Способ крепления скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН

{

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к способам крепления скважин при их строительстве.

Известен способ крепления скважины включающийзамену скважинной жидкости глинистым раствором, обработку ствола скважины раствором с крепящими свойствами и закачку тампонажного раствора в заколонное пространство. При этом раствор с крепящими свойствами включает техническую воду, тампонажный портландцемент, глину, кальцинированную спду и кярГОксиметилцеллюлозу КМЦ 1.

При использовании данного способа на стенках скважины образуется тонкая твердеющая корка, которая по своим механическим и гидроизолирующим свойствам, хотя и превосходит глинистую корку, но все же обладает низкими прочностными и адгезионными показателями, так как в ее составе имеются КМЦ и инертньи н.июль нтель

глина. Наличие в растворе гидратиро ванных частиц глины и молекул полимерного материада КМЦ ослабляет физико-химическое взаимодействие между цементными частицами. Это удлиняет сроки схватывания у формируемой корки, а также снижает механические и адгезионные свойства цементного камня, что в свою очередь, приводит к снижению сопротивления контактной

10 зоны порода-цементный камень гидропрорыву. Эти недостатки не позволяют обеспечить надежное разобщение пластов, особенно на поздней стадии разработки месторождений.

15

Известен также способ крепления скважин, включающий замену скважинной жидкости глинистыь раствором, обработку ствола скважины раствором с крепящими свойствами и буферной

20 жидкостью, закачку цементного раствора в заколонное пространство. В качестве крепящего раствора используют силикатр(О-крепящий раствор (СКР) , содержащий в своем составе техническую воду, товарное жидкое стекло и карбоксиметилцеллншозу 2}, Недостатком этого способа является низкое качество Крепления поскольку упрочнение глинистой корки в результате взаимодействия с силикатами происходит,лишь на глубину до 4 мм, тогда как общая ее толщина достигает 8-10 мм и более. Такая гли нистая корка на проницаемых стенках остается на весь период существования скважины, что, в свою очередь, приводит к снижению сопротивления контактной зоны порода-цементный ка мень гидропрорыву и преждевременному обводнению скважин пластовыми вод ми. Цель изобрете1дая - повышение качества крепления скважин. Поставленная цель достигается тем что согласно способу крепления, обработку ствола скважины раствором с крепяпщми свойствами осуществляют пе ред заменой скважинной жидкости глинистым раствором. В качестве крепящего раствора может быть использован силикатно-крепящий раствор (СКР), содержащий в своем составе техническую воду, товарное жидкое стекло и карбоксиметилцеллюлозу. Водорастворимые силикаты, проника Б поры коллектора, вступают в реакцию с катионами поливапентных металлов, находящихся в поровой жидкости. Продукты реакции - гидросиликаты соответствующих металлов труднорастворимы и способствуют уменьшению порового объема и, следовательно, снижают проницаемость прискважинной зоны коллектора. Кроме того, в зоне прони новения СКР образуется кремниевая ки лота, обладалядая тампонирующими свой ствами. Все это позволяет уменьшить фильтрацию жидкости из скважины в пласт, толщину фильтрационной глинис той корки и вероятность прихвата колонн, а также облегчить работы, связанные с удалением глинистой корки. И повысить надежность разобщения пла тов при креплении. Работы осуществляют в следующей последовательности. Пласты имекщие коэффициент аномал кости давления жидкости до 1,0, вскр вают с промывкой еётественной водной суспензией (ЕВС), в том числе обработанной поверхностно-активными веществами (ПАВ). Затем до замены ЕВС глинистым раствором, скважину обрабатывают путем закачивания по бурильным трубам крепящего раствора, например, силикатно-крепящего раствора (СКР) следующего состава, вес.%: Товарное жидкое стекло 4,4-7,1 Карбоксиметилцеллюлоза 0,2-0,4 Техническая бола 95,4-92,5 Время непосредственного контакта СКР с обрабатываемым интервалом разреза скважины должно быть не менее 3-5 мин. Объем СКР определяется исходя из диаметра скважины и скорости восходящего в заколонном пространстве потока жидкости или мощности обрабатываемого интервала. В случае малой минерализации естественной водной суспензии перед СКР в скважину прокачивают 2 - 3 м водного раствора минеральных солей, например, хлористого кальция 3-8%-ной концентрации или пластовой девонской воды(ПДВ) . Далее ЕВС в скважине заменяют на глинистый раствор и осуществляют геофизические исследования, спуск колонны, по окончании этих работ скважину промывают буферной жидкостью и производят цементирование заколонного пространства. При осуществлении способа на стенках скважины формируется глинистая корка значительно меньшей толщины, чем при обычном способе. Такая глинистая корка легко отмывается моющей буферной жидкостью, что положительно сказывается на надежности разобщения пластов. Пример 1. Скважину № 4733 Шегурчинской площади Альметьевского УБР пробурили долотом .215,9 мм с промывкой естественной возной суспензией, обработанной поверхностно-активным веществом (ПАВ) - превоцеллом шкапау 0,35%(по объему) . В период последнего долбления: при вскрытии продуктивного пласта, залегающего на глубине 1189-1191 м, в мернике цементировочного агрегата приготовили силикатно-крепящий раствор указанного состава. Для этого мерник заполнили тремя, м технической , 200 л жидкого стекла и 12 кг КМЦ. После полного растворения последнего путем добавления технической оды довели объем раствора до 4 м После вскрытия пласта в бурильную колонну Перед глинистым раствором затсачали подготовленный объем СКР и 1,5 м технической воды-(в качестве разделительной жидкости) и продавили их по заколонному пространству на поверхность глинистым раствором при работе одного бурового насоса БРН-1 производительностью 8-10 л/с.

