способ предотвращения и ликвидации аварий и осложнений в процессе бурения

Формула изобретения

1. Способ предотвращения и ликвидации осложнений и аварий в процессе бурения, содержащий включение кольмататора в компоновку бурильной колонны с установкой заданного перепада давления бурового раствора на долоте, спуск компоновки бурильной колонны в скважину, включение буровых насосов и гидродинамическую обработку стенок скважины кольмататором в процессе бурения, отличающийся тем, что при разбуривании интервалов, осложненных нефтегазопроявлениями, в процессе спуска компоновки бурильной колонны посредством наземной информационно-измерительной системы осуществляют регистрацию и непрерывный контроль комплекса параметров, посредством которого определяют время гидродинамической обработки стенок скважины, при этом комплекс параметров включает газосодержание бурового раствора на выходе, механическую скорость бурения, уровень бурового раствора в емкостях, расход бурового раствора на входе/выходе, давление бурового раствора на входе, температуру бурового раствора на выходе, электросопротивление бурового раствора на выходе, плотность бурового раствора на входе и скорость потока бурового раствора на выходе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно измеряют вращающий момент на роторе для предотвращения осложнений и аварий, вызванных поглощением бурового раствора стенками скважины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно контролируют вес на крюке для предотвращения осложнений и аварий, связанных с неустойчивостью ствола скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин, в частности - к средствам предотвращения и ликвидации аварий и/или осложнений в процессе бурения.

Известны информационно-измерительные системы (станции геолого-технологических исследований ГТИ, пульты бурильщика и т.п.), обеспечивающие предупреждение осложнений и аварий в процессе строительства скважины («геологотехнологические исследования в процессе бурения» РД 39-0147716-102 87, 1087, с.12-15).

Данные системы обеспечивают непрерывное считывание, сбор, обработку и оперативный анализ информации, поступающей от информационно-измерительных систем, и обеспечивают выявление отклонений от заданного режима в процессе бурения, определение начальных признаков осложнений и возможных предаварийных ситуаций в скважине. При возникновении предаварийной/аварийной ситуации оператор станции ГТИ информирует бурового мастера или бурильщика о реальных геолого-технических условиях бурения и дает рекомендации по предотвращению процесса осложнения или аварии. При этом операторы ГТИ не имеют технических средств для активной помощи буровой бригаде по предотвращению и/или ликвидации аварии или осложнения, поскольку информационно-измерительные системы и их программно-методическое обеспечение оповещают об отклонении от заданного режима строительства скважины, но не предотвращают самого процесса осложнения и/или аварии.

Известен способ гидродинамической обработки стенок скважины высоконапорными струями бурового раствора, твердые частицы которого создают герметизирующий экран в поверхностном слое проницаемых пород стенок скважины (патент РФ №2101455, кл. Е 21 В 10/18, 1988).

Известен также способ предотвращения и ликвидации осложнений и аварий в процессе бурения (патент РФ №2060353, кл. Е 21 В 21/00, 1996), содержащий операции включения кольмататора в компоновку бурильной колонны с установкой заданного перепада давления бурового раствора на долоте и гидродинамической обработки стенок скважины кольмататором в процессе бурения, взятый за прототип.

Недостаток известных способов заключается в том, что при отсутствии информации о состоянии ствола скважины и объективной оценки фильтрационных процессов в системе «скважина-пласт» не представляется возможность выявить оптимальное время как спуска кольмататора в скважину, так и прекращения процесса кольматации. Несвоевременное применение гидродинамической обработки снижает ее эффективность или вообще делает ее бесполезной, поскольку гидродинамическая обработка стенок скважины при прохождении непроницаемых пород не нужна, а при разбуривании интервалов глубин, где согласно предварительному прогнозу ожидается определенный вид осложнения, целесообразно заранее регистрировать конкретный информационный комплекс параметров, соответствующий данному осложнению. Информация должна быть минимальной, но достаточной для принятия ответственных решений по оперативному управлению процессом бурения.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и надежности применения гидродинамической обработки ствола скважины посредством учета оперативной информации определенного комплекса параметров, обеспечивающих раннее распознавание характера и вида осложнения.

Поставленная задача решается следующим образом.

