Способ промывки скважин от осадка Советский патент 1983 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к бурению, а именно, к способам промывки скважин.

Одним из сложных случаев осложнения при бурении скважин является образование в стволе скважины каверн большого диаметра. Вследствие значительного увеличения диаметра ствола скважины и резкого падения скорости восходящего потока из кавернозной части шлам не вымывается, происходит обильное шламонакопление и по этой причине не удается вскрыть кавернозный участок на полную мощность для его изоляции. Удаление шлама из призабойной зоны в условиях кавернообразования представляет сложную техническую и технологическую задачу.

Известен способ бурения скважин с дополнительным измельчение1у| частиц выбуренной породы для повышения эффективности въшоса их на дневную поверхность 1 .

Однако при применении зтого способа не достигается зффективная очистка призабойной зоны от шлама, особенно в кавернозной части, требуется установка дополнительных устройств

И задапживается много дополнительного времени.

Известен также способ промывки скважин от осадка с использованием шламоуловителя. Способ заключается в том, что в полость бурильных труб, заполненную промывочной жидкостью, закачивают облегченный агент, создают перепад давления между внутритрубным и затрубным пространствами с последующим его снятием, причем облегченный агент

10 продавливают промывочной жидкостью, которую после снятия давления направляют в затрубное пространство 2.

Основными недостатками известного спосо15ба промывки скважины от осадка являются малая зффективность способа в условиях обильного шламонакопнтеля, необходимость использования забойных шламоуловителей, что усложняет компановку низа бурильного

