Способ крепления скважины потайной колонной Советский патент 1993 года по МПК E21B33/13 

Изобретениееотносится к горному делу, преимущественно к нефтяной и газовой промышленности, и может быть использовано при строительстве скважин.

Известен способ крепления скважин потайной колонной, включающий сборку потайной колонны из труб на поверхности, спуск ее в скважину и цементирование после того, как часть скважины закреплена промежуточной колонной или кондуктором и скважина углублена и расширена ниже башмака промежуточной колонны до глубины спуска потайной колонны.

В известном способе для обеспечения спуска потайной колонны в скважину наружный диаметр (или наружный диаметр ее муфт) должен быть меньше внутреннего диаметра промежуточной колонны на некоторую величину, обеспечивающую беспрепятственный ее спуск в скважину и возможность течения бурового и цементного раствора в интервале перекрытия колонны при цементировании. Пример использования сочетания диаметров обсадных колонн и по- родоразрушающих инструментов-долот для крепления скважины потайной колонной известным способом представлен в табл. 1. .

Для спуска и цементирования потай- ной колонны из труб диаметром 219 мм

00

ю

Ч) 00

ел

ствол скважины, пробуренный долотом диаметром 244,5 мм, расширяется до диаметра 269 мм. При этом использование безмуфтовых, гладких типа ОП или ТБО труб не дает возможность уменьшить диаметр промежуточной колонны. При использовании труб типа ТБО с диаметром раструба 231,8 мм ствол скважины, пробуренный долотом диаметром 244,5 мм, можно не расширять.

Основной недостаток известного способа - существенное уменьшение диаметра обсаженной масти скважины

после крепления ее потайной колонной,

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем спуск в скважину и цементирование по

С использованием известного способа не быть реализована конструкция скважины, например, с после- .

к-/ к к oft крайней мере одной промежуточной ко- довательными диаметрами спущенных об- /и J

25

30

садных колонн 324 - 244,5-219-140 мм при условии прохождения колонны диаметром 219 мм внутри колонны диаметром 245 мм. Последнего можно достигнуть, например, при кольцевом зазоре 2,7 мм, т.е. если толщину стенки колонны из труб .диаметром 244,5 мм по ГОСТ 632-80 принять равной 10 мм. Однако, при этом, как показывают расчеты, в связи с очень высокими потерями давления в кольцевом зазоре между потайной и промежуточной колоннами, цементирование последней не может быть выполнено.

Наиболее близким по технической 35 сущности и достигаемому результату является способ крепления скважин по- /айной колонной, включающий сборку потайной колонны из труб на поверхности, спуск ее в скважину и цемен- 40 тирование после того, как часть-скважины закреплена промежуточной колон- нрй, состоящей в ее нижней части длиной, равной длине их перекрытия потайной колонной, из труб большего 45 диаметра, чем выше расположенные обсадные трубы, и скважина углублена и расширена ниже башмака промежуточной КОЛОННЫ;

Известный способ обладает тем не- QQ достатком, что для крепления скважины потайной колонной ее наружный -диаметр или наружный диаметр соединений труб должны быть меньше внутреннего диаметра промежуточной колонны на величину, обеспечивающую ее транспортиг ровку с поверхности до забоя скважины, что ограничивает толщину стенки j промежуточной колонны. Например, при

55

лонны или кондуктора, бурение скважи ны ниже глубины спуска промежуточной колонны и расширение этого интервала спуск потайной колонны на глубину ни же башмака промежуточной колонны и ее цементирование, потайную колонну спускают в скважину в два этапа: на первом этапе она спускается в скважину вместе с промежуточной колонной и устанавливается в ее нижней части, а на втором этапе после бурения и расширения скважины ниже башмака промежуточной колонны спускается на проектную глубину и цементируется,.

5 .

На фиг.1 показано положение потай ной колонны внутри нижней части промежуточной колонны после спуска последней в скважину; на фиг.2 - положение потайной колонны в открытом стволе скважины после его бурения и расширения в момент окончания цементирования. На фиг.1 и 2 показаны промежуточная колонна 1, переводник 2, соединяющий верхнюю часть промежуточной колонны 1 с нижней ее частью относительно большего диаметра, потайная колонна 3 нижняя часть 4 промежуточной колонны, обратный клапан 5, башмак 6 промежуточной колонны, бурильная колонна 7, на которой подвешивается потайная колонна, специальный переводник 8 для соединения с потайной колонной для спуска ее в скважину и отсоеди- .нения от нее после ее цементирования, верхняя секция 9 цементировочной пробки, нижняя секция 10 цементировочной пробки, посадочный патрутолщине стенки 12 мм промежуточной колонны из труб диаметром 244,5 мм ее внутренний диаметр будет равен 220,5 мм, а с учетом погрешностей изготовления колонна из труб диаметром 219,1 мм не может быть использована в качестве потайной.

