способ строительства скважины
Классы МПК: | E21B7/00 Особые способы или устройства для бурения E21B21/00 Способы и устройства для промывки буровых скважин, например с использованием отработанного воздуха двигателя |
Автор(ы): | Ибрагимов Наиль Габдулбариевич (RU), Тазиев Миргазиян Закиевич (RU), Рахманов Айрат Рафкатович (RU), Аслямов Айдар Ингелевич (RU), Осипов Роман Михайлович (RU), Гараев Рафаэль Расимович (RU), Ахмадишин Фарит Фоатович (RU), Гуськов Игорь Викторович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-09-19 публикация патента:
20.06.2012 |
Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины с большим зенитным углом. Способ включает вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны. Бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя. При достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см3, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с. Обеспечивает бурение скважины без прихватов бурильной колонны. 1 ил., 1 пр.
Формула изобретения
Способ строительства скважины, включающий вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны, отличающийся тем, что бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя, при достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 ч проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см3, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины с большим зенитным углом.
Известен способ бурения скважины, включающий вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости из внутренней полости компоновки через долото на забой, при этом в зоне поглощения промывочной жидкости часть потока промывочной жидкости из внутренней полости компоновки направляют в затрубное пространство над долотом (Патент РФ № 2024723, кл. E21B 21/00, опубл. 15.12.94).
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ вскрытия пластов, согласно которому при вскрытии пластов до кровли проводят вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой. Затем спускают и цементируют обсадную колонну с клиновым посадочным кольцом в башмачной части. Продолжают вскрытие с подачей промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой до пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. При вскрытии пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости разобщают затрубное пространство скважины выше пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. Подачу всего потока промывочной жидкости ведут через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство скважины выше места разобщения при одновременном создании в затрубном пространстве ниже места разобщения пониженного давления и депрессии на пласт и эжектировании жидкости со шламом с забоя через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство выше места разобщения, перемешивании с промывочной жидкостью и направлении к устью скважины (Патент РФ № 2279535, опубл. 2006.07.10 - прототип).
Недостатком известных способов является то, что при строительстве скважины с удаленным смещением забоя от устья, т.е. с большим зенитным углом, возникают прихваты бурильных колонн, приводящие к невозможности дальнейшего бурения.
В предложенном изобретении решается задача строительства скважины с большим зенитным углом без прихватов бурильной колонны.
Задача решается тем, что в способе строительства скважины, включающем вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны, согласно изобретению бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя, при достижении зенитного угла более 250 и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см3, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с.
Сущность изобретения
Бурение скважин с большими зенитными углами сопровождают прихваты бурильной колонны. При возникновении прихвата с потерей циркуляции промывочной жидкости кольцевое пространство за бурильной колонной утрамбовано горной породой и шламом. Встречается дифференциальный прихват, при котором циркуляция присутствует, а движение бурильной колонны прекращается из-за силы ее прижатия весом столба бурового раствора при фильтрации последнего в проницаемый пласт с пластовым давлением ниже гидростатического. Общая причина прихватов заключается в зашламленности ствола скважины, которая способствует возникновению прихватов.
На фиг.1 представлена схема прихвата бурильной трубы в шламовой подушке, где 1 - скважина, 2 - буровой раствор, 3 - буровая труба, 4 - шламовая подушка.
При удаленном забое ствол скважины имеет наклон более 25°, который способствует накоплению шлама, а на участках набора наклона шлам устремляется вниз как санки по ледяной горке, а не вверх к устью вместе с циркуляцией промывочной жидкости.
Шламовая подушка накапливается, постепенно уплотняется и по мере накопления все крепче сцепляется с бурильной трубой, создает сопротивление свободному движению бурильной колонны. В вертикальном стволе шламонакопление распознаваемо в виде шламового осадка на забое, при попытке его размыть возрастает давление, забивается долото или забойный двигатель в случае скоростного в него вхождения. А вот в наклонном стволе шламовая подушка трудно распознаваема, потому что половина сечения скважины свободна (см. фиг.1), циркуляция по нему имеется, а прихват происходит.
В предложенном изобретении решается задача строительства скважины с большим зенитным углом без прихватов бурильной колонны. Задача решается следующим образом.
При строительстве скважины выполняют вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны. Бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя. При достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин. Используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см3, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с.
Как правило, при зенитных углах менее 25° прихватов не возникает. При возникновении опасности прихвата периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м. При этом муфты, соединяющие бурильные трубы, при расхаживании выполняют роль поршней, ершей, скребков и т.п., ворошат, разрыхляют, отслаивают от стенок скважины частицы отложений шламонакоплений. Величина расхаживания на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м гарантирует перекрытие величины воздействия муфт во всем интервале шламонакоплений. Вращение бурильных труб в диапазоне 20-40 об/мин способствует этому процессу. Циркуляция промывочной жидкости выносит частицы шламонакоплений с забоя скважины. Расход промывочной жидкости 16-45 л/с является оптимальным для промывки забоя и удаления частиц шламонакоплений. Плотность промывочной жидкости достаточна для удаления частиц шламонакоплений.
Пример конкретного выполнения
Выполняют строительство скважины со следующими характеристиками: проектное смещение 1307 м, интервал 0-1288 м обсаживается колонной 245 мм, общая длина скважины 2231 м. Бурят ствол скважины с применением компоновки с забойным гидравлическим двигателем. При бурении производят вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой.
С кровли потенциально водопроявляющего намюрского пласта ( 600 м) и до подошвы потенциально нефтепроявляющего и осыпающегося бобриковского пласта ( 1300 м) бурение ведут на буровом растворе с плотностью до 1300 кг/м3, обеспечивающем репрессию на пласты. При достижении угла наклона скважины 58° начата работа по очищению ствола от шламовой подушки. Периодически через каждый 1 час проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,5 м с одновременным вращением бурильной колонны со скоростью 30 об/мин. Используют промывочную жидкость с плотностью 1,3 г/см3, а расход промывочной жидкости устанавливают равным 30 л/с. В результате скважину без прихватов добуривают до проектной глубины. Спускают обсадную колонну и цементируют заколонное пространство.
Изменение времени выполнения мероприятий по предупреждению прихватов в пределах от 0,5 до 1,5 часов, величины расхаживания бурильной колонны в пределах бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне от 20 до 40 об/мин и использование промывочной жидкости с плотностью в пределах от 1,0 до 1,4 г/см3 с расходом промывочной жидкости в пределах 16-45 л/с приводит к гарантированной ликвидации прихватов бурильных труб на забое скважины.
Применение предложенного способа позволит бурить скважины с большим зенитным углом без прихватов бурильных труб на забое скважины.
Класс E21B7/00 Особые способы или устройства для бурения
Класс E21B21/00 Способы и устройства для промывки буровых скважин, например с использованием отработанного воздуха двигателя