способ заканчивания горизонтальной скважины малого диаметра

Формула изобретения

Способ заканчивания горизонтальной скважины малого диаметра, согласно которому бурение скважины выполняют долотом диаметром 144-155,6 мм, на конце эксплуатационной колонны с условным диаметром 102-114 мм размещают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования, спускают эксплуатационную колонну в горизонтальную часть скважины, циркуляцией бурового раствора устанавливают пробку в стоп-кольцо, повышают давление в эксплуатационной колонне до раскрытия пакера-отсекателя и затем отверстий муфты ступенчатого цементирования, прокачивают 2-4 м³ бурового раствора при давлении 8-11 МПа и расходе 10-15 л/с, прокачивают буферную жидкость в объеме 3-10 м ³, содержащую 1-3% поверхностно-активного вещества, при давлении 6-8 МПа и расходе 5-10 л/с, прокачивают расчетный объем цементного раствора при давлении от 6 до 10 МПа и расходе 5-10 л/с, продавливают продавочной жидкостью разделительную пробку до посадки в муфту ступенчатого цементирования и закрытия ее окон при давлении от 6 до 14 МПа при расходе 5-10 л/с, стравливают давление, убеждаются, что нет излива в трубное пространство, проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента, разбуривают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования и осваивают скважину.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве горизонтальных скважин малого диаметра.

Известен способ строительства скважины многопластового нефтяного месторождения, который включает бурение скважины до проектной глубины со вскрытием неоднородных пластов пашийского горизонта, геофизические исследования, спуск эксплуатационной колонны и ее цементирование. Бурение производят без вскрытия водоносной части разреза, а при цементировании эксплуатационной колонны стоп-кольцо, устройство манжетного цементирования, цементировочный обратный дроссельный клапан размещают выше продуктивного пласта. При этом не нарушают целостность глинистой перемычки между верхними и нижними пластами. Данный способ предотвращает получение заколонного водопритока в скважине, позволяет сохранить коллекторские свойства многопластового месторождения, экономит затраты при строительстве скважины (патент РФ № 2427703, опубл. 27.08.2011).

Известный способ имеет ограниченное применение в сугубо особенных геологических условиях.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ цементирования обсадной колонны в наклонно-направленных скважинах, включающий спуск обсадной колонны, закачку цементного раствора в обсадную колонну, сброс разделительной пробки, закачку промывочной жидкости и продавливание цементного раствора в затрубное пространство. Перед закачкой цементного раствора определяют по аналитическому выражению минимальную величину объемного расхода закачки цементного раствора в обсадную колонну с учетом кривизны ствола скважины и выбирают производительность закачки цементного раствора больше этой величины (Патент РФ № 2200823, опубл. 20.03.2003 - прототип).

Способ позволяет цементировать лишь скважины с малым углом наклона, и совсем непригоден для цементирования горизонтальных скважин малого диаметра.

В предложенном изобретении решается задача цементирования эксплуатационной колонны горизонтальной скважины малого диаметра.

Задача решается тем, что в способе заканчивания горизонтальной скважины малого диаметра бурение скважины выполняют долотом диаметром 144-155,6 мм, на конце эксплуатационной колонны с условным диаметром 102-114 мм размещают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования, спускают эксплуатационную колонну в горизонтальную часть скважины, циркуляцией бурового раствора устанавливают пробку в стоп-кольцо, повышают давление в эксплуатационной колонне до раскрытия пакера-отсекателя и затем отверстий муфты ступенчатого цементирования, прокачивают 2-4 м³ бурового раствора при давлении 8-11 МПа и расходе 10-15 л/с, прокачивают буферную жидкость в объеме 3-10 м³, содержащую 1-3% поверхностно-активного вещества, при давлении 6-8 МПа и расходе 5-10 л/с, прокачивают расчетный объем цементного раствора при давлении от 6 до 10 МПа и расходе 5-10 л/с, продавливают продавочной жидкостью разделительную пробку до посадки в муфту ступенчатого цементирования и закрытия ее окон при давлении от 6 до 14 МПа при расходе 5-10 л/с, стравливают давление, убеждаются, что нет излива в трубное пространство, проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента, разбуривают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования и осваивают скважину.

