Способ строительства скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B33/14 

Изобретение относится к бурению скважин в соленосных отложениях, содержащих калийно-магниевые соли, склонные к пластическим деформациям.

Известен способ строительства скважин, включающий бурение скважины, вскрытие соленосных отложений, бурение скважины по соленосным отложениям, спуск обсадной колонны на глубину пробуренного интервала и цементирование обсадной колонны.

Известен способ строительства скважин, включающий бурение скважины, вскрытие соленосных отложений, бурение скважины по соленосным отложениям, спуск обсадной колонны на глубину пробуренного интервала цементирование обсадной колонны и замену бурового раствора.

Наиболее близким к предлагаемому является способ строительства скважин, включающий бурение скважины, вскрытие соленосных отложений, бурение скважины по соленосным отложениям, спуск обсадной колонны на глубину пробуренного интервала, цементирование обсадной колонны, замену бурового раствора и бурение следующего интервала скважины.

В процессе цементирования обсадной колонны и бурения следующего интервала скважины обсадная колонна подвергается температурным воздействиям. А так как в интервале залегания калийно-магниевых отложений всегда есть каверны увеличенных размеров и обсадная колонна ниже и выше каверны защемлена, то в момент нагрева происходит ее изгиб за счет потери продольной устойчивости. Продольный

VJ о ю ю о

со

гиб от температурных воздействий усиливается приложением односторонних боковых нагрузок от языка калийно-магниевых отложений. В процессе бурения происходит циклическое воздействие температурных нагрузок: то охлаждение обсадной колонны во время промывки скважины, то ее нагрев до температуры окружающих горных пород. При этом обсадная колонна, перекрывающая соленосные отложения то укорачивается, то удлиняется. Такие подвижки производят к разрушению цементного кольца на участках затрубного пространства, прилегающих к интервалу калийно-магниевых отложений. Это приводит к увеличению свободной (незацементированной) части обсадной колонны и увеличению ее линейной деформации. При достижении определенной величины свободной части происходит необратимая деформация изгиба обсадной колонны с потерей ее проходимости, Все это снижает эффективность строительства скважин.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности строительства скважин за счет повышения устойчивости обсадной колонны в соленос- ных отложениях и температурных воздействиях.

Цель достигается тем, что в известном способе строительства скважин, включающем бурение скважины, вскрытие соленос- ных отложений, бурение скважины по соленосным отложениям, спуск обсадной колонны на глубину пробуренного интервала, цементирование обсадной колонны, замену бурового раствора и бурение следующего интервала, после бурения скважины по соленосным отложениям продолжают ее бурение по подсолевым отложением с сохранением диаметра бурения, при этом величину углубления (L) ниже подошвы соленосных отложений определяют из выражения:

L

«EFAT

Kg

где а- коэффициент температурного удлинения материала обсадной колонны;

Е - модуль Юнга материала обсадной колонны, кгс/см2;

F - площадь сечения обсадной колонны, см ;

ДТ - величина максимального изменения температуры в интервале соленосных отложений в процессе эксплуатации скважины, град.;

К - коэффициент снижения веса труб в цементном растворе;

q - вес погонного метра обсадной колонны, кг/пог.м.

На чертеже приведена конструкция

скважины, бурение которой осуществляется по предлагаемому способу.

На чертеже изображена скважина 1, в которую после окончания бурения соленос0 ных отложений 2 и подсолевых отложений на величину L спущена обсадная колонна 3. Способ строительства скважин осуществляется следующим образом.

