Способ изоляции проницаемых пластов в скважинах Советский патент 1983 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин различного назначения, в частности к техноло гии изоляции проницаемых пластов в открытых или обсаженных стволах.

Известен способ изоляции проницаемых пластов в скважинах, заключающийся в заполнении ствола скважины в интервале залегания изолируемого пласта тгшпонажным раствором и механическом разрушении с помощью скребков фильтрационных корок на стенках ствола для обеспечения интенсивного и глубокого проникновения этого раствора в каналы пласта l3Недостатком этого способа является невозможность применения его для изоляции пластов в кавернозных участках ствола и пластов, представленных слабосцементированными породами. Неэффективность способа в первом случае вызывается ограниченной длиной скребковыхэлементов, во-втором - разрушением породы под воздействием скребков.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изоляции проницаемых пластов в скважинах путем закачки в них тампонажной жидкости под давлением выше пластового С 21.

Недостатками этого способа являются низкая эффективность изоляции пластов в кавернозных участках ствола и невозможность применения его для изоляции слабосцементированных пород; низкая производительность изоляционных работ, поскольку обработке подвергаются лишь участки ствола, испытьшаюа ие непосредствен10ное воздействие давления в местах наименьшей прочности пород. Это вынуждает к длительной поинтервальной обработке стенок в пределах залегания всего изолируемого пласта.

15

Цель изобретения - повышение эффективности изоляции пластов за счет возможности обработки изолируемого пласта по всей его высоте.

Поставленная цель достигается

20 тем, что согласно способу изоляции проницаемых пластов в скважинах путем закачки в них тампонажной жидкости под давлением выше пластового, давление повышают циклически, чере25дуя его со снижением до величины ниже пластового давления, причем в каждом цикле обеспечивают превышение величины роста давления над величиной его снижения с продолжительного

