Способ крепления скважин

 

Изобретение относится к способам крепления нефтяных и газовых скважин в интервалах залегания высокопластичных пород. Перед спуском колонны обсадных труб в ней устанавливают цементный мост со свободным проходным сечением по оси колонны обсадных труб. При спуске колонны обсадных труб ее устанавливают так, чтобы цементный мост был напротив пластичных пород. После ее спуска в интервале пластичных пород инициируют течение последних, а затем цементируют затрубное пространство. При этом регистрируют через свободное проходное сечение внутри цементного моста кольцевой охват пластичной породой колонны обсадных труб, а после регистрации указанного кольцевого охвата цементный мост удаляют.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1709 $

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714591/03 (22) 05.07.89 (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (?2) Ю. А. Еремеев, П, И. Свиталка и Ф. В.

Корня га (53) 622,245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР йг 613084, кл. Е 21 В 33/14, 1971.

Авторское свидетельство СССР

N. 810944, кл. Е 21 В ЗЗ/14, 1979. (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к способам крепления нефтяных и газовых скважин в

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления нефтяных и газовых скважин в интервалах залегания высокопластичных пород.

Известен способ крепления скважин, включающий спуск колонны осадных труб, цементирование затрубного пространства, установку цементного моста внутри колонны обсадных труб с последующим его разбуриванием после выравнивания давления горных пород на обсадную колонну.

Наиболее близок к предлагаемому способ крепления скважин, включающий спуск

„„5LI„„1745884 А1 интервалах залегания высокопластичных пород. Перед спуском колонны обсадных труб в ней устанавливают цементный мост со свободным проходным сечением по оси колонны обсадных труб. При спуске колонны обсадных труб ее устанавливают так, чтобы цементный мост был напротив пластичных пород. После ее спуска в интервале пластичных пород инициируют течение последних, а затем цементируют затрубное пространство, При этом регистрируют через свободное проходное сечение внутри цементного моста кольцевой охват пластичной породой колонны обсадных труб, а после регистрации указанного кольцевого охвата цементный мост удаляют. 4 колонны обсадных труб, цементирование затрубного пространства и установку цементного моста внутри колонны обсадных М труб напротив пластичных пород одновре- Q0 менно с цементированием осадной колон- Дь

I ны.

Недостатокизвестииксоособов — стаут- );» ствие возможности инструментального контроля динамики взаимодействия пластичных пород с колонной обсадных труб, что создает неопределенность в определении момента разбуривания цементного моста. Такая неопределенность приводит к тому, что после раэбуривания цементного

1745884 моста формирование равномерной нагрузки может быть не закончено, а неблагоприятная схема напряжений на обсадной колонне вызывает ее неупругую деформацию и снятие. Причем время неупругой деформации обсадной колонны напротив пластичных пород носит вероятностный характер в связи с чем цементный мост, устанавливаемый в колонне обсадных труб в процессе цементирования затрубного пространства.не выполняет своего назначения.

При этом напряжения в колонне обсадных труб не превышают прочностных характеристик и пределов упругой деформации трубы.

И в этом случае цементный мост не выполняет своего назначения, так как является излишним.

Цель изобретения — обеспечение инструментального контроля динамики взаимодействия пластичных пород с колонной обсадных труб, Поставленная.цел ь достигается в способе крепления скважин, включающем спуск колонны обсадных труб, цементирование затрубного пространства и установку цементного моста внутри колонны обсадных труб напротив пластичных. пород, в котором, согласно изобретению, цементный мост внутри колонны обсадных труб устанавливают до ее спуска, сохраняя свободное проходное сечение внутри цементного моста по оси колонн обсадных труб. После их спуска в интервале пластичных пород инициируют течение последних, затем цементируют затрубное пространство и дополнительно регистрируют через свободное проходное сечение внутри цементного моста кольцевой охват пластичной породой колонны обсадных труб, а после регистрации указанного кольцевого охвата цементный мост удаляют.

