Способ определения устойчивости приствольной зоны скважины

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИСТВОЛЬНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ,, включающий изменение гидростатичес кого давления в скважине и спуск инструмента в скважину, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения устойчивости приствольной зоны скважины и улучшения условий бурения путем выбора минимального гидростатического давления , обеспечивающего устойчивость , приствольной зО)ны скважины, герметизируют на устье кольцевое пространство скважины, заменяют часть бурового раствора в герметизированном кольцевом пространстве буровым раствором меньшей плотности, выдерживают приствольную зону скважины в течение не менее 0,25 ч и оценивают состояние приствольной зоны скважины по t характеру изменения веса бурильного СП инструмента, спускаемого в открытом стволе, при этом указанную последовательность операций.циклически повторяют до появления признаков нарушения устойчивости.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

В 47 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3312077/22-03 (22) 06.07 ° 81 (46) 07,04,83, Бюл, Р 13 (72) Р.Т.Еганянц (71) Туркменский государственный научно.исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.241(088.8) (56) 1. Кеворков С.А. и др. Некоторые технологические причины потери устойчивости пород в приствольной зоне скважины. РНТС, сер.. Бурение, вып. 7, М., ВНИИОЭНГ, 1977.

2. Австисян Н.Г. Критерий оценки устойчивости стенок скважины, осложненных глинистыми породами. РНТС, сер. Бурение, вып ° 4, М., ВНИИОЭНГ, 1980 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.УСТОИЧИВОСТН ПРИСТВОЛЬНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ, включающий изменение гидростатичес„„glJ„„1010261 кого. давления .в скважине и спуск инструмента в скважину, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше.ния точности определения устойчивости приствольной эоны скважины и улучшения условий бурения путем выбора минимального гидростатического давления, обеспечивающего устойчивость ,приствольной эЪны скважины, герметизируют на устье кольцевое пространство скважины, заменяют часть бурового раствора в герметиэированном кольцевом пространстве буровым раствором меньшей плотности, выдерживают приствольную зону скважины в течение не менее 0 25 ч и оценивают состояI

С2 ние приствольной эоны скважины по Е характеру изменения веса бурильного инструмента, спускаемого в открытом стволе, при этом укаэанную последовательность операций, циклически пов- С.. торяют до появления признаков нарушения устойчивости.

1010261

Изобретение относится к нефтяной и газовой. промышленности и может быть использовано при бурении скважин в сложных геологических условиях, например, в глинистых и соленосных породах, районах, характеризующихся аномально высокими давлениями в недрах, а также при совершенствовании технологии процесса бурения.

Известен способ определения устойчивости приствольной зоны скважины, 10 основанный на использовании данных профилеметрии.

Устойчивость приствольной зоны скважины оценивается при этом по изменению конфигурации и поперечно- )5 го сечения ствола скважины (1).

Недостатками известного способа ! определения устойчивости приствольной эоны скважины являются необходимость подъема бурильного инструмен- 20 та, спуска скважинного профилемера, проведения геофизического измерения, а также косвенный характер оценки устойчивости приствольной зоны скважины.

Наиболее близким по технической сущнооти и достигаемому результату к предложенному является способ определения устойчивости приствольной эоны скважины, основанный на оценке порогового давления вскрытых пород по данным геофизических измерений плотности, влажности и минералиэации плаотовой жидкости и создании гидростатического давления на стенки скважины не менее, чем поровое давле-З5 ние вокр етых пластов.

Известный способ включает операции подготовки ствола скважины к проведению геофизических работ, подъем буровой колонны, спуск в скважину 40 геофизического снаряда для регистрации электрометрических характеристик породы, в соответствйи с которыми устанавливается паровое давление в пластах, слагающих стенки скважины, 45 и подъема геофизического инструмента (2) .

Недостатками известного способа определения устойчивости приствольной зоны скважи..ы являются необходи50 мость подъема буровой колонны, проведения геофизических исследований, а также то, что устойчивость приствольной зоны скважины определяется по косвенным признакам, в силу чего может давать большую погрешность, т.е. неверную оценку состояния скважины и возможностей совершенствования технологического процесса бурения.

Например, при погрешности +10% в оценке величины порогового давления, соответственно, на 10% выше оптимальной величины будет выбрана для бурения плотность бурового раствора.