В соответствии со способом предотвращения и ликвидации аварий и осложнений в процессе бурения, содержащим включение кольмататора в компоновку бурильной колонны с установкой заданного перепада давления бурового раствора на долоте и кольмататоре, спуск компоновки бурильной колонны в скважину, включение буровых насосов и гидродинамическую обработку стенок скважины кольмататором в процессе бурения, при разбуривании интервалов, осложненных нефтегазопроявлениями, в процессе бурения посредством наземной информационно-измерительной системы осуществляется регистрация и непрерывный контроль комплекса параметров, посредством которого определяется время гидродинамической обработки стенок скважины. При этом комплекс параметров включает газосодержание бурового раствора на выходе, механическую скорость бурения, уровень бурового раствора в емкостях, расход бурового раствора на входе/выходе, давление бурового раствора на входе, температуру бурового раствора на выходе, электросопротивление бурового раствора на выходе, плотность бурового раствора на входе и скорость потока бурового раствора на выходе. Кроме того, дополнительно измеряется вращающий момент на роторе для предотвращения осложнений и аварий, вызванных поглощением бурового раствора стенками скважины, а также дополнительно контролируется вес на крюке для предотвращения осложнений и аварий, связанных с неустойчивостью ствола скважины.

Предложенный способ предотвращения и ликвидации аварий и осложнений в процессе бурения имеет следующие преимущества по сравнению с известными аналогами и прототипом.

По результатам измерений предлагаемого комплекса параметров согласно данному способу обеспечивается раннее распознавание характера и интенсивности развивающегося в скважине осложнения и, соответственно, определение времени приостановки дальнейшего углубления забоя для подъема бурильной колонны и включения в ее компоновку кольмататора, спуск компоновки бурильной колонны и оптимальное время гидродинамической обработки стенок скважины кольмататором.

Включение кольмататора в компоновку бурильной колонны на основе и в соответствии с результатами параметров информационно-измерительного комплекса позволяет своевременно и эффективно предотвращать осложнения в скважине посредством создания прочного герметизирующего слоя в стенке скважины.

На практике предложенный способ предотвращения и ликвидации аварий и осложнений в процессе бурения реализуется следующим образом.

При бурении скважин в сложных геологических условиях в зависимости от вида ожидаемого осложнения, указываемого в проекте строительства скважины, устанавливается наземное оборудование, обеспечивающее в процессе спуска компоновки бурильной колонны регистрацию и непрерывный контроль комплекса параметров. Данный комплекс включает газосодержание бурового раствора на выходе, механическую скорость бурения, уровень бурового раствора в емкостях, расход бурового раствора на входе/выходе, температуру бурового раствора на выходе, электросопротивление бурового раствора на выходе, плотность бурового раствора на входе и скорость потока бурового раствора на выходе. При этом дополнительно контролируется вращательный момент на роторе при поглощении бурового раствора стенками скважины и вес на крюке при неустойчивости ствола скважины.

При прохождении интервалов, где согласно измеренным параметрам ожидается осложнение, бурение останавливается, компоновка бурильной колонны поднимается на поверхность и дополняется кольмататором, который устанавливается непосредственно над гидромониторным долотом. При этом суммарные площади истечения гидромониторных насадок долота и кольмататора подбираются таким образом, что при установленном расходе бурового раствора и его реологических параметрах обеспечивается требуемая скорость истечения высоконапорных струй кольмататора.

Далее компоновка бурильных труб с кольмататором спускается до осложненного участка ствола скважины, и производится гидродинамическая обработка стенок ствола скважины.

По параметрам информационно-измерительного отслеживается состояние ствола скважины и время гидродинамической обработки стенок скважины, и когда осложненный или аварийный интервал пройден и нет необходимости в дальнейшей кольматации, компоновка бурильных с кольмататором извлекается на поверхность, кльмататор удаляется, а компоновка бурильных труб спускается на забой и бурение продолжается без гидродинамической обработки ствола скважины.

Таким образом, предложенный способ предотвращения и ликвидации аварий и осложнений в процессе бурения обеспечивает управление гидродинамической обработкой стенок скважины с учетом конкретных геолого-технических условий бурения при оптимальном комплексе контролируемых параметров, что исключает субъективный фактор в оценке осложнений и аварий и повышает эффективность ликвидации последних.