После подъема бурильной колонны проводят геофизические исследования,, спускают колонну, после чего осуществляют промывку ствола скважины глинистым раствором, затем закачивают буферную жидкость, представляющую техническую воду в объеме 5 м. Дале цементировочным агрегатом в заколонное пространство.закачивают цементный раствор плотностью 1,75 и 1,80 г/см в объеме 28 м, который продавлен до расчетной высоты (до устья).

Дянные кавернометрии, проведенной через 2 и 8 ч после замены EBG на глинистый раствор показывают, что сужения ствола в интервале залегания .нефтеносного пласта практически не происходит. Это свидетельствует об отсутсвии на стенках скважины толсто фильтрационной корки.

В аналогичным условиях в скважине № 1194 на щегурчинской площади, где интервал залегания нефтеносного песчаника (1 107-11 1 1 м) не обработан СКР толщина глинистой корки составляла 5-6 мм.

Известный и предлагаемьш способы испытывали в лабораторных условиях.

Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

При предварительном воздействии на керны силикатно-крепящим раствором СКР-1 толщина глинистой корки знчительно Меньше.

Как видно из таблиц,характерным для предлагаемого способа является снижение в 3-4 раза толщины формируемой глинистой корки на кернах, причем корка, сформированная после сниже-. кия проницаемости керна,менее прочная и легче удаляется при цементировании в процессе прокачивания буферной жидкости.

Применение способа позволяет предотвратить формирование толстой плотной глинистой корки, отрицательно влияющей на качество крепления скважины .

На стенках скважины, обработанных раствором с крепящими свойствами до перехода на бурение глинистым раст вором, образуется малопрочная глинистая корка незначительной толщины.

Сформированная тонкая глинистая корка легко от1«В)1вается буферной жидкостью. При отсутствии глинистой кор ки обеспечивается хорошее сцепление цементного камня с породой, что поз-

воляет повысить качество крепления и надежность разобщения пластов, а следовательно, сократить число капиталь°ньгх ремонтов, связанных с обводнением скважин.

При известной технологии цементирования количество обводненных скважин в первые три месяца эксплуатации составляет 23,5%. Применение предлагаемого способа позволяет сократить . число таких скважин примерно на 50%. По объединению Татнефть средняя стоимость одного капитального ремонта, связанного с изоляцией вод, за 1978 год составляет 12,8 тыс.руб.

Следовательно, на каждые 100 скважин экономия составит: 12,8 х 23,3 150 тыс. руб.

Таблица 1

Таблица 2