способ строительства скважины
Классы МПК: | E21B7/00 Особые способы или устройства для бурения E21B33/10 в скважине |
Автор(ы): | Ибрагимов Наиль Габдулбариевич (RU), Тазиев Миргазиян Закиевич (RU), Рахманов Айрат Рафкатович (RU), Аслямов Айрат Ингелевич (RU), Гараев Рафаэль Расимович (RU), Синчугов Николай Сергеевич (RU), Осипов Роман Михайлович (RU), Хлопцев Евгений Владимирович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-03-16 публикация патента:
10.01.2012 |
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при проходке бурением интервалов пластов с неустойчивыми горными породами. При строительстве скважины проводят бурение и крепление направления, кондуктора и промежуточной или эксплуатационной колонны. При бурении промежуточной или эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду. Разбуривают зону осыпания породы и забуривают нижележащую зону с неосыпающимися породами. Поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом. Через скважину прокачивают глинистый буровой раствор, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой, вращают колонну бурильных труб и закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор. При вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение и проводят расхаживание колонны бурильных труб на длину 10-14 м. Продавливают цементный раствор технической водой той же плотности, что находится в скважине, в затрубное пространство до установления одинакового уровня в колонне бурильных труб и затрубном пространстве. Поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее, и продолжают строительство скважины до проектной отметки. Обеспечивает исключение кавернообразования и прихват бурового инструмента при бурении.
Формула изобретения
Способ строительства скважины, включающий бурение и крепление направления, кондуктора и промежуточной или эксплуатационной колонны, отличающийся тем, что при бурении промежуточной или эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду, разбуривают зону осыпания породы и забуривают нижележащую зону с неосыпающимися породами, поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом, через скважину прокачивают глинистый буровой раствор, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой, вращают колонну бурильных труб и закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор, при вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение и проводят расхаживание колонны бурильных труб на длину 10-14 м, продавливают цементный раствор технической водой той же плотности, что находится в скважине, в затрубное пространство до установления одинакового уровня в колонне бурильных труб и затрубном пространстве, поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее, и продолжают строительство скважины до проектной отметки.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при проходке бурением интервалов пластов с неустойчивыми горными породами.
Известен способ бурения скважины с неустойчивыми глинистыми породами без кавернообразования, включающий углубление ствола скважины долотом в интервале пласта с неустойчивыми глинистыми породами с использованием вязкопластичной промывочной жидкости в ламинарном режиме течения в кольцевом канале ствола скважины (Т.Н.Бикчурин, И.Г.Юсупов, Р.С.Габидуллин. "Исследование влияния различных факторов на режим течения бурового раствора по кольцевому каналу ствола скважины". "Нефтяное хозяйство", № 4, 2001 г., стр.26).
Способ не обеспечивает гарантированный ламинарный режим течения в кольцевом канале скважины при проходке долотом интервала пласта с неустойчивыми глинистыми породами, т.к. критическую скорость, при котором происходит переход от ламинарного режима течения к турбулентному трудно контролировать, а в ряде случаев и невозможно, поскольку в сложных скважинных условиях происходит изменение пластической вязкости бурового раствора, динамического напряжения сдвига.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ проходки неустойчивых глинистых пород при бурении нефтяных и газовых скважин, например глинистых сланцев, включающий углубление скважины долотом в интервале пласта с неустойчивыми глинистыми породами с использованием вязкопластичной промывочной жидкости в ламинарном режиме течения в кольцевом канале ствола скважины. Для обеспечения гарантированного ламинарного режима течения в кольцевом канале ствола скважины, следовательно, и проходки долотом упомянутого выше интервала без кавернообразования расход промывочной жидкости выбирают на 20-30% меньше критического расхода, при котором происходит смена ламинарного режима к турбулентному, при этом вязкопластичную промывочную жидкость выбирают с минимально возможной фильтроотдачей (патент РФ № 2256762, опубл. 20.07.2005 - прототип).
Недостатком известного способа является трудность определения критического расхода и поддержания ламинарного режима течения в кольцевом канале ствола скважины. Все это приводит к невоспроизводимости ламинарного режима, турбулизации потока промывочной жидкости, появлению кавернообразования и прихватам бурового инструмента при бурении скважины. Кроме того, применение ламинарного режима приводит к существенному замедлению скорости бурения скважины.
В предложенном изобретении решается задача исключения кавернообразования и прихвата бурового инструмента при бурении скважины.
