Способ ликвидации прихватов колонны труб в скважине

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам освобождения прихваченной в скважине колонны бурильных труб. Цель изобретения - повышение эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения температуры в зоне прихвата и перемещения фронта максимальной температуры за экранированную колонной труб зону пласта . Для достижения этой цели в скважину закачивают концентрированную серную кислоту (КСК) и выдерживают ее в зоне прихвата под давлением в течение времени ее фильтрации в пласт на глубину трех-четырех радиусов скважины. Перед вымывом созданием депрессии возвращают часть КСК в скважину в объеме 20-30% от отфильтрованной в пласт. В результате происходит разрушение фильтрационной корки КСК и ее тепловое разрушение. При этом значительное повышение температуры в приствольной части пласта приведет к образованию в нем системы микротрещин и, как следствие, к увеличению ее проницаемости . Это способствует выравниванию давления в скважине и пласте и уменьшению прижимающей силы. 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ф)5 Е 21 В 31/03, 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4665690/03 (22) 08.02.89 (46) 29.02.92. Бал. N- 8 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Ю.А.Зарубин, М.А.Мыслюк, В.Г.Ясов и В.В.Ткачук (53) 622.248.14 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР

М 289194, кл. Е 21 В 43/27, 1969.

Авторское свидетельство СССР

N 977735, кл. Е 21 В 43/27, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N . 1390341, кл. Е 21 В 31/03, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N. 1310509, кл. Е 21 В 23/00, 1985. (54) СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТОВКОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам освобождения прихваченной в скважине колонны бурильных труб. Цель

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к способам освобождения прихваченной в скважине колонны бурильных труб, Цель изобретения — повышение эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения температуры в зоне прихвата- и перемещения фронта максимальной температуры за экранированную колонной труб зону пласта.

Поставленная цель достигается тем, что вскважинузакачивают концентрированную серную кислоту и выдерживают ее в зоне прихвата под давлением в течение времени

„„SU „„1716083А1 изобретения — повышение эффективности ликвидации прихвата за счет увеличения температуры в зоне прихвата и перемещения фронта максимальной температуры за экранированную колонной труб зону пласта. Для достижения этой цели в скважину закачивают концентрированную серную кислоту (КСК) и выдерживают ее в зоне прихвата под давлением в течение времени ее фильтрации в пласт нэ глубину трех-четырех радиусов скважины, Перед вымывом созданием депрессии возвращают часть КСК в скважину в объеме 20-30% от отфильтрованной в пласт. В результате происходит разрушение фильтрационной корки КСК и ее тепловое разрушение. При этом значительное повышение температуры в приствольной части пласта приведет к образованию в нем системы микротрещин и, как следствие, к увеличению ее проницаемости, Это способствует выравниванию давления в скважине и пласте и уменьшению прижимающей силы. 2 ил. ее фильтрации в пласт на глубину трех-четырех радиусов скважины, а перед вымывом созданием депрессии возвращают часть концентрированной серной кислоты в скважину в объеме 20 — 30 Д от отфильтрованной в пласт, При этом происходит разрушение фильтрационной корки кислотой и ее тепловое разрушение. Кроме того, значительное повышение температуры в приствольной части пласта приведет к образованию в нем системы микротрещин и, следовательно, к увеличению ее проницаемости. Это способствует выравниванию давления в скважине

1716083 и пласте и уменьшению прижимающей силы.

На фиг.1 показано движение фильтрующейся серной кислоты в пласте в зоне прихвата (где стенка 1 скважины, прихваченная бурильная труба 2, застойная зона 3, экранированная прихваченной бурильной трубой, фронт 4 максимальной температуры, область 5 движения фильтрующейся жидкости в пласте); на фиг.2- распределение температуры в пласте для данной схемы фильтрации жидкости.

Способ осуществляется следующим образом.

Известными методами определяют интервал прихвата и объем кислотной ванны из расчета необходимой глубины проникновения (равной трем-четырем радиусам скважины) в пласт. В бурильную колонну последовательно закачивают буферную жидкость, серную кислоту(в качестве теплоносителя могут быть использованы и другие реагенты) и снова буферную жидкость.

Эту систему продавливают в скважину так, чтобы серная кислота располагалась в зоне прихвата. После этого закрывают превентор и созданием допустимой репрессии додавливают кислоту в пласт.

Концентрированная серная кислота будет взаимодействовать в пласте с фильтратом бурового раствора и пластовой водой с выделением большого количества тепла.

При этом будет наблюдаться явление аккумуляции тепла, которое заключается в значительном локальном возрастании температуры при движении теплоносителей (в данном случае, серной кислоты) в пористой среде.