Кроме того, устойчивость стенок скважины зависит от горно-геологических условий формирования пород и ус" ловий их взаимодействия с физико-химическими свойствами бурового раствора, .что, в свою очередь, обуславливает определенную погрешность в оценке устойчивости приствольной зоны скважины.

Целью изобретения является повышение точности определения устойчивости приствольной зоны скважины и улучшение условий бурения.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу определения устойчивости приствольной "îíû скважины,включающему изменение гидростатического дазления в скважине и спуск инструмента в скважину, герметизируют на устье кольцевое пространство скважины, заменяют часть бурового .раствора в герметиэированном кольце)вом пространстве буровым раствором меньшей плотности, выдерживают приствольную зону в течение не менее

0,25 ч и оценивают состояние приствольной эоны скважины по характеру изменения веса бурильного инструмента, спускаемого в открытом стволе, при этом указанную последовательность операций циклически повторяют до появления признаков нарушения устойчивости.

Определение устойчивости приствольной зоны скважины.по предложенному способу осуществляется следующим образом, В башмак промежуточной обсадной колонны спускается (поднимается) 6y- . рильный инструмент в рабочей компоновке, в нижней части которого устанавливается (установлено) посадочное седло отсекателя потока (для разобщения полости бурильной колонны от кольцевого пространства). Закрывает" ся превентер противовыбросового оборудования, и в кольцевое пространство обратной циркуляцией эакачивают агент меньшей плотности, чем буровой раствор (например, воду, облегченный раствор и т.п.) . При этом раствор, вытесняемый иэ скважины через буровую колонну, отбирается в мерники буровой установки, а в кольцевом пространстве-на устье за счет разницы плотностей бурового раствора и эаканчиваемого агента возникает избыточное давление.

По достижении необходимой величины избыточного давления в буровую колонну сбрасывается отсекатель потока (например, клапан диафрагменного типа), фиксируют избыточное устьевое давление Р в, кольце. Разрядкой кольцевого пространств,а понижают давление в скважине. При этом отсекатель потока разобщает полости скважины и (3 1010261 4

1О

t5 ь В..Стрельченко еце

Корректор A„Повх

Заказ 2432/20 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г.ужгород, ул.Проектная, 4

Филиал ППП Патент, буровой колонны, предупреждая пере„ток бурового раствора и передачу гид ростатического давления из полости буровой колонны в полость кольцево . го пространства. При отсутствии проницаемых пластов в необсаженной части ствола скважины избыточное давле" ние на устье падает до нуля по истечении упругого объема жидкости.

При возбуждении проницаемых пластов исследуемого разреза и притока иэ скважины задвижка на выкидной линии превентера закрывается и регистрируется кривая восстановления давления на устье; фиксируют восстановленное давление, определяют уменьше ние гидростатического давления на стенки скважины по формуле

В ОССТ

Оставляют ствол скважины разгру- 70 женным в течение не менее 0,25 ч.

По истечении времени выдержки создают избыточное давление в буровой колонне для разрушения диафрагмы отсе кателя потока. Закачкой бурового 25 раствора в трубы вытесняют из коль цевого пространства агент меньшей плотности, при этом в кольцевом пространстве на устье -известными при;емами регулируют избыточное давление, чтобы предупредить безконтрольный приток иэ пластов. Затем разгерметизируют кольцевое пространство, осуществляют спуск бурильной колонны в скважину в рабочем режиме, наблюдая за изменением веса бурильной колонны.

Если устойчивость приствольной эоны скважины при,созданном уменьшении давления на стенки скважины и данном времени выдержки не наруши- 40 лась, буровой инструмент спускается в скважину без посадок и (затяжек). При нарушении устойчивости приствольной зоны места посадок бурильной колонны прорабатываются и по ха- 45 рактеру изменения веса бурильной колонны в интервалах проработок делается заключение о степени нарушения устойчивости приствольной зоны.

Определение устойчивости приствольной зоны скважины по предложенному способу иллюстрируется следующим примером.

В одной из скважин последняя промежуточная колонна - хвостовик установлена в интервале 3400-4200 м

55 и перекрыла зону сверхвысоких пороСоставител

Редактор A.Øàíäîð Техред О.Н вых давлений Бурение ствола скважины ниже 4200 м осуществляется долотом диаметром 161 мм. Плотность бурового раствора в скважине - 2,33 г/см

После углубления скважины до отметки 4245 м подняли бурильный инструмент в башмак промежуточной колонны, закрыли превентер, обратной циркуляцией в затрубное