Способ реализуют следующим .обра. зом. Перед спуском обсадной колонны в обсадных трубах устанавливают цементный мост заданной длины, Для этого спускают в кондуктор 2-3 трубы, закрытые снизу, и подвешивают их на клиньях элеватора на устье скважины. Внутри этих труб устанавливают бурильные трубы иэ легкоплавкого материала, центрируют и заливают цементным раствором расчетной прочности. После образования в межтрубном пространстве цементного камня трубы извлекают иэ кондуктора и ставят в подсвечник за палец. При спуске обсадной колонны их устанавливают в расчетном интервале колонны. При этом как в процессе спуска, так и после него промывают скважину. Закончив спуск обсадной колонны, инициируют течение пластичных пород, снизив противодавление в затрубном пространстве путем закачки в скважину расчетного объема облегченной буферной жидкости и вслед эа этим цемен5 тируют затрубное пространство, контролируя качество цементирования с помощью аппаратуры акустического контроля цементирования (АКЦ) и термометрией, С помощью этой же аппаратуры, установив ее в

10 осевом канале цементного-поста, контролируют процесс кольцевого охвата обсадной колонны пластичными породами. После окончания регистрации указанного кольце8oro охвата цементный мост внутри обсад15 ных труб удаляют путем разбуривания кольцевой фрезой, а бурильные трубы внутри извлекают.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

20 Пример, Необходимо произвести крепление скважины после вскрытия и проходки интервала пластичных пород. Скважина имеет следующие параметры.

Интервал залегания пластических по25 род(бишофит) 2327 — 2340 м

Мощность пластичных пород Н 13 м

Средняя плотность вышележащих породр 2300 кгlм

Плотность бурового раствора рр 1370

30 кг/мз

Скорость течения пород V 5 мм/ч

Диаметр обсадной колонны d 273 мм

Временное сопротивление бишофита одноосному сжатию (7c>g 13 МПа

35 Давление горного массива на глубине

2340 м

P2=2300x9,8x2340=52,7 МПа

Давление . бурового раствора

Pp=1370x9,8õ2340=31,4 МПа

40 Неравномерное контактное давление неустойчивых пород на обсадные трубы

W %* 3. 3 195МПа

2 2

Критическое неравномерное контактное давление, при котором напряжение в теле трубы достигает предела текучести

WKp где @ — коэффициент стенности трубы; д д — толщина стенки, мм; бс- средний диаметр трубы, мм;

4- предел текучести стали, МПа;

Р>, Рн — гидравлическое давление в трубах и затрубном пространстве, МПа.

1745884 скважины опережающим стволом долотами диаметром 146 мм или 142,9 мм, а также отбирать керн бурильной головкой диаметром 142,9 мм, Использование изобретения позволяет проводить инструментальный контроль динамики взаимодействия пластичных пород с колонной обсадных труб.

12,57

К 273 12 57 0 046

Формула изобретения

0,46 2 0,046 773

Щ/ 0 63 + 0 77 0,046 3 27 МП

WW WWr 19,5 — 3,27 12 5 уПд

1,3 1,3

Составитель В.Луговская Редактор Г.Федотов Техред М.Моргентал Корректор Л,Лукач

Заказ 2371 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

С=(0,85-1,0) коэффициент устойчивости, учитывающий уменьшение сопротивления труб смятию под действием растягивающего осевого усилия. При С=1,0 и Р =Рн 5

Для труб 273 мм группы прочности 10

Р=110 с толщиной стенки 12,57.мм, наименьшее сминающее давление 32,5 МПа

Если И/ф<И/у, прочность трубы недоста- . точна, необходима установка внутри обсадной колонны цементного моста с минимальной прочностью 20

Внутренняя труба из легкосплавного 25 материала должна иметь прочность на смятие не менее 12,5 МПа, Алюминиевая труба диаметром 170 мм и толщиной стенки 11 мм удовлетворяет этому условию. т.е. имеет допустимое сми- 30 нающее давление 17 МПа.

Ее проходное сечение (148 мм) позволяет в период ожидания прекращения течения пластичных пород производить углубление

Сгюсоб крепления скважин, включающий спуск колонны обсадных труб, цементирование затрубного пространства и установку цементного моста внутри колонны обсадных труб напротив пластичных пород, отличающийся тем, что, с целью обеспечения инструментального контроля динамики взаимодействия пластичных пород с колонной обсадных труб, цементный мост внутри колонны обсадных труб устанавливают до ее спуска. сохраняя свободное проходное сечение внутри цементного моста по оси колонны обсадных труб, после их спуска в интервале пластичных пород инициируют течение последних, затем цементируют затрубное пространство и дополнительно регистрируют через свободное проходное сечение внутри цементного моста кольцевой охват пластичной породой колонны обсадных труб, а после регистрации указанного кольцевого охвата цементный мост удаляют.