способ очистки наклонных и горизонтальных стволов скважин

Формула изобретения

Способ очистки горизонтальных и наклонных скважин, включающий создание циркуляции бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка, отличающийся тем, что поток бурового раствора разделяют при проходе через переводник, содержащий полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси, на две части, при этом одну часть бурового раствора выбрасывают через радиальные каналы в виде турбулентного потока, обеспечивающего вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины, а другую часть бурового раствора направляют в виде ламинарного потока в горизонтальный участок скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к способам очистки наклонных и горизонтальных скважин.

Известен способ промывки наклонно-горизонтальной скважины, патент RU 2026954 C1, МПК E21B 21/00 от 20.01.1995 г., предусматривающий прокачивание в скважину через бурильную колонну основного бурового раствора плотностью, обеспечивающей проводку скважины на равновесии гидростатического и пластового давлений. Создают циркуляцию основного раствора по прямой схеме промывки. Начиная с интервала набора кривизны и далее при бурении горизонтальной части ствола скважины при каждом добуривании последних 1-2 м длины ведущей трубы промывку осуществляют раствором с повышенной выносящей способностью при вязкости 60-80 с. Такую вязкость получают добавлением к основному раствору водного раствора гидролизованного полиакриламида или водного раствора гидролизованного полиакрилнитрила. В качестве основного раствора используют полимерглинистый буровой раствор с вязкостью 20-25 с, а водный раствор гидролизованного полиакриламида приготавливают с вязкостью 100-150 с.

Недостатком способа является необходимость установки дополнительных емкостей для перемешивания бурового раствора с указанными реагентами. Кроме того, так как выносящая способность бурового раствора повышается за счет увеличения условной вязкости, возможно поглощение бурового раствора продуктивным пластом, гидроразрыв пласта и прочие осложнения, обусловленные возрастанием сопротивления течению бурового раствора через затрубное пространство.

Известен также способ очистки ствола скважины, патент RU 2176017 C2, МПК E21B 21/00 от 20.11.2001 г., который включает вынос выбуренной породы промывочной жидкостью по затрубному пространству. Создают в затрубном пространстве на интервале горизонтального участка скважины в процессе бурения радиальное движение потока промывочной жидкости для обеспечения выноса частиц шлама в верхнюю часть радиального сечения затрубного пространства соответствующего движению основной части потока промывочной жидкости.

Недостатком известного способа является образование высокоскоростной зоны за устройством и падение удерживающей способности бурового раствора за счет увеличения скорости сдвига и разрушения его структуры, что может привести к повторному выпадению шлама в застойные участки радиального сечения затрубного пространства скважины.

Задачей технического решения является повышение качества очистки наклонных и горизонтальных стволов скважины от выбуренной породы.

Технический результат заключается в обеспечении выноса частиц шлама из горизонтального участка скважины.

Сущность способа заключается в создании циркуляции бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка и содержащим полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси. При проходе через переводник поток бурового раствора разделяется на две части, при этом одну часть бурового раствора выбрасывают через радиальные каналы в виде турбулентного потока, обеспечивающего вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины, а другую часть бурового раствора направляют в виде ламинарного потока в горизонтальный участок скважины.

Технический результат достигается за счет того, что при ламинарном течении бурового раствора его тиксотропная структура не разрушается ввиду отсутствия перемешивания между отдельными слоями течения, и, как следствие, удерживающая способность по отношению к частицам шлама достигает наибольших значений. Также технический результат достигается за счет того, что при ламинарном режиме формируется слоистое течение бурового раствора и каждая отдельно взятая частица шлама движется в пределах одного слоя, не претерпевая перемещения между слоями ввиду отсутствия перемешивания отдельных слоев, вплоть до ее выноса с потоком в вертикальный участок скважины.

На фиг.1 показано то, каким образом разделяется поток бурового раствора при его проходе через переводник.

На фиг.2 показан общий вид устройства, реализующего способ очистки ствола скважины.

Устройство представляет собой переводник 1 с полым корпусом и радиальными каналами 2, выполненными под углом 30-60° к его оси в сторону восходящего потока и оснащенными эрозионно устойчивыми сменными насадками 3, диаметр которых подбирается таким образом, чтобы поток в горизонтальном участке скважины был ламинарным.

Способ осуществляется следующим образом. Подбираются насадки, диаметр которых позволит создать течение промывочной жидкости на горизонтальном участке скважины с числом Рейнольдса 1000÷1200. Насадки устанавливаются в переводник, собранный переводник устанавливается в сборку бурильных труб на уровне начала участка набора кривизны. Бурение ведется до тех пор, пока переводник не спустится до окончания набора кривизны. После чего промывка продолжается до выхода последней порции шлама, затем колонну поднимают и переустанавливают переводник выше на величину длины участка набора кривизны и продолжают процесс бурения.