Сущность изобретения

Строительство скважин малого диаметра позволяет существенно экономить время и материалы. Однако строительство таких скважин вызывает ряд технологических трудностей, особенно проявляющихся при бурении горизонтальных стволов. Классический вариант бурения скважин, когда скважину бурят до продуктивного пласта, обсаживают, цементируют, разбуривают продуктивный пласт меньшим диаметром, не приемлем для скважин малого диаметра, т.к. уменьшение диаметра в интервале продуктивного пласта приводит к уменьшению и без того малого диаметра скважины, трудностям обработки, вторичного вскрытия, освоения скважины, малому дебиту скважины. Кроме того, ствол такой скважины выполняют горизонтальным или субгоризонтальным еще до продуктивного пласта. Оставлять такой ствол не обсаженным невозможно из-за вероятных водопроявлений с вышележащих пластов, влиянии продуктивного пласта на вышележащие пласты. В связи с этим встал вопрос о строительстве такой скважины и, особенно, о цементировании эксплуатационной колонны горизонтальной скважины малого диаметра. В предложенном изобретении данная задача решается следующим образом.

Ствол скважины малого диаметра под эксплуатационную колонну как вертикальный, так и горизонтальный, бурят долотом диаметром 144-155,6 мм, В качестве эксплуатационной колонны используют колонну обсадных труб с условным диаметром 102-114 мм. Применение колонны большего условного диаметра невозможно из-за ее невозможности выдерживать изгибающие напряжения при переходе с вертикального на горизонтальный участок. На конце эксплуатационной колонны с условным диаметром 102-114 мм размещают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования. Спускают эксплуатационную колонну в горизонтальную часть скважины на границу продуктивного пласта. Продавливанием бурового раствора по эксплуатационной колонне при открытом затрубье на устье скважины устанавливают пробку в стоп-кольцо. Повышают давление в эксплуатационной колонне до раскрытия пакера-отсекателя и отсечения горизонтального не обсаженного ствола скважины в интервале продуктивного пласта. Еще более повышают давление в эксплуатационной колонне для открытия отверстий муфты ступенчатого цементирования. По эксплуатационной колонне прокачивают 2-4 м³ бурового раствора при давлении 8-11 МПа и расходе 10-15 л/с, прокачивают буферную жидкость в объеме 3-10 м³, содержащую 1-3% поверхностно-активного вещества, при давлении 6-8 МПа и расходе 5-10 л/с, прокачивают расчетный объем цементного раствора при давлении от 6 до 10 МПа и расходе 5-10 л/с, продавливают продавочной жидкостью разделительную пробку до посадки в муфту ступенчатого цементирования и закрытия ее окон при давлении от 6 до 14 МПа при расходе 5-10 л/с. Стравливают давление в эксплуатационной колонне и убеждаются, что нет излива в трубное пространство. Проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента, разбуривают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования и осваивают скважину.

Вышеуказанные режимы прокачки и объемы материалов назначены как наиболее оптимальные для обеспечения качественного цементирования затрубного пространства скважины малого диаметра. Выход за пределы режимов влечет за собой сбой в создании цементного камня, появление несплошностей, некачественное цементирование и прорыв вод.