20 инструмента, вызывает в определенных условиях аварийные ситуации, требует производства дополнительных спуско-подьемных операций. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ промывки скважины от осадка путем прокачивания в скважину через бурильную колонну основного агента, который вытесняют в затрубное пространство и компенсационную емкость облегченным промывочным агентом, при заполнении облегченным промывочным агентом объема бурильных труб создается разность давлений между внутритрубным и затрубным пространствами, облегченный промывочный агент прокачивают до выхода в затрубное пространство выше продуктивного горизонта, после чего снимают противодавление сообщением полости бурильной колонны с атмосферой. Между основным и облегченным промывочными агентами закачивают разделяющий промывочный агент, а в качестве облегченного агента используют пластовую жидкость Недостатком данного способа удаления шл ма из призабойной зоны является значительное усложнение компоновки низа бурильного инструмента вследствие необходимости исполь зования наружного и внутреннего шламоуловителей. Кроме того, облегченный промывочный агент (в данном случае пластовая вода) не является эффективным шламоносителем, особенно в условиях обильного шламонакопления в каверзной части ствола скважины. Целью изобретения является повышение зффективности промывки скважины при нали чии каверн в призабойной зоне ствола скважины. Поставленная цель достигается тем, что согласно изобретению в качестве разделяюще го агента используют вязко-пластическую жид кость с предельным статическим напряжением сдвига не ниже 500 мг/см, которую прокачивают в кавернозную зону в объеме, равном объему.- кавернозной зоны, после сообщения полости бурильной колонны с атмосферой бурильную колонну приподнимают под кавернозной зоной и создают циркуляцию основного промывочного агента по прямой схеме циркуляции. Способ осуществляют следующим образом. После спуска в скважину бурильной колон ны с породоразрушающим инструментом с широким промывочным отверстием до пшамовой пробки создается циркуляция основного промывочного агента, и при вращении колонны бурильных труб породоразрущающий инструмент углубляется в шламовую пробу до забоя или на длину ведущей трубы. Затем в полость бурильной колонны закачивают вязко-пластичную жидкость, например глинистый, полимерный раствор, в объеме, равным объему ствола скважины в каверзной зоне и со статическим напряжением сдв 4 га не ниже 500 мг/см Вязко-пластичную жидкость в кавернозную зону продавливаю, порцией облегченного промывочного агента (воздух, аэрированная жидкость), которую, в свою очередь, продавливают основным промывочным агентом, но без выхода облегченного промывочного агента в затрубное пространство. Таким образом, создают расчетный перепад давления между затрубным и внутритрубным пространствами. После того, как выкидная линий бурового насоса переключается на закачку основного промывочного агента в затрубное пространство через устьевую арматуру, полость бурильной колонны резко сообщают с атмосферой, вызывая импульсный обратный переток жидкости из затрубного пространства в полость бурильной колонны. При реализации созданного перепада давления между затрубным и внутритрубным пространствами высокоскоростной турбулентный поток вязко-пластичной жидкости захватывает, взвешивает и увлекает весь шлам из кавернозной зоны через промывочное отверстие породоразрушающего инструмента в полость бурильной колонны. Затем бурильный инструмент приподнимают несколько выше кавернозной зоны, создают циркуляцию основного промывочного агента, и порция вязко-пластичной жидкости с взвешенными частицами шлама вымывается из полости бурильной колонны через затр}бное пространство на дневную поверхность по прямой схеме циркуляции. Закачка вязко-пластичной жидкости обеспечивает лучшую вымывающую способность каверн от осадка. Вязко-пластичная жидкость удерживает частицы шлама во взвешенном состоянии, предотвращает образование шламовой пробки в полости бурильной колонны и потерю циркуляции ,за время подъема колонны над кавернозной зоной, включения бурового насоса и создания циркуляции основного промывочного агента. При большой мощности кавернозной зоны операцию повторяют. После этого сразу может быть продолжено бурение с целью вскрытия кавернозного участка на полную мощность или же произведена закачка тампонажного раствора в кавернозную зону для ее изоляции. На чертеже представлена схема реализации способа. Для производства работ манифольдную линию 1 буровой установки дополнительно обвязывают с цементировочным агентом 2 и компрессорной установкой 3. Породоразрушающий инструмент. 4 после создания циркуляции основного промывочного агента (например, обычного глинистого или полимерного раствора) 6 буровым насосом 5 углубляют в ишамовую пробку 7. Цементировочным агрегатом в полость бурильной колонны нагнетают вяэкопластичную жидкость с предельным статическим напряжением сдвига не ниже 500 мг/см объемом 0,5 м (глинистый раст вор, полимерный раствор и т.д.), если предположить, что объем кавернозной зоны равен 0,5 м Для удержания наибол крупных частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии в большинстве случаев достаточным является предельное статическое напряжение сдвига бурового раствора, равное 100150 мг/см после 10 мин стояния раствора. Однако значение & вязко-пластичной жидкос ти для вымывания шлама из кавернозной зо иы определяется не максимальным размером (диаметром) частиц вь1буреиной порощ 1, а размерами частиц обвалившихся пород в кавернозной зоне. Для расчета -9 максималь ный размер (диаметр) обвалившейся частицы породы может быть принят d : 40 мм, Поскольку при осуществлении данного способа промывки скважины частицы с большим диаметром не проходят через промывочное отверстие долота и они могут быть встречены крайне редко. По крайней мере при углублении породоразрушающего инструмента в шламовую пробку крупные обвалившиеся частицы породы неизбежно размалываются К концу закачки порции (0,5 м) вязкопластичной жидкости подключают компрессорную установку и закачивают в бурильные трубы облегченный промывочный агент 8 (воздух, азрированная жидкость пена). При заполнении бурильной колонны облегчениой промывочной жидкостью создается перепад давления между зат|рубным и внутритрубным пространствами. Поскольку заканчивается 0,5 м вязкопластичной жидкости и в кавернозной зоне находится 0,5 м шлама, расчетное количество облегченного промывочного агента должно быть таким, чтобы, объем его возд пшного ко понеита, приведенного к нормальным условиям, был равен 1 м. Облегченный промывочный агент, в свою очередь, продавливается основным промывочным агентом (обычным глинистым раствором) 9 до породоразрушш}шего инструмента. Далее полость бурильной колонны соо ается с атмосферой и в ее полость поступает вязко-пластичная жидкость с взвешенными частицами шлама с общим объемом 1м, что в полости бурильных труб диаметром 127 мм занимает расстояние около 100 м. Затем бурильный инструмент приподнимают иад кавернозной зоной, включают буровой насос и по прямой схеме циркуляции вязко-пластичная жишсость со шламом из полости бурильной колонны через затру&юе пространство вымывается на даевную поверхность. Преимуществом предложенного способа, является то, что повышается эффективность промывки скважины от осадка, особенно при наличии кавернозной зоны в стволе скважины; исключается использоваиие сложной системы наружных и внутренних шламоуловителей, производство дополнительных спуско-подъемных операций и в значительной степени сокращается время на ликвидацию данного вида ослояшений; повышается скорость проводки скважииы, исключаются аварийные ситуации... Формула изобретения Способ промывки скважин от осадка, включающий прокачивание в скваядану через бурильную колонну основного, разделяющего и облегченного промывочных агентов, создание перепада давления между затрубным и внутритрубным пространствами с последующим его снятием сообщением полости бурильной колонны с атмосферой, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности промывки скважииы от осащса при наличии каверн в призабойной зоне ствола скважины, в качестве разделяющего агента используют вязко-пластичную жидкость с предельным статическим напряжением сдвига не ниже 500 мг/см, которую прокачивают в кавернодаую-зону в объеме, равном объему кавернозиой зоны, после сообщения полости бурилыюй колонны с .атмосферой бурильную колонну прйподиимают над кавернозной зоной и создают циркуляшю основного гфомывочиого агента по прямой схеме циркуляции. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 362127, кл. Е 21 В 21/00, 1%9. 2.Авторское свидетельство СССР N 287860, кл. Е 21 В 21/00, 1969. 3.Авторское свидетельство СССР К 646029, кл. Е 21 В 21/00, 1977 (прототип).