Способ предотвращения прихвата бурильного инструмента в скважине Советский патент 1993 года по МПК C09K7/02 E21B43/00 

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для предотвращения прихвата бурильного инструмента, вызванных действием дифференциального давления..

Цель изобретения -упрощениеспособа.

Способ предотвращения прихвата бурильного инструмента в скважине под действием перепада давления, включающий гидродинамическую изоляцию прихватоопасных пластов путем введения в буровой раствор полимерной композиции, отличающийся тем, что с целью упрощения способа путем исключения дополнительных непроизводительных операций в буровой раствор в качестве полимерной композиции используют водорастворимый полимер оксипропи- лированной полиакриловой кислоты в концентрации 0,5-1,0 мае. % на буровой раствор.

Способ осуществляется следующим образом.

В буровой раствор после первичной ее обработки (10 % глинистый раствор и 3 % КССБ) вводят 0,5 %-1 % от 8 % водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты от объема жидкости. После тщательного перемешивания указанного состава, последний закачивают в скважину, где бурением предполагается вскрытие проницаемых пластов.

Известным фактором в процессе проводки скважин является то, что наличие вы- сокопроницаемых пластов является серьезной предпосылкой для возникновения прихвата колонны бурильного инструмента. В то же время известно, что высокопроницаемые породы содержат в своих порах определенное количество пластовой воды (хлоркальциевого или хлормаг- ниевого типов).

Таким образом в процессе циркуляции происходит фильтрация бурового раствора, фильтрат которой при смешивании с пластовой жидкостью позволяет получить в порах пласта резиноподобную смесь - осадок.

Ё

00

о

00

00

ел

Указанное способствует эффективной гидродинамической изоляции проницаемых пластов, а вместе с тем и эффективному предупреждению прихвата бурильного инструмента в скважине в условиях высоких перепадов давлений.

Оксипропилированную полиакриловую кислоту (ОПАК) получают полимеризацией акриловой кислоты (АК) в водной среде под воздействием водорастворимого ра дика ль- ного инициатора - персульфата аммония или калия (1 % мае. от АК) и оксипропилиро- ванием образующейся полиакриловой кис- лоты (ПАК). Синтез осуществляют в герметичном реакторе при температуре 50- 60°С в инертной атмосфере азота. Общее время реакции 10-12 час. Мольное соотношение АК:ОП . 1; 0,6-1.

Конечный продукт - СПАК содержит до 0,8 моль оксипропильных звеньев на 1 моль исходных звеньев АК. Он хорошо растворяется в дистиллированной,пресной, морской и некоторых пластовых водах. Концентрация СПАК в водном растворе колеблется от 6 до 16 % мае. Для определения эффектив- ности предлагаемого способа и сравнения с известным были проведены зсперименталь- ные исследования.

Образец исследуемой горной породы пропитывается пластовой водой, после чего устанавливается в ячейке бомбы высокого давления. Заливается исследуемая проба бурового раствора с различными добавками оксипропилированной полиакриловой кислоты на образец породы и создается перепад давления в 10,0 МПа. В течение 15 минут или различного времени. После формирования глинистой корки на поверхности образца, оставшаяся часть бурового раствора сливается,

Затем на сформировавшуюся корку на проницаемом образце устанавливается металлический диск и вновь создается перепад давления в 10,0 МПа в течение различной продолжительности времени, после чего производится отрыв металлического диска.

После каждого проведенного эксперимента проводится опыт по продавке осевшего осадка в порах пласта, посредством создания перепада давления обратного направления снизу вверх. Данные этих исследований должны служить качественной прочностной характеристикой полученного в порах образца осадка.,

Результаты проведенных исследований

приведены в таблице Nh 1. Как видно из

таблицы эффективной добавки к исходному

буровому раствору (10 % бентонитный буро. вой раствор - 3 % КССБ 0.5 % окзил)

является 0.5 % от 8 %-го водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты, которая во всех случаях использования вод различных месторождений (Нефтечала, Кюрсангя, Мишовдаг) пропитывающих проницаемых образцов позволяет получить результаты значительного уменьшения сил отрыва металлического диска.

При этом надежность изолирующего осадка характеризуется максимальным значением давления продавки, которая также значительно выше д/1я 0,5 % от 8 %-го водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты, которая во всех случаях использования вод различных месторождений (Нефтечала, Кюрсангя, Мишовдаг) пропитывающих проницаемых образцов позволяет получить результаты значительного уменьшения сил отрыва металлического диска.

При этом надежность, изолирующего осадка характеризуется максимальным значением давления продавки, которая также значительно выше для 0,5 % до 8 %-ой оксипропилированной полиакриловой кислоты нежели для остальных добавок.

Увеличение количества добавки исследуемого полимера в глинистом растворе способствует незначительному проникновению фильтрата бурового раствора в проницаемый образец и получение непрочного осадка (1,5 %) или же получение осадка на границе контакта образец - буровой раствор с незначительным проникновением в поры образца пропитанной минираллизи- рованной пластовой водой.

В качестве прототипа при проведении сравнительных исследований использован способ гидродинамической изоляции при- хвато-опасных зон на .основе смеси, состоящей из 55-65 % глинистого раствора + 10% формалина + 20-30 % ТС - 10.

Приведенные в таблице результаты показывают низкую его эффективность, как при исследовании сил отрыва металлического диска (в 2 раза выше) и в 2-3 раза меньше выдерживают давление продавки нежели в предлагаемом способе.

Как видно из таблицы, к использованию на практике могут быть рекомендованы составы в опытах (№ 2, 6, 10 - 3, 7, 11).

Таким образом,предложенное изобретение обеспечивает, наряду с достижением поставленной цели, и значительно по сравнению с известным решением, снижение времени и затрат на ликвидацию прихвата бурильного инструмента в бурящейся скважине

Экономическая целесообразность предлагаемого способа заключается в сокрэщении затрат времени на ликвидацию осложнений, связанных с проявлением пластовых флюидов в процессе проводки скважины за счет надежной кольматэции стенок ствола.

Формула изобретения Способ предотвращения прихвата бурильного инструмента в скважине под действием перепада давления, включающий гидродинамическую избляцию прихватоопасных пластов путем введения в буровой раствор полимерной композиции; отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения дополнительных 5 непроизводительных операций в буровой раствор, в качестве полимерной композиции вводят водорастворимый полимер ок- сипропилированной полиакриловой кислоты в концентрации 0,5-1 мае. % на 0 буровой раствор.

Способ позволяет осуществить гидродинамическую изоляцию прихватоопасных пластов за счет надежной кольматации стенок ствола, в результате чего сила прихвата бурильного инструмента значительно уменьшается. Способ включает добавление в буровой раствор 0,5-1 мае. % добавки водорастворимого полимера оксипропили- рованной полиакриловой кислоты. 1 табл.