Способ крепления призабойной зоны скважины Советский патент 1993 года по МПК E21B33/14 

верхней и нижней части с защитной металлической колонной, подачу тампонажного раствора в затрубное пространство осуществляют порциями под давлением, а каждую порцию тампонажного раствора уплотняют на стенках скважины с образованием спиральных ребер жесткости на тампонажном материале, причем перед подачей тампонажного. раствора осуществляют обнажение ст о к пр йзабойной зоны скважины путем ггеретб ка рабочего агента из защитной колонны в затрубное пространство.

СуществОТтредложения заключается в следующем. При бурении скважин вскрываются неустойчивые породы и поглощающие горизонты, которые требуют крепления. Крепление скважин осуществляют путем опускания в скважину колонны обсадных труб с последующей подачей тампонажного раствора в затрубное пространство и закрепление неустойчивых и трещиноватых пород. Одноразовая подача тампонажного раствора не всегда надежно закрепляет стенки скважины, особенно в трещиноватых породах. Раствор может уйти под давлением в трещину и этим снизить качество крепления стенок скважины.

Поэтому нами предложено подавать раствор под давлением в затрубное пространство порциями. Каждую порцию уплотняют на стенке скважины за счет подачи рабочего агента в гибкий трубопровод, который под давлением раздувается увеличиваясь в объеме. Затем давление в гибком трубопроводе сбрасывается и между стенкой-скважины и колонной труб образуется зазор, в который вновь подают порцию тампонажного раствора и уплотняют. Так как уплотнение осуществляют шлангом, имеющим круглое сечение, то на тзмпонажном растворе образуются спиральные ребра, за счет заполнения раствором пространства между витками трубопровода. Перед подачей раствора в затрубное пространство стенки скважины и трещины считают от шлама, неустойчивых кусков породы и т.д, Для этого подают рабочий агент в гибкий трубопровод, который раздувается и занимает пространство между стенками скважины и металлической колонной и центрирует колонну в скважине. Затем резко сбрасывается давление в гибком трубопроводе путем выпуска рабочего агента в металлическую колонну. В межтрубном пространстве образуется зазор, в который устремляется жидкость из полости металлической колонны. В момент образования зазора в межтрубном пространстве образуется разреженная зона, которая способствует обнажению стенок скважины, очистке трещин от шлама,

глины и транспортировке этих частиц выше зоны разрежения за счет перетока жидкости в межтрубное пространство. Раствор, поступающий в очищенную зону лучше проникаетвтрещины и щели, а образовавшаяся рубашка из тампонажного материала с ребрами жесткости надежно защищает полость скважины от утечек промывочной жидкости и вращающегося снаряда.

На фиг. 1 изображена схема установки колонны труб на забое скважины; на фиг. 2 - процесс заполнения гибкого трубопровода рабочим агентом; на фиг. 3 - процесс обнажения стенок скважины и очистка трещин; на фиг. 4 - подача тампонажного раствора в затрубное пространство; на фиг. 5 - процесс уплотнения тампонажного материала на стенке скважины; на фиг. 6 - сброс давления рабочего агента в гибком трубопроводе и образование ребер жесткости на тампонажном материале; на фиг. 7 - подача второй порции тампонажного материала в затрубное пространство; на фиг. 8 - уплотнение тампонажного материала на стенке

скважины; на фиг. 9 - образование зазора

между стенкой скважины и колонной труб.

Схемы содержат скважины 1, в которых

размещены металлические защитные трубы

2 снабженные гибким трубопроводом 3 и

покрытые эластичной оболочкой 4, герметично соединенной в верхней части и нижней части с защитной металлической колонной 2. Гибкий трубопровод 3 верхним концом соединен с внутренней полостью

колонны 2 через отверстие 5. В нижней части колонны 2 установлен уплотнительный элемент, а внутри нее размещают тампо- нажный материал 7.

Способ крепления призабойной зоны

скважины осуществляют в следующей последовательности операций. В процессе бурения скважины, проходимой в неустойчивых, склонных к обрушению породах и поглощающих промывочную жид5 кость, требуется ее крепление. Крепление призабойной зоны скважины осуществляют путем опускания в скважину 1 защитных металлических труб 2, с последующим закреплением затрубного пространства путем

0 подачи тампонажного раствора 7 через трубы 2. В связи с тем, что при этом образуется рубашка 8 недостаточной прочности, авторы предлагают очищать стенки скважины 1, уплотнять тампонажный материал 7 настен5 ке скважины 1 и образовывать на нем ребра жесткости 9. Для этого защитная металлическая колонна 2 оснащена гибким трубопроводом 3 на длину, превышающую высоту закрепляемого горизонта. Гибкий трубопровод 3 сверху покрыт эластичной оболочкой

4 , концы которой закреплены на колонне 2. Выше места закрепления эластичной оболочки 4, трубы 2 могут иметь меньший диаметр (например, бурильные трубы).