Промежуточная колонна диаметром 244,5 мм не может быть использована в качестве потайной колонна из труб диаметром 219 мм типа ТБО или с муфтами уменьшенного диаметра.

Цель изобретения - уменьшение Тру- доемкьсти и стоимости работ по строительству скважины.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем спуск в скважину и цементирование по

.

крайней мере одной промежуточной ко- J

лонны или кондуктора, бурение скважины ниже глубины спуска промежуточной колонны и расширение этого интервала, спуск потайной колонны на глубину ниже башмака промежуточной колонны и ее цементирование, потайную колонну спускают в скважину в два этапа: на первом этапе она спускается в скважину вместе с промежуточной колонной и устанавливается в ее нижней части, а на втором этапе после бурения и расширения скважины ниже башмака промежуточной колонны спускается на проектную глубину и цементируется,.

5 .

На фиг.1 показано положение потайной колонны внутри нижней части промежуточной колонны после спуска последней в скважину; на фиг.2 - положение потайной колонны в открытом стволе скважины после его бурения и расширения в момент окончания цементирования. На фиг.1 и 2 показаны промежуточная колонна 1, переводник 2, соединяющий верхнюю часть промежуточной колонны 1 с нижней ее частью относительно большего диаметра, потайная колонна 3 нижняя часть 4 промежуточной колонны, обратный клапан 5, башмак 6 промежуточной колонны, бурильная колонна 7, на которой подвешивается потайная колонна, специальный переводник 8 для соединения с потайной колонной для спуска ее в скважину и отсоеди- .нения от нее после ее цементирования, верхняя секция 9 цементировочной пробки, нижняя секция 10 цементировочной пробки, посадочный патрубок 11 цементировочной пробки из легко разбуриваемого металла.

Пример. Проектная глубина скважины - 3800 м.

Глубина спуска обсадных колонн: кондуктора 800 м, промежуточной колонны 3100 м, потайной колонны 3500 м, эксплуатационной колонны 3800 м.

Эксплуатационная колонна принимается из труб диаметром мм (по ГОСТ 632-80 как и другие ниже указанные трубы). Бурение под эксплуатационную колонну осуществляется долотом диаметром 190,5 мм.

Промежуточная колонна принимается комбинированная из труб диаметром 2kk,5 мм в верхней части в интервале 0-2600 м, из труб диаметром 273 м с толщиной стенки 10,2 мм в интервал 2600-ЗЮО м. Внутренний диаметр этой секции 252,7 мм.

Потайная колонна, принимается из обсадных труб диаметром 219,1 мм с муфтами уменьшенного диаметра 231,8 мм. Эта колонна длиной 500 м устанавливается внутри нижней секции промежуточной колонны и собирается и спускается в скважину одновременно с ней. Верхняя и нижняя трубы потайной колонны центрируются в промежуточной колонне и крепятся к последней.

Промежуточная колонна цементируется по обычной технологии. Вскрытие башмака колонны и бурение до глубины спуска потайной колонны осуществляется долотом диаметра 190,5 мм, после чего пробуренный интервал расширяется до диаметра мм.

Потайная колонна спускается в открытый ствол скважины на бурильной колонне. Специальные устройства головы потайной колонны и низа бурильной колонны - подвески обеспечивают как соединение бурильной колонны с потайной для ее спуска в открытый ствол скважины, так и разъединение ее от потайной колонны после цементирования последней.

В нижней части бурильной колонны крепится нижняя секция секционной продавочной пробки. К торцу последней соединяется патрубок длиной 1,52 м из легкого разбуриваемого металла, назначение которого обеспечит посадку цементировочной пробки на забой скважины.