30 роста давления в каждом цикле до момента начала снижения приемистости пласта и продолжительностью снижения давления от цикла к циклу от 5 до 300 с, при этом давление по вышают до давления, не выше давления гидроразрыва. Способ реализуют следующим образом. В скважину до подошвы изолируемо го пласта спускают бурильный инстру мент, снабженный в башмачной части самоуплотняющимися эластичными манжетами. Закачивают в ствол тампонаж ную жидкость в расчете на размещени ее не только в интервале изолируемого пласта, но и выше с запасом, обусловленным количеством задавливаемой в пласт тампонажной жидкости Поднимают инструмент выше головы тампонажной жидкости, разместив баш мачное устройство в некавернозном . участке ствола или в ранее опущенной обсадной колонне, и начинают процесс изоляции пласта. Для этого производят подъем инструмента со скоростью, позволяющей достичь за.данного снижения давления АР , рав- V- д) где Р - давление гидростатического столба промывочной жидкости на глубинах залегания изолируемого пласта Р - пластовое давление; ЛР./- величина снижения давления на пласт (величина депрессии) ,, Контроль за величиной АР осуществляют с помощью индикатора веса на буровой, В связи с уменьшением под башмаком забойного давления на АР вес движущегося инструмента во растает на величину ДС.: Дбд Мз. где D - номинальный диаметр скважины. Результатом снижения давления ниже пластового является движение пластовых флюидов в направлении скв жины и в связи с этим отслоение от стенок фильтрационных корок, препятствующих проникновению тампонаж ной жидкости в каналы проницаемых пород. По окончании подъема инструмента производят спуск его со скоростью, обеспечивающей повышение забойного давления на величину CvP : ЛРГ РПК+ ДРр) - Р гдеЛРр - величина репрессии на пласт. Суммарное забойное давление при этом не превышает давления гидроразрыва пород, а рост давления пре вытает величину его снижения относительно пластового давления. Регламентированная величина ДРр достигнута и выдержана в ориентации на показания индикатора веса. Вследствие увеличения гидравлического давления под инструментом вес на крюке уменьшается на величину AGpt Продолжительность роста давления определяют по.изменению во времени приемистости пласта, величина которой пропорциональна скорости спуска инструмента. Приемистость (или скорость спуска инструмента) приобретает определенное значение в начале спуска и по мере проникновения тампонажной жидкости в каналы пласта постепенно снижается. Однако проникновение в пласт тампонажной жидкости в последней стгщии резко затормаживается из-за формирования кор ки на стенках скважины. При этом отмечается резкое снижение скорости спуска инструмента при сохранении величины пригруза .uGp. Дальнейшее воздействие на стенки избыточным давлением приводит лишь к возрастанию толщины и плотности фильтрационных корок. Поэтому резкое снижение скорости спуска служит сигналом к остановке и началу последующего цикла снижения и повышения забойного давления. В завершающей стадии изоляционных работ приемистость с самого начала воздействия на стенки избыточным давлением будет минимальна (близка к нулю), что свидетельствует о полном насыщении каналов в призабойной зоне пласта тампонажной жидкостью т.е. о создании в каналах такого тампона, который способен выдерживать избыточное давление в пределах заданной величины Лр,. Изоляционные работы всегда начинают, создавая депрессию на минимальное время. Низкая приемистость или отсутствие.ее при последующем спуске инструмента свидетельствуют о недостаточной длительности депрессии. Поэтому от цикла к циклу время воздействия на пласт увеличивают до появления приемистости, достаточной для успешного завершения изоляционных работ. П Р и м.е р. Условия: изолируемый пласт на глубине (Н) 2400 м, пластовое давление (Ррд ) 240 кгс/см,плотность жидкости, заполняющей скважину (р) 1,2. диаметр скважины О,.19 м, величина депрессии (Д1) 20 кгс/см, величина повышения давЛенин (АРр) -80 кгс/см, градиент давления гидроразрыва пластов (q) 0,15 кгс/см м. Основные технологические парамет ры процесса изоляции: величина снижения забойного давления лр по формуле (1) (240-20) 68 кгc/cм величина увеличения нагрузки на крю ке (по индикатору веса) ДСд по формуле (2) 19 дСд 19300 кгс; величина повышения забойного давления ЛР по формуле (3) : А ). 32 кгс/см величина снижения нагрузки на крюке АСк по формуле (4): . 9100 кгс; AGp 32 давление гидроразрыва пород (Рцр )г 0,15-2400 360 кгс/с давление на забое при спуске инстру мента (Ра) : л, JJi + .,, Ц2.2400 + 32 . 10 320 кгс/см. i Таким образом, нагнетание тампонажной смеси в пласт ,рсу1цествляют при забойном давлений меньшем давления гидроразрыва пород. Наряду с прямым назначением изоляции поглощающих или газонасыщенных пород, пластов с подошвенной во дой, анс 1ально высоким или аномальн низким пластовым давлением предлагаемый способ может быть применен для восстановления герметичности затрубного пространства скважин,через башмак или перфорированный учас ток для ремонта обсадных колонн в интервалах нарушения герметичност Положительный, эффект от применения предлагаемого способа обеспечивается возможностью изоляции пла1Стов, сложенных слабосцембнтированными породами или залегающих в кавернозных участках скважины, сокращет нием времени изоляционных работ, поскольку гидравлическому воздействию подвергаются стенки ствола по всей высоте изолируемого плАста, Кроме того, эффективность работ возрастает вследствие непрерывного контроля за процессами насыщения каналов и управления этими процессамми. Экономический эффект в расчете на одну скважину составляет не менее 212,5 тыс,руб. . Формула изобретенияг Способ,изоляции проницаемых пластов в скважинах путем закачки в них Тс мпонажной жидкости под давлением выше пластового, отличающий с я тем, что, с целью повышения эффективности изоляции пластов за счет возможности обработки изолируемого пласта по всей его высоте,давление повышают циклически, чередуя его со снижением до величины ниже пластового давления, причем в каждом цикле обеспечивают превышение величины роста давления, над величиной его снижения с продолжительностью роста давления в каждом Цикле до момента начала снижения приемистости пласта и продолжительностью снижения давления от цикла к циклу от 5 до 300 с, при этом давление повышают до давления не выше давления гидроразрыва. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Курочкин Б.М. и др. Интенсификация процесса кольматации мелкопористых пластов механическим способом. Нефтяное хозяйство, № 8, М,, Недра, 1972, с..20-28. 2.Крылов В.И. и др., Совершенствование технологии изоляции зрн поглощения при бурении скважин, ОН, серия Бурение , М., ВНИИОЭНГ, 1978, с. 14-17.