Задача решается тем, что в способе строительства скважины, включающем бурение и крепление направления, кондуктора и промежуточной или эксплуатационной колонны, согласно изобретению при бурении промежуточной или эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду, разбуривают зону осыпания породы и забуривают нижележащую зону с неосыпающимися породами, поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом, через скважину прокачивают глинистый буровой раствор, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой, вращают колонну бурильных труб и закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор, при вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение и проводят расхаживание колонны бурильных труб на длину 10-14 м, продавливают цементный раствор технической водой той же плотности, что находится в скважине, в затрубное пространство до установления одинакового уровня в колонне бурильных труб и затрубном пространстве, поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее, и продолжают строительство скважины до проектной отметки.
Сущность изобретения
Нарушение устойчивости глинистых пород сопровождается, как известно, осложнениями ствола скважины, обвалами и кавернами. Наличие каверн, особенно между нефтяными и водоносными пластами, снижает качество их разобщения, является причиной притока воды при первичном освоении, а также причиной увеличения процента обводненности продукции пласта в процессе эксплуатации скважины. Каверны в основном образуются при проходке неустойчивых глинистых пород четвертичных отложений, верейского, тульского, бобриковского, кыновского, пашийского горизонтов за счет эрозионного разрушения турбулентным потоком промывочной жидкости. Они приводят к осложнениям - многократным проработкам ствола и прихватам бурильного инструмента. Так, при креплении скважины плотность цементного раствора в интервале каверн снижается с 1850 до 1300 кг/м3. Цементный камень из такого раствора не может служить надежной крепью затрубного канала. Это приводит к серьезным авариям в скважине, сопровождающимся смятием эксплуатационной колонны и ее прихватами, особенно в интервале кыновских глин.
Известные способы бурения скважин в ламинарном режиме трудноосуществимы. По данным воспроизведения прототипа основной трудностью является трудность определения критического расхода и поддержания ламинарного режима течения в кольцевом канале ствола скважины. Все это приводит к невоспроизводимости ламинарного режима, турбулизации потока промывочной жидкости, появлению кавернообразования и прихватам бурового инструмента при бурении скважины. Кроме того, применение ламинарного режима приводит к существенному замедлению скорости бурения скважины. В предложенном изобретении решается задача исключения кавернообразования и прихвата бурового инструмента при бурении скважины. Задача решается следующим образом.
Сначала ведут подготовительные работы, заключающиеся в том, что у пробуриваемой скважины выявляют интервалы неустойчивых глинистых пород разрабатываемой нефтяной или газовой залежи по ранее пробуренным скважинам или скважинам разведывательного бурения.
Строительство скважины включает бурение и крепление направления, кондуктора и промежуточной или эксплуатационной колонны. При бурении промежуточной или эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду плотностью 1,00-1,08 г/см3. Разбуривают зону осыпания породы и забуривают на 5-20 м нижележащую зону с неосыпающимися породами. Поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом. Через скважину прокачивают глинистый буровой раствор плотностью 1,2-1,6 г/см 3, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой. Вращают колонну бурильных труб со скоростью 60-100 об/мин и одновременно закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор. При вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение и проводят расхаживание колонны бурильных труб на длину 10-14 м. Продавливают цементный раствор технической водой той же плотности, что находится в скважине, в затрубное пространство до установления одинакового уровня жидкости в колонне бурильных труб и затрубном пространстве. Поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку 4-6 ч до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее при разбуривании зоны осыпания, и продолжают строительство скважины до проектной отметки.
Пример конкретного выполнения
По ранее пробуренным скважинам выявляют, что интервалы неустойчивых глинистых пород разрабатываемой нефтяной или газовой залежи начинаются в интервалах 1500-1550 м и заканчиваются в интервалах 1550-1600 м по вертикали.
Строят нефтедобывающую скважину глубиной 1800 м по вертикали.
Строительство скважины включает бурение и крепление направления, кондуктора и эксплуатационной колонны. При бурении эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду плотностью 1,3±0,3 г/см3. Разбуривают зону осыпания породы в интервалах 1530-1570 м и забуривают на 10 м нижележащую зону с неосыпающимися породами. Поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом. Через скважину прокачивают глинистый буровой раствор плотностью 1,25 г/см 3, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой плотностью 1,03 г/см3. Вращают колонну бурильных труб со скоростью 60-100 об/мин, и одновременно закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор. При вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение колонны бурильных труб и выполняют расхаживание колонны бурильных труб вверх-вниз на длину 12 м. Продавливают цементный раствор технической водой плотностью 1,03 г/см3 в затрубное пространство до установления одинакового уровня жидкости в колонне бурильных труб и затрубном пространстве. Поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку 6 ч до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее, и продолжают строительство скважины до проектной отметки 1800 м.
В результате удается пробурить скважину и при этом исключить кавернообразование и прихват бурового инструмента при бурении.
Применение предложенного способа позволит решить задачу исключения кавернообразования и прихвата бурового инструмента при бурении скважины.
Класс E21B7/00 Особые способы или устройства для бурения