Цементирование потайной колонны осуществляется следующим образом:

забой скважины тщательно промыаа- ется с использованием гидромониторно-. го долота,

после соединения с бурильной колонной подвеской и отрыва от промежуточной колонны потайная колонна спус- Q кается до посадки ее на забой, затем поднимается над забоем на 0,,6 м.

Момент отрыва колонны от забоя определяется по восстановлению циркуляции бурового раствора через кольце- 5 вое пространство.

В колонну закачивается цементный раствор, после чего запускается верхняя секция продавочной пробки.

Закачивается продавочная жидкость. 0 Окончание продавки фиксируется по росту давления на агрегатах в момент касания посадочного патрубка продавочной пробки с забоем.

Через промывочное окно в перевод- 5 нике 8 избыток цементного раствора над потайной колонной вымывается из скважины.

После образования цементного камня бурильная колонна - подвеска от- 0 соединяется от потайной колонны и поднимается из1скважины.

Таким образом, реализуется конструкция скважины менее трудоемкая и более экономичная, чем по известным решениям. В табл. 2 даются сравни5

тельные данные по известному и предлагаемому способам.

Согласно приведенным в табл. 2 данным предлагаемое техническое решение обеспечивает при условиях взятого примера уменьшение объема горной выработки в 1,06 раза, а расход металла в 1,12 раза в сравнении с прототипом.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого технического решения возникает за счет:

уменьшения расхода материалов (металла, цемента, барита, химических

реагентов),

увеличения механической скорости и проходки на долото при бурении долотами сравнительно меньшего диаметра,

уменьшения продолжительности бурения .

Увеличение коммерческой скорости бурения может достигать 10-20% и более.

В объединении Туркменнефть ежегодно бурится 10-15 скважин, при строительстве которых можно реализовать предлагаемое техническое решение.

Средняя экономическая эффектна ность по одной скважине составит 100 тыс. руб. Экономическая эффективность j например, по объединению - Туркменнефть за 1 год составит 1,0- 1,5 млн.руб.

Формула изобретения

Способ крепления скважины потайной колонной, включающий спуск в скважину и цементирование по крайней1 мере одной промежуточной колонны или кондуктора, бурение скважины ниже глубины спуска промежуточной колонны

и расширение этого интервала, спуск потайной колонны на глубину ниже башмака промежуточной колонны и ее цементирование, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и стоимости работ по строительству скважин, сначала потайную колонну спускают в скважину вместе с промежуточной колонной, устанавливая ее внутри промежуточной колонны в ее нижней части, причем используют потайную колонну наружным диаметром не менее внутреннего диаметра вышерасположенной части промежуточной колонны, а спуск потайной колоны на глубину ниже башмака промежуточной колонны осуществляют после бурения и расширения ствола скважины ниже башмака промежуточной колонны.

Использование: в горном деле, преимущественно в нефтяной и газовой промышленности, и может быть использовано при строительстве скважин. Сущность изобретения: способ включает спуск в скважину промежуточной колонны или кондуктора и ее цементирование, бурение скважины ниже глубины спуска промежуточной колонны и расширение этого интервала, спуск потайной колонны на глубину ниже башмака промежуточной колонны и ее цементирование. Спуск потайной колонны осуществляют в два этапа: сначала потайную колонну спускают в скважину вместе с промежуточной колонной и устанавливают внутри в нижней части последней, затем спуск потайной колонны в открытый ствол скважины и цементирование осуществляют после бурения и расширения скважины ниже башмака промежуточной колонны. 2 ил. Ј

Использование стандартных труб по ГОСТ-632-80

Таблица 1

320 273

.269. 219,1

19А5 139,7

Таблица 2

ет использование труб диаметром 260 мм, не предусмотренных ГОСТ 632-80. Промежуточная колонна, комбинированная из труб диаметром 260 и 273,1 мм. Перед спуском и цементированием потайной колонны ствол скважины пробуренный долотом ф 215,5 мм, расширяется до ф ,5 мм. В предлагаемом решении промежуточная колонна, комбинированная из ,5 и 273,1 мм труб. Перед спуском и цементированием потайной колонны ствол скважины пробуренный долотом ф 190,5 мм, расширяется доф 2М,5 мм. Если потайную .колонну проектировать из труб диаметром 219,1 мм с полно размерными муфтами диаметром- 2М,5 мм, то ствол пробуренный долотом диаметром 190,5 мм расширяется до диаметра 260-269 мм.

фиг.1

Фиг.2