанного пласта, при этом поддерживают в скважине давление выше давления в остальных водоносных пластах, далее производят закачивание тампонажного материала в водоносный пласт с наиболее высоким пластовым давлением при давлениях, меньших напряжения сдвига изолирующего гелеобразующего материала в других водоносных пластах, а изоляцию оставшихся водоносных пластов производят аналогично вышеуказанному, последовательно переходя от пласта с более высоким давлением к пласту с меньшим давлением.

Сущность изобретения: устанавливают открытый конец бурильных труб над кровлей водоносного пласта с наиболее высоким пластовым давлением по отношению к остальным водоносным пластам, вскрытым скважиной. Затем производят закачивание через бурильные трубы гелеобразующе- го материала во все водоносные пласты до создания избыточного давления на устье скважины. Создают депрессию на водоносный пласт с наиболее высоким пластовым давлением. Производят вызов притока из него гелеобразующего материала до полного его удаления из указанного пласта. Поддерживают в скважине давление выше давления в остальных водоносных пластах. Производят закачийание тампонажного материала в водоносный пласте наиболее высоким пластовым давлением при давлениях, меньших напряжения сдвига изолирующего гелеобразующего материала в других водоносных пластах. Изоляцию оставшихся водоносных пластов производят аналогично вышеуказанному и последовательно переходят от пласта с более высоким давлением к пласту с меньшим давлением. СО С