Температура в зоне прихвата Т определяется из соотношения

Т = Тп + Т1 + ЛТ), где ТΠ— температура пласта;

Т вЂ” температура, достигаемая при реакции гидратации серной кислоты в стационарных условиях (до 100 С);

hT< — повышение температуры за счет я вл ения аккумуля ции тепла. — СОq (1 п1) с2)02 m с) Р1 ЗОв где m — пористость; .

c0 — начальная концентрация теплоты;

q — удельный тепловой эффект растворения;

p>, pz — плотность жидкости ванны и

Ф скелета пласта; с1, сг — теплоемкости соответственно жидкости ванны и скелета пласта (глины);

Зсв. — доля порового пространства, занимаемая связанной водой.

Для следующих исходных данных: m =

=0,2; S„0,2 стра =2112 кДж/мз К; с1 р1=4200 кДж/м К; сО - 1835 кг/м; q = 60 кДж/моль, повышение температуры за счет

5 аккумуляции тепла составит

1835 612 лт,—

0,2 2112 — (0,2) 4200 . 0,2

=. 687 К.

Таким образом, при среднем значении удельной теплоемкости растворения серной кислоты (оОя = 60 кДж/моль) температура повысится на 678 .

Для гарантированного перекрытия фронтом максимальной температуры экранированной зоны принята величина координаты Х>, равная 3-4 радиусам скважины.

Имея необходимую глубину Хт, напри20 мер, для скважины диаметром 0,161 м, Xò =

=0,242-0,322 м, по.полученной нами формуле

Хт—

*ч -t где v — скорость фильтрации;

7- время фильтрации, определяем время фильтрации т

Для скорости v = 0,0003 м/с т—

m с)p) ч

0,242 0,2 4200 + 0,8 2112 — 2429

0,2 4200 0,0003 — 40,5 мин.

При выдержке репрессии 40,5 мин фронт максимальной температуры Х> пол40 учим на расстоянии 3 радиусов скважины.

После выдержки этого времени репрессию снимают ис помощью струйного насоса и пакера, включенных в компоновку бурильной колонны, создают депрессию для воз45 врата в скважину раствора с максимальной температурой в объеме, занимаемом серной кислотой, от стенки скважины до координаты максимальной температуры Хт.

За время t в пласт продавливается серная кислота, объем которой равен

50 ЧП=$ ч где Чп — объем серной кислоты, продавленной в пласт;

S — площадь фильтрации.

Объем, занимаемый серной кислотой в пласте пространство от стенки скважины до координаты Хт, определяется из соотношения

Va =ХТБа

m c p

1716083

Сравнивая эти объемы, получаем

Чв Хт$ mc»+ 1-m Сг 4 S vtmc p

Таким образом. — = 0,2. Это означа 4в

Vn ет, что объем, отбираемый в скважину йз пласта, составляет20 j от всего продавлен- "0 ного в пласт объема серной кислоты. Для гарантированного возврата в скважину раствора серной кислоты с максимальной температурой необходимо отобрать иэ пласта

20-30 от всего объема. отфильтрованного в пласт.

Движение нагретого до высокой темпе; ратуры раствора (1000 К и более) способствует образованию системы микротрещин в глинистой корке и пласте. При движении в скважину из пласта высокотемпературный раствор будет попадать в экранированную зону.

Для ликвидации прихвата серную кислоту выдерживают в таком положении необ- 25 ходимое время, после чего вымывают из скважины.

Таким образом, значительное увеличение температуры в зоне прихвата совмест30 но с растворяющим действием серной кислоты приведет к разрушению фильтрационной корки и увеличению проницаемости приствольной части пласта. А создание депрессии в зоне прихвата также будет способствовать уменьшению силы прихвата и успешной его ликвидации.

Формула изобретения

Способ ликвидации прихватов колонны труб в скважине, включающий эакачивание в скважину концентрированной серной кислоты и ее выдерживание в зоне прихвата для фильтрации ее в пласт с последующим вымывом концентрированной серной кислоты из скважины, отл и ч а ю щи Й с я тем, что, с целью повышения эффективностиликвидации прихвата за счет увеличения температуры в зоне прихвата и перемещения фронта максимальной температуры за экранированную колонной труб зону пласта, закачанную концентрированную серную кислоту выдерживают в зоне прихвата под давлением в течение времени ее фильтрации в пласт на глубину трех-четырех радиусов скважины, а перед вымывом созданием депрессии возвращают часть концентрированной серной кислоты в скважину в объеме

20-30% от отфильтрованной в пласт.

1716083

ФОГ. 2

Составитель В, Родина

Редактор 3. Ходакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э, Лончакова

Заказ 592 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101