Способ укрепления вскрытых бурением неустойчивых глинистых отложений разреза

 

Способ укрепления вскрытых бурением неустойчивых глинистых отложений разреза предусматривает установку ванны в интервале залегания неустойчивых глинистых пород в скважине на 0,3 - 0,5%-ном водном растворе водорастворимого полиэлектролита катионного типа марки ВПК-402 после вскрытия бурением указанного интервала с использованием буровых растворов на водной основе или естественной водной суспензии.

Предложение относится к способам строительства нефтяных и газовых скважин, а именно к способам укрепления вскрытых бурением неустойчивых глинистых отложений разреза.

Известен способ укрепления зон осложнений при строительстве скважин, например зон поглощений бурового раствора, зон глинистых отложений, разрушающихся вследствие гидратации глин с образованием каверн профильными перекрывателями (см. а. с. N 907220, E 21 B 33/12, 963333, а также статью Абдрахманова Г. О. и др. "Изоляция зон поглощения стальными трубами без уменьшения диаметра скважины, журнал "Нефтяное хозяйство, N 4, 82 г., стр. 26-27).

Недостатком данного способа является то, что он требует дополнительных затрат на расширение ствола скважины для установки профильного перекрывателя, связанных с задалживанием времени, труда и материалов, а также технических средств.

Кроме того, установка самих стальных профильных труб требует значительных затрат труда, времени и материалов. Таким образом, использование профильных перекрывателей с целью укрепления ствола скважины оправдана, когда использование других известных способов не дает положительных результатов.

Известен также способ укрепления стенок ствола скважины установкой цементного моста, осложненного кавернообразованиями в интервале залегания глинистых отложении (см. книгу Ашрафьяна М.О. "Технология разобщения пластов в осложненных условиях". Москва, Недра, 1989 г., стр. 134, кл. 5. "Современное состояние технологии установки цементных мостов в осложненных условиях") с последующим разбуриванием его с использованием EBC для продолжения углубления скважины.

Указанный способ по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

Недостатком его является то, что он требует для осуществления больших затрат времени (около 3-х суток в среднем) и материальных затрат - 8 тонн цемента, а также расходов, связанных с задалживанием техники - выезды на буровую цементировочного агрегата и цементосмесителя СМН-20 (2-3 агрегато-операции) и т.д.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим вскрытие неустойчивых глинистых отложений разреза с использованием растворов на водной основе, укрепление стенок ствола скважины в интервале залегания глинистых пород после каждого вскрытия бурением глинистых отложений.

Новым является то, что укрепление стенок неустойчивых глинистых отложений скважины осуществляют путем установки водяной ванны, содержащей 0,3 - 0,5% по массе водорастворимого полиэлектролита катионного типа, марка ВПК-402.

Установка такой ванны в зоне расположения гидратационно-активных глинистых отложений приводит к подавлению гидратации глин, к укреплению их, следовательно, предотвращает разрушение стенок скважины с образованием каверны и в конечном счете к значительному удешевлению строительства скважины.

Вышеуказанные отличительные признаки предлагаемого способа, по нашему мнению, соответствует критерию "существенные отличия" изобретения, поскольку на дату подачи заявки из патентной и научно-технической литературы авторам не известны способы того же назначения и с такими же отличительными признаками. Кроме того, отличительные признаки предложения не являются идентичными и эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных способов.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

После вскрытия бурением подошвы залегания глинистых отложений с использованием бурового раствора на водной основе, в частности естественной водной суспензии (EBC), дальнейшее углубление забоя прекращают. Далее уточняют интервал глинистых отложений разреза и в зависимости от мощности укрепляемого интервала приготавливают расчетный объем водного раствора устанавливаемой ванны, содержащей в пределах 0,3 - 0,5% водорастворимого полиэлектролита катионного типа, марки ВПК-402. Реагент ВПК-402 представляет собой высокомолекулярное соединение линейно-циклической структуры, которое получают путем полимеризации мономера диметилдиаллиламмоний-хлорида. Полиэлектролит ВПК-402 неограниченно растворим в воде, низких спиртах, растворах кислот и щелочей, негорюч, невзрывоопасен, малотоксичен, не имеет неприятного запаха. Выпускается он согласно ТУ 6-05-2009-86 в виде бесцветной до желтого цвета жидкости.

При содержании ВПК-402 в расчетном объеме воды менее 0,3% по массе его влияние на глинистые отложения незначительно, неэффективно, а при содержании его более 0,5% экономически нецелесообразно.

После приготовления раствора расчетного объема его подают по колонне труб в интервал залегания глинистых отложений и выдерживают там продолжительностью не менее 4-х часов.

В течение этого времени гидратационная активность частиц глины полностью подавляется и разрушение их под воздействием воды не происходит. Укрепленность стенок скважины при этом может сохраниться в течение 10-12 дней, обеспечивая дальнейшее углубление скважины бурением, не вызывая осложнений.

При необходимости по истечении указанного времени установку такой ванны повторяют. Результаты лабораторных и промысловых исследований показали, что образцы из биклянской глины, малиновских, сарайлинских и кыновских глинистых отложений разреза скважины после их 4-часовой выдержки в 0,3 - 0,5%-ном водном растворе ВПК-402 в течение 10-12 дней не разрушаются, тогда как в обычных условиях они разрушаются в течение 2 - 4 ч.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Использование способа обеспечивает строительство скважины без осложнений, позволяет резко сократить материальные затраты (цемента около 8 т), времени (3-4 суток), а также трудовые затраты, исключает задалживание транспортных и других технических средств по сравнению со способом, принятым за прототип. Использование способа принесет ощутимые экономические выгоды.

Формула изобретения

Способ укрепления вскрытых бурение неустойчивых глинистых отложений разреза, включающий вскрытие бурением глинистых отложений разреза с использованием естественной водной суспензии, укрепление стенок скважины после каждого вскрытия неустойчивых глинистых отложений, отличающийся тем, что укрепление стенок неустойчивых глинистых отложений скважины осуществляют путем установки водяной ванны, содержащей 0,3 - 05% по массе водорастворимого полиэлектролита катионного типа марки ВПК-402.