Способ ограничения распространения трещин в цементном камне крепи скважины Советский патент 1993 года по МПК E21B43/11 

Изобретение относится к способам снижения трещинообразования в затрубном цементном камне при вскрытии обсадных труб прострелочно-взрывными работами в нефтяных, газовых и геотех нологических скважинах.

Известен способ ограничения распространения трещин в цементном камне, при котором наружную поверхность трубы снабжают кольцевыми сплошными и перфорированными стальными фланцами. При простреливании цементного камня фланцы ограничивают распространение ударных волн и снижают трещинообразование. Однако наличие в интервале перфорации стальных фланцев снижает эффективность лрострелочно-взрывных работ вследствие наличия дополнительной преграды для проникания кумулятивной струи или пули.

Наиболее Ряизким техническим решением, принятым1 за прототип, является способ снижения распространения

трещинообразования при перфорировании обсадной колонны труб и цементного камня путем создания повышенной адгезионной прочности труб в перфорируемом интервале путем придания наружной поверхности труб шероховатости. На дневной поверхности перед спуском труб в скважину шероховатость формируют любым .известным способом, например с помощью пескоструйного аппарата. За счет повышенной пло- . щади сцепления материала трубы с цементным камнем в зоне перфорируемого интервала при проникании кумулятивной струи или пули снижается степень трещинообразования в камне, что в дальнейшем позволяет качественнее отрабатывать продуктивный пласт. Однако невысокая эффективность перфорации вследствие повышенной степени трещинообразованил непосредственно при прострелочно-взрывных работах создает условия для неконтролируемых утечек жидких флюидов в

ч| 00

СО

Гч Ю О

практически непредсказуемых направление ях. - .. ;- ;Л - ; . .. . . .

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет увеличения сил сцепления цементного камня с обсадной трубой и уменьшения трещинообразования в цементном камне при выстреле перфоратора. . ..,... : . ........ ..,

Сущность изобретения заключается в том, что в способе ограничения распростра- .нения трещин в цем ёнтном камне крепи скважины, включающим обсадку трубами переменного сечения в зоне продуктивного пласта, цементирование затрубного пространства и вскрытие продуктивного пласта перфоратором, перед обсаживанием скважины в интервале продуктивного пласта и между ним и границами ближайших к нему коллекторов увеличивают площадь сцепления обсадной трубы с цементным камнем в п раз в соответствии с соотношением

п -

aV-0,71D(lj)t/3

D

-К

гдё п - число , характеризующее увеличение площади сцепления обсадной трубы и цементного камня,

а о - номинальная толщина стенки обсадной трубы, м;

D - наружный диаметр обсадной трубы, м, :: ... . - .

- допустимые напряжения на смятие материала обсадной трубы, Па,

Е - модуль упругости материала обсадной трубы, Па.

На чертеже показана схема реализации способа, /. :

В пределах промплощадки с земной поверхности бурят скважину 1 и одновременно определяют интервал продуктивного пласта 2, подлежащий вскрытию перфорацией. На поверхности перед спуском труб 3 в скважину на наружной поверхности трубы,последствие размещаемой в интервале продуктивного пласта, выполняют, например нарезанием на станке, проточки 4 в виде сплошных выемок, например в виде спирали или колец, с целью повышения площади сцепления материала трубы с цемен- тным раствором, размещаемым в затрубном пространстве скважины посяе установки труб. Число п, характеризующее увеличение площади сцепления поверхности обсадной трубы с цементным камнем, рассчитывают в соответствие с соотношением (1), используя конкретные величины по

толщине стенки трубы, ее диаметру с учетом модуля упругости и допустимого напряжения на смятие материала трубы. Одновременно глубину проточки выбирают такой

величины, чтобы обеспечить противостояние горному давлению без нарушения цело- стности трубы в зоне перфорирования.

П р им е р конкретного выполнения. Изготовлен опытный образец скважины в

перфорируемом, интервале, представлен

полиэтиленовой трубы П ВП затрубным цементным камнем толщиной 50 мм.

Труба предварительно была проточена на

токарном станке по внешней поверхности

на глубину 5 мм. Собранная конструкция была размещена в сосуде высокого давления и нагружена давлением 10 МПа, затем простреляна перфоратором ППЗ-60 пулями в виде стальных шариков диаметром 8 мм.

В результате выстрелов без трещинообразования получена плотность перфорации 64 отв./м. и увеличилась по сравнению с вариантом модели без проточек в 2 раза. Формула изобретения

Способ ограничения распространения трещин в цементном камне крепи скважины, включающий обсаживаниё скважины обсадными трубами переменного сечения,, цементирование затрубного пространства и

вскрытие продуктивного пласта стреляющим перфоратором, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности за счет увеличения сил сцепления цементного камня с обсадной трубой и

уменьшения трещинообразования в цементном камне при выстреле Перфоратора, перед обсаживанием скважины в интервале продуктивного пласта и между ним и границами ближайших к нему коллекторов увеличивают площадь сцепления обсадной трубы с цементным камнем в п раз в соответствии с соотношением

п -

а о--0,71 0(1

)

Vz

D

-.

где rt - число/характеризующее увеличение площади сцепления обсадной трубы и це- ментного камня;

о о -номинальная толщина стенки обсадной трубы, м;

D - наружный диаметр обсадной трубы, м;

- допустимые напряжения на смятие материала обсадной трубы, Па;

Е - модуль упругости материала обсадной трубы, Па,

Изобретение предназначено для увеличения сил сцепления цементного камня с обсадной трубой и уменьшения трещинообразо- вания в цементном камне при выстреле перфоратора. Перед обсаживанием скважины в интервале продуктивного пласта и между ним и границами ближайших к нему коллекторов увеличивают площадь сцепления обсадной трубы с цементным камнем в п раз в соответствии с математическим соотношением. Обсадные трубы при этом выполняют переменным сечением. 1 ил.