В качестве поверхностно-активного вещества используют неионогенные или анионоактивные вещества, например, типа МЛ-72, МЛ-80, МЛ-81Б, и пр.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Строят горизонтальную скважину малого диаметра. Бурение ствола скважины под эксплуатационную колонну выполняют долотом диаметром 155,6 мм. Горизонтальный ствол размещают в интервале продуктивного пласта. Забой скважины находится на глубине 1181 м, фильтровая часть равна 17,5 м, угол наклона на глубине 1181 м - 83,5 град. На конце эксплуатационной колонны с условным диаметром 114 мм размещают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования. Спускают эксплуатационную колонну в горизонтальную часть скважины. Стоп-кольцо расположено на глубине 1163,5 м. Циркуляцией бурового раствора плотностью 1,28 г/см³ устанавливают пробку в стоп-кольцо. Повышают давление в эксплуатационной колонне до 13 МПа до раскрытия пакера-отсекателя и затем до 16 МПа до раскрытия отверстий муфты ступенчатого цементирования. Прокачивают 2 м³ бурового раствора при давлении 8 МПа и расходе 10 л/с, прокачивают буферную жидкость - воду в объеме 3 м³, содержащую 1% поверхностно-активного вещества МЛ-72, при давлении 6 МПа и расходе 5 л/с, прокачивают расчетный объем цементного раствора в объеме 19,3 м³ при давлении 10 до 6 МПа и расходе 5 л/с, продавливают продавочной жидкостью разделительную пробку до посадки в муфту ступенчатого цементирования и закрытия ее окон при давлении от 6 до 14 МПа при расходе 5 л/с, стравливают давление, убеждаются, что нет излива в трубное пространство, проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента, разбуривают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования и осваивают скважину.

Пример 2. Строят горизонтальную скважину малого диаметра. Бурение ствола скважины под эксплуатационную колонну выполняют долотом диаметром 144 мм. Горизонтальный ствол размещают в интервале продуктивного пласта. Забой скважины находится на глубине 1180 м, фильтровая часть равна 18 м, угол наклона на глубине 1181 м - 83 град. На конце эксплуатационной колонны с условным диаметром 102 мм размещают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования. Спускают эксплуатационную колонну в горизонтальную часть скважины. Стоп-кольцо расположено на глубине 1163 м.

Циркуляцией бурового раствора плотностью 1,27 г/см³ устанавливают пробку в стоп-кольцо, повышают давление в эксплуатационной колонне до 15 МПа и раскрытия пакера-отсекателя и затем до 18 МПа и открытия отверстий муфты ступенчатого цементирования, прокачивают 3 м³ бурового раствора при давлении 9 МПа и расходе 12 л/с, прокачивают буферную жидкость в объеме 7 м³, содержащую 2% поверхностно-активного вещества МЛ-80, при давлении 7 МПа и расходе 8 л/с, прокачивают расчетный объем цементного раствора в объеме 19 м³ при давлении от 9 до 6 МПа и расходе 8 л/с, продавливают водой разделительную пробку до посадки в муфту ступенчатого цементирования и закрытия ее окон при давлении от 7 до 13 МПа при расходе 8 л/с, стравливают давление, убеждаются, что нет излива в трубное пространство, проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента, разбуривают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования и осваивают скважину.

Пример 3. Выполняют как пример 1. Циркуляцией бурового раствора устанавливают пробку в стоп-кольцо, повышают давление в эксплуатационной колонне до 14 МПа и раскрытия пакера-отсекателя и затем до 17 МПа и открытия отверстий муфты ступенчатого цементирования, прокачивают 4 м ³ бурового раствора при давлении 11 МПа и расходе 15 л/с, прокачивают воду в объеме 10 м³, содержащую 3% поверхностно-активного вещества МЛ-81Б, при давлении 8 МПа и расходе 10 л/с, прокачивают расчетный объем цементного раствора в объеме 19,3 м³ при давлении от 11 до 7 МПа и расходе 10 л/с, продавливают водой разделительную пробку до посадки в муфту ступенчатого цементирования и закрытия ее окон при давлении от 7 до 14 МПа при расходе 10 л/с, стравливают давление, убеждаются, что нет излива в трубное пространство, проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента, разбуривают стоп-кольцо, пакер-отсекатель пластов и муфту ступенчатого цементирования и осваивают скважину.

В результате удается провести заканчивание скважины и выполнить цементирование эксплуатационной колонны горизонтальной скважины малого диаметра с высоким качеством цементного камня. Испытания каверномером доказали отсутствие каверн, несплошностей цементного камня в затрубном пространстве скважины.

Применение предложенного способа позволит строить скважины малого диаметра с горизонтальными стволами с обеспечением качественного цементного камня в затрубном пространстве.