После спуска защитных металлических труб 2 в призабойную зону, трубы 2 приподнимают над забоем и осуществляют промывку затрубного пространства. При этом жидкость подают через внутреннюю часть труб 2, Затем колонну 2 опускают на забой (см. фиг. 1). В нижней части труб 2 установлен уплотнительный элемент 6, который герметизирует полость колонны 2. В колонну 2 подают промывочный агент (техническую воду, глинистый раствор, пену и т.д.) под давлением и через отверстие 5 в гибкий трубопровод 3, нижний конец которого заглушен. Гибкий трубопровод 3 раздувается и занимает объем кольцевого зазора между колонной 2 и стенками скважины 1. (см. фиг. 2). При этом колонна 2 центрируется в стволе скважины 1. После центрирования колон- ны 2 ее приподнимают и сбрасывают давление в трубопроводе 3 (см. фиг. 3). Резкое сбрасывание давления в колонне 2 и в гибком трубопроводе 3 приводит к образованию зоны в затрубном пространстве и перетоку жидкости из колонны 2 и гибкого трубопровода 3 в затрубное пространство. В разряженной зоне со стенок скважины 1 происходит отрыв прилипших частиц глины и шлама, а также вымывание их из трещин пород за счет перетока жидкости из трещиноватых пород и колонны 2. После окончания процесса очистки стенок скважины 1, в колонну подают тампонажный материал 7 (см. фиг. 4) (например, таблетированные тампонажные смеси, смеси в пакетах, БСС, смола КМФТ или цементный раствор) при приподнятой колонне 2. Количество тампо- нажного материала 7 должно быть таким, чтобы оно не перекрывало отверстие 5. Затем тампонажный материал 7 подают в за- трубное пространство. В затрубное пространство предусматривается подавать строго определенное количество тампонаж- ного материала, часть которого не остается в защитной металлической колонне 2. Порцию раствора 7 уплотняют в затрубном пространстве (см. фиг. 5). Для этого колонну 2 опускают на забой скважины 1 и создают давление внутри нее и в гибком трубопроводе 3. Гибкий трубопровод 3 раздувается и

воздействует на раствор 7, прижимая его к стенке скважины 1. Так как трубопровод 3 покрыт эластичной оболочкой 4, то раствор 7 легко продавливает оболочку 4 между витками трубопровода 3 заполненного жидкостью под давлением и образует рёбра жесткости 9 на защитной рубашке 8 из там- понажного материала 7. После ОЗЦ образуют зазор (см. фиг. 6) между колонной 2 и защитной рубашкой 8, путем сброса давления в колонне 2 и трубопроводе 3. Время выдерживания тампонажного материала 7 под давлением равняется времени его твердения (например, для смолы КМФТ - 5-10 минут в зависимости от концентрации кислоты и глубины скважины). Далее подается следующая порция тампонажного материала 7, который проникает между эластичной оболочкой 4 и защитной рубашкой 8 под давлением (см. фиг. 7, 8, 9). Оболочка 4 продавливается раствором 7, так как полость гибкого трубопровода 3 связана с внутренней полостью колонны 2 и давления в них уравниваются. После подачи тампонажного материала 7, колонна 2 опускается на забой

и герметизируется ее внутренняя полость, в которой создается давление путем подачи промывочного агента. Агент поступает в гибкий трубопровод 3, который увеличивается в объеме и уплотняет через эластичную

оболочку 4 тампонажный материал на стенке скважины 1 с образованием на нем спиральных ребер жесткости. По мере надобности процесс крепления повторяют. По окончании крепления призабойной зоны

скважины 1 колонну 2 с гибким трубопроводом 3 и эластичной оболочкой 4 извлекают на поверхность.

Таким образом, уплотнение защитной рубашки на стенке скважины и образование на ней ребер жесткости позволит повысить качество крепления призабойной зоны скважины и ликвидировать поглощение промывочной жидкости.

Область применения: используется для ликвидации поглощений и крепления стенок скважины. Цель - повышение надежности крепления стенок скважины и снижение затрат на производство работ. Сущность изобретения заключается в том, что в скважину опускают неметаллические трубы с Изобретение относится к области бурения геологоразведочных, гидрогеологических и геотехнологических скважин. Известен способ крепления призабой- ной зоны скважины, включающий спуск неметаллических труб, с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подачу тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну. Недостатком этого способа является использование в качестве рабочего агента сжатого воздуха, низкое качество цементирования при наличии трещин, в поглощающих .горизонтах и проведение работ по образованию щелей, что значительно повыразмещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом. Заполняют гибкий трубопровод рабочим агентом и подаюттампонаж- ный раствор в затрубное пространство через защитную металлическую колонну. Перед подачей тампонажного раствора осуществляют обнажение стенок призабойной зоны скважины путем создания разреженной зоны и перетока рабочего агента из защитной колонны в затрубное пространство. Неметаллическую колонну выполняют из эластичного материала и герметичко соединяют в верхней и нижней частях с защитной металлической колонной, а подачу тампонажного раствора в затрубное пространство осуществляют порциями под давлением, причем каждую порцию тампонажного раствора уплотняют на стенках скважины с образованием на тампонажном материале спиральных ребер жесткости. 9 ил. шает затраты на производство буровых работ. Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности крепления стенок скважины и снижение затрат на производство работ. Поставленная цель достигается тем, что в способе крепления призабойной зоны скважины, включающем спуск неметаллических труб, с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подачу тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну, согласно изобретению, неметаллические трубы выполняют из эластичного ма- териала, герметично соединенных в ел XI 00 Ю О CN О

Формула изобретения

Способ крепления призабойной зоны скважины, включающий спуск неметаллических труб с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подэчу

тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления стенок скважины и снижения затрат на производство работ, неметаллические трубы выполняют из эластичного материала, герметично соединенными в верхней и нижней

частях с защитной металлической колонной, подачу тампонажного раствора в затрубное пространство осуществляют порциями под давлением, а каждую порцию тампонажного раствора уплотняют на стенках скважины с образованием спиральных ребер жесткости на тампонажном материале; причем перед подачей тампонажного раствора осуществляют обнажение стенок призабойной зоны скважины путем создания разреженной зоны и перетока рабочего агента из защитной колонны в затрубное пространство.