В соответствии с условиями бурения

5 скважины 1 до начала бурения определяют величину (L) углубления ниже подошвы соленосных отложений. С учетом L определяют общую глубину спуска обсадной колонны 3. После выбора конструкции производят

0 бурение скважины известным путем. Перед вскрытием соленосных отложений производят замену бурового раствора на специальный для бурения соленосных отложений. Этот раствор отличается следующими осо5 бенностями. При бурении соленосных отложений, в том числе и калийно-магниевых солей 2, этот раствор должен обеспечить минимальную кавернозность ствола скважины 1, а также хороший вынос шлама и

0 минимальную текучесть соленосных отложений. Одновременно этот раствор должен обеспечить нормальные условия бурения подсолевых отложений на глубину L и спуска обсадной колонны 3 по стволу скважины

5 1 в момент ее крепления. После углубления скважины 1 по подсолевым отложениям на величину L производят спуск и цементирование обсадной колонны 3. Так как обсадная колонна 3 в интервале залегания

0 соленосных отложений 2 натянута с усилием, не менее усилия от температурных воздействий, то в процессе эксплуатации скважины 1 обсадная колонна 2 не испытывает продольного изгиба.

5 Пример. Способ применялся на скважине №5 Мартыновской площади интервал калийно-магниевых солей - (2030-2050 м). Бурение соленосных отложений ведется диаметром 393,7 мм для спуска в нее обсадной

0 колонны 0 324 мм с толщиной стенки труб 12 мм. Максимальная величина температурного изменения Л Т 10°С.

Вес погонного метра обсадной колонны q 92,2 кг/п.м.

5 Площадь поперечного сечения обсадных труб колонны F 118 см Коэффициент снижения веса труб в цементном растворе К 0,77.

Подставив все данные в формулу, определим величину углубления по подсолевым

отложениям L 420 м. Тогда общая глубина спуска обсадной колонны будет равна 2050 - 420 2470 м.

После выбора конструкции скважины было произведено бурение скважины до со- леносных отложений. Бурение велось роторным способом с промывкой глинистым раствором, обработанным ПУЩР. Перед вскрытием соленосных отложений 2 произвели замену бурового раствора на высоко- кальциевый засолоненный до полного насыщения. После бурения соленосных отложений с сохранением диаметра осуществили бурение подсолевых отложений 2 на величину L и на эту глубину спустили и за- цементировали обсадную колонну 3.

После этого продолжили углубление скважины 1 до проектной величины без вся- ких осложений.

Применение предлагаемого способа строительства скважин позволяет эффективно строить скважину в соленосных отложениях за счет предотвращения нарушения обсадной колонны в интервале залегания соленосных отложений.

Формула изобретения Способ строительства скважин, включающий бурение скважины, вскрытие соленосных отложений, бурение скважины по соленосным отложениям, спуск обсадной колонны на глубину пробуренного интервала, цементирование обсадной колонны, замену бурового раствора и бурение следующего интервала скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности строительства скважин за счет повышения устойчивости обсадной колонны в соленосных отложениях и температурных воздействиях, после бурения скважины по соленосным отложениям продолжают ее бурение по подсолевым отложениям с сохранением диаметра бурения, при этом величину углубления Ьниже подошвы соленосных отложений определяют из выражения:

L

ctEFAT Kg

где а - коэффициент температурного удлинения материала обсадной колонны;

Е - модуль Юнга материала обсадной колонны, кгс/см :

F- площадь сечения обсадной колонны, см2;

А Т - величина максимального изменения температуры в интервале соленосных отложений в процессе эксплуатации скважины, град.;

К - коэффициент снижения веса труб в цементном растворе;

q - вес погонного метра обсадной колонны, кг/пог.м.

Использование: при бурении скважин в соленосных отложениях. Способ обеспечивает повышение эффективности строительства скважин за счет повышения устойчивости обсадной колонны в соленосных отложениях и при температурных воздействиях. Сущность изобретения: способ включает бурение скважины со вскрытием соленосных отложений. Осуществляют бурение скважины по соленосным отложениям. Затем - по подсолевым отложениям. При бурении по подсолевым отложениям сохраняют диаметр бурения. Величину углубления (L) ниже подошвы соленосных отложений определяют по выражению, приведенному в тексте описания. Затем опускают обсадную колонну на глубину пробуренного интервала и цементируют ее. 1 ил.