способ бурения скважины на депрессии

Формула изобретения

Способ бурения скважины на депрессии, включающий сбор бурильной колонны, организацию циркуляции по бурильной колонне и затрубному пространству с применением газа, бурение проектного интервала с наращиванием бурильной колонны, отличающийся тем, что в состав бурильной колонны включают последовательно расположенные обратные клапаны, бурение проектного интервала выполняют одним долблением без извлечения бурильной колонны, перед каждым наращиванием бурильной колонны промывают скважину с закачкой в нее газа - азота и периодическим расхаживанием бурильной колонны на максимально возможную высот из условия удаления из скважины кольматирующих элементов, закачивают газ в трубное пространство, доливают в трубное пространство нефть, герметизируют затрубное пространство на период наращивания бурильной колонны или перерывов в работе, наращивают бурильную колонну, разгерметизируют затрубное пространство и продолжают бурение скважины до нового наращивания бурильной колонны, при этом в течение всего цикла бурения поддерживают давление в скважине ниже пластового давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при бурении скважины на депрессии.

Известен способ бурения скважины на депрессии с применением забойного насоса, включенного в компоновку бурильной колонны, в качестве которого может быть использован винтовой забойный двигатель в режиме бурового насоса. Подачу бурового раствора в скважину осуществляют в безнапорном режиме, одновременно вводя в него воздух или другой газ (Заявка на изобретение РФ №2001129264, кл. Е 21 В 21/08, опубл. 20.08.2003).

Известный способ не обеспечивает качество вскрытия продуктивных пластов при интенсификации бурения и появлении на забое скважины большого количества разбуренной породы.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ вскрытия продуктивного пласта на депрессии. Согласно способу спускают в скважину колонну бурильных труб с долотом. Обвязывают устье скважины. Промывают ствол скважины и подают на долото при бурении аэрированную промывочную жидкость с газообразным, например азотным, агентом. Перед спуском в скважину в колонну бурильных труб вводят не менее двух контейнеров с автономными манометрами. После промывки ствола скважины через кабельный ввод в скважину спускают кабельный глубинный манометр на глубину размещения в скважине автономных манометров колонны бурильных труб. В стволе скважины проводят исследования по установлению режимов бурения на депрессии. Для этого после начала круговой циркуляции промывочной жидкости с газообразным агентом в стволе скважины поочередно создают не менее трех обеспечивающих создание депрессии режимов подачи аэрированной промывочной жидкости: ниже расчетного давления, равное расчетному и выше расчетного. На всех режимах замеряют величины давлений на автономных и кабельном глубинном манометрах. Фиксируют время и устанавливают потери давления в интервале от места установки манометра до устья скважины. По полученным данным производят анализ изменения забойного давления в зависимости от расхода промывочной жидкости и газообразного агента и строят график такой зависимости. По графику устанавливают требуемый режим подачи промывочной жидкости и газообразного агента. Подачу промывочной жидкости и газообразного агента на долото производят на выбранном режиме поддержания заданной величины депрессии на продуктивный пласт при вскрытии его по всей толщине (Патент РФ №2199646, кл. Е 21 В 21/14, опубл. 27.02.2003. - прототип).

При применении этого способа часть выбуренной породы неизбежно попадает в призабойную зону пласта и создает кольматирующий эффект. Это происходит за счет того, что не обеспечивается отсутствие циркуляции в трубном пространстве. Кроме того, при наращивании бурового инструмента скважина заполняется неаэрированной промывочной жидкостью, т.е. жидкостью повышенной плотности, которая входит в поры призабойной зоны продуктивного пласта вместе с продуктами бурения.

В предложенном способе решается задача повышения качества вскрытия продуктивного пласта при бурении на депрессии.

Задача решается тем, что в способе бурения скважины на депрессии, включающем сбор бурильной колонны, организацию циркуляции по бурильной колонне и затрубному пространству аэрированной промывочной жидкости, бурение проектного интервала с наращиванием бурильной колонны, отличающемся тем, что в состав бурильной колонны включают последовательно расположенные обратные клапаны, бурение проектного интервала выполняют одним долблением в режиме максимальной механической скорости, перед наращиванием бурильной колонны промывают скважину в режиме аэрации с периодическим расхаживанием бурильной колонны на максимально возможную высоту, закачивают газ в трубное пространство, доливают в трубное пространство промывочную жидкость и герметизируют затрубное пространство.

