Способ изоляции поглощающих пластов в скважине

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к способам ликвидации поглощений промывочной жидкости в процессе бурения скважин. Обеспечивает создание технологии, обеспечивающей высокую эффективность изоляции поглощающих пластов при минимальных затратах времени и материальных средств. Сущность изобретения: способ включает доставку сухой тампонажной смеси в зону поглощения в контейнерах, освобождение их от смеси, перемешивание с водой и задавливание образовавшегося тампонажного раствора в пласт вращением колонны бурильных труб. Доставку сухой тампонажной смеси осуществляют в разрушаемых контейнерах по столбу жидкости в скважине. При этом скважина находится в статическом состоянии. Доставку сухой тампонажной смеси осуществляют отдельными порциями по 10-15 контейнеров в каждой порции. После доставки каждой порции и разрушения контейнеров тампонажный раствор задавливают в пласт на расстояние, равное 3-5 диаметрам скважины. Скважину оставляют в покое на время потери подвижности тампонажного раствора. После этого в скважину вводят последующие порции.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации поглощений промывочной жидкости в процессе бурения скважин.

Известен способ изоляции поглощающего пласта, включающий загрузку сухой тампонажной смеси и добавок поверхностно-активных веществ и стабилизаторов в контейнер и доставку его в зону поглощения на бурильных трубах, выдавливание, перемешивание с водой и задавливание смеси в пласт вращением колонны бурильных труб (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изоляции поглощающего пласта, включающий доставку сухой тампонажной смеси в зону поглощения в контейнерах, освобождение их от смеси, перемешивание с водой и задавливание образовавшегося тампонажного раствора в пласт вращением колонны бурильных труб, причем доставку сухой тампонажной смеси осуществляют в разрушаемых контейнерах по столбу жидкости, находящейся в статическом состоянии. (2) Недостатком способов как по аналогу, так и прототипу является то, что они не дают гарантии изоляции поглощающего пласта за один прием доставки тампонажной смеси. При необходимости повторной операции придется снова спускать бурильные трубы и снова доставлять очередную порцию тампонажной смеси, что вызывает значительные гидродинамические нагрузки на пласт, под действием которых тампонажный раствор уходит по высокопроницаемым каналам вглубь пласта. Кроме того, все эти операции связаны с трудоемкостью работ, большими затратами времени и материалов.

Задачей изобретения является создание технологии, обеспечивающей высокую эффективность изоляции поглощающих пластов при минимальных затратах времени и материальных средств.

Указанная задача решается предлагаемым способом, включающим доставку сухой тампонажной смеси в зону поглощения в контейнерах, освобождение их от смеси, перемешивание с водой и задавливание образовавшегося тампонажного раствора в пласт вращением колонны бурильных труб, причем доставку сухой тампонажной смеси осуществляют в разрушаемых контейнерах по столбу жидкости в скважине, находящейся в статическом состоянии.

Новым является то, что доставку сухой тампонажной смеси осуществляют отдельными порциями по 10-15 контейнеров в каждой порции, и после доставки каждой порции и разрушения контейнеров тампонажный раствор задавливают в пласт на расстояние, равное 3-5 диаметрам скважины, при этом скважину оставляют в покое на время потери подвижности тампонажного раствора, после чего в скважину вводят последующие порции.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Бурильные трубы с открытым концом спускают в скважину выше подошвы зоны поглощения на 1-2 м. Затем по бурильным трубам доставляют сухую тампонажную смесь в легко разрушаемых контейнерах, например, в 2^х - 3^х слойных бумажных мешках диаметром на 1-2 см меньше внутреннего диаметра бурильной трубы и высотой 0,5-1,0 м, путем сбрасывания их с устья скважины в полость бурильной колонны.

В качестве тампонажной смеси можно использовать любые тампонажные материалы с ускорителями схватывания - гипсом, хлористым кальцием и т. д. Контейнеры доставляют в скважину порциями по 10-15 шт. После доставки каждой порции тампонажной смеси на забой скважины вращением колонны бурильных труб при одновременном возвратно-поступательном движении их осуществляют разрушение контейнеров и перемешивание смеси с водой. Образовавшийся тампонажный раствор под действием центробежных сил оттесняется к стенкам скважины и заходит в зону поглощения, после чего скважину оставляют в покое на время потери подвижности тампонажного раствора. Затем доставляют новую порцию тампонажной смеси и таким же образом задавливают в пласт. Причем перед доставкой каждой последующей порции колонну бурильных труб приподнимают на 1-2 м, исключая тем самым возможность прихвата бурильных труб. Каждую порцию доставляют через определенное время - равное времени потери подвижности тампонажного раствора, которое является индивидуальным для каждой рецептуры. Порционная доставка сухой тампонажной смеси позволяет получить изоляционный экран по всей мощности поглощающего пласта, так как последующие порции, после потери подвижности предыдущих порций раствора, наслаиваются на предыдущие, увеличивая при этом высоту изоляционного экрана.

Количество порций определяется конкретно для каждой скважины в зависимости от ее поглощающей способности, а количество сухой тампонажной смеси в каждой порции определено расчетным путем.

На основании опыта промысловых работ установлено, что наиболее качественная изоляция поглощающего пласта происходит при задавливании тампонажного раствора в пласт на расстояние, равное 3-5 диаметрам скважины. При этом объем тампонажного раствора на 1 м мощности поглощающего пласта согласно формуле составит 0,0878 м³, где V - объем тампонажного раствора; Д - глубина проникновения тампонажного раствора в пласт, равная 3-5 диаметрам скважины; П = 3,14; Д₁ - диаметр скважины, равный 0,216 м; h - высота поглощающего пласта, равная 1 м; к - коэффициент пористости (кавернозности), равный 0,3.

Количество сухого цемента в 1 м³ тампонажной смеси составляет 1,3 т. (Спутник буровика. Гостоптехиздат, 1960, с. 117). Следовательно, для получения 0,0878 м³ тампонажного раствора необходимо 0,11 т цемента, что составляет 10-15 контейнеров.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в следующем. Порционная доставка контейнеров в скважину и оставление скважины в покое на время потери подвижности тампонажного раствора создают благоприятные условия для последовательного наслаивания друг на друга слоев тампонажного материала, предотвращают растекание раствора по пласту и удерживают его в приствольной части скважины. В результате происходит перекрытие поглощающих каналов по всей мощности пласта. Причем все это достигается за один спуск бурильного инструмента. В конечном итоге способ позволяет осуществлять изоляцию поглощающих пластов за более короткий срок, с меньшими затратами средств и с более высоким качеством.

Использованная информация.

1. Аналог. А. с. N 1532684, МКИ E 21 В 33/13, 1989.

2. Прототип. А. с. N 905433, МКИ E 21 В 33/13, 1982.

Формула изобретения

Способ изоляции поглощающих пластов в скважине, включающий доставку сухой тампонажной смеси в зону поглощения в контейнерах, освобождение их от смеси, перемешивание с водой и задавливание образовавшегося тампонажного раствора в пласт вращением колонны бурильных труб, причем доставку сухой тампонажной смеси осуществляют в разрушаемых контейнерах по столбу жидкости в скважине, находящейся в статическом состоянии, отличающийся тем, что доставку сухой тампонажной смеси осуществляют отдельными порциями по 10-15 контейнеров в каждой порции, а после доставки каждой порции и разрушения контейнеров тампонажный раствор задавливают в пласт на расстояние, равное 3-5 диаметрам скважины, при этом скважину оставляют в покое на время потери подвижности тампонажного раствора, после чего в скважину вводят последующие порции.