Признаками изобретения являются:

1. сбор бурильной колонны;

2. организация циркуляции по бурильной колонне и затрубному пространству аэрированной промывочной жидкости;

3. бурение проектного интервала с наращиванием бурильной колонны;

4. включение в состав бурильной колонны последовательно расположенных обратных клапанов;

5. бурение проектного интервала одним долблением в режиме максимальной механической скорости;

6. перед наращиванием бурильной колонны промывка скважины в режиме аэрации с периодическим расхаживанием инструмента на максимально возможную высоту;

7. так же закачка газа в трубное пространство;

8. так же долив в трубное пространство промывочной жидкости;

9. так же герметизация затрубного пространства.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-9 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При бурении на депрессии стараются избежать задавливания в призабойную зону продуктивного пласта частиц выбуренной породы. Т.е. стремятся избежать кольматации пласта. Применение аэрированных промывочных жидкостей создает на забое депрессию и препятствует задавливанию в пласт кольматирующих элементов. Однако при наращивании бурильной колонны (наращивании труб) неизбежно приходится заполнять скважину неаэрированной промывочной жидкостью, которая сама проникает в продуктивный пласт и под действием которой происходит попадание в пласт кольматирующих элементов. Эффект депрессионного бурения, направленный на исключение кольматации призабойной зоны пласта, снижается. В предложенном способе решается задача исключения кольматации призабойной зоны пласта при бурении на депрессии. Задача решается следующим образом.

Перед бурением производят сбор бурильной колонны, состоящей из долота, винтового забойного двигателя, наддолотного модуля забойного давления, телеметрической системы, двух обратных клапанов, контейнера с глубинными манометрами, бурильных труб, шарового крана, ведущей трубы и шарового крана к силовому вертлюгу, силового вертлюга и трех обратных клапанов на глубине 15-20 м и через каждые 100 м бурения. Назначение трех обратных клапанов - предотвратить обратную циркуляцию любой жидкости или газа по колонне бурильных труб.

Организуют циркуляцию по бурильной колонне и затрубному пространству аэрированной промывочной жидкости. Лучшей аэрированной жидкостью общепринята нефть в смеси с азотом - нефтегазовая смесь. Бурят проектный интервал одним долблением (без извлечения бурильной колонны) в режиме максимальной механической скорости с наращиванием бурильных труб. Перед наращиванием каждой бурильной трубы промывают скважину в режиме аэрации с периодическим расхаживанием инструмента на максимально возможную высоту. Этим максимально удаляют из скважины кольматирующие элементы. Закачивают газ в трубное пространство, доливают в трубное пространство нефть и герметизируют затрубное пространство. При этом за счет наличия порции газа давление на забое резко снижается и остается пониженным (не успевает восстановиться за счет притока из пласта) в течение всего периода наращивания бурильной колонны или каких-либо других технологических мероприятий или перерывов в работе.

Наращивают бурильную колонну (трубы), разгерметизируют затрубное пространство, организуют циркуляцию по бурильной колонне и затрубному пространству нефтегазовой смеси и продолжают бурение скважины до нового наращивания бурильной колонны.

Таким образом, в течение всего цикла бурения в скважине поддерживается давление ниже пластового, что исключает попадание промывочной жидкости и кольматирующих элементов в призабойную зону пласта.

Пример конкретного выполнения

Бурят горизонтальную нефтедобывающую скважину. Месторождение - Бавлинское. Продуктивный пласт расположен в кизеловских отложениях турнейского яруса. Проектное пластовое давление - 10,5 МПа.

Перед бурением производят сбор бурильной колонны, состоящей из долота 143,9 СЗ-ГАУ, винтового забойного двигателя ВЗД ДР-106, наддолотного модуля забойного давления, телеметрической системы ЗТС-42ЭМ, двух обратных клапанов КОШЗ-102×35, контейнера диаметром 100 мм с глубинными манометрами АМТВ МК-107, бурильных труб диаметром 88,9 мм, шарового крана КШЗ-102×35, ведущей трубы диаметром 88,9 мм длиной 9,61 м и шарового крана КШЗ-102×35 к силовому вертлюгу, силового вертлюга и трех обратных клапанов типа КОШЗ-102×35 на глубине 19 м и через каждые 100 м бурения.

Организуют циркуляцию по бурильной колонне и затрубному пространству аэрированной нефти. Для этого выходят на режим прокачки 6±0,2 л/с по нефти и 15±0,3 м³/мин по азоту. Бурят проектный интервал одним долблением (без поднятия бурильной колонны) в режиме максимальной механической скорости, равной 10 м/час, с наращиванием бурильных труб. Перед наращиванием каждой бурильной трубы промывают скважину в режиме аэрации с периодическим расхаживанием инструмента на максимально возможную высоту, равную 15 м. Закачивают азот в трубное пространство с производительностью 10 м³/мин в течение 5 мин. Доливают в трубное пространство нефть в объеме 0,5 м³. Герметизируют затрубное пространство. Наращивают бурильную колонну, разгерметизируют затрубное пространство, организуют циркуляцию по бурильной колонне и затрубному пространству нефтегазовой смеси и продолжают бурение скважины до нового наращивания бурильной колонны.

В результате применения предложенного способа дебит нефти пробуренной скважины составляет 25 т/сут. Скважины по прототипу, пробуренные в сходных условиях, имеют дебит нефти не более 18 т/сут.

Применение предложенного способа позволит повысить качество вскрытия продуктивного пласта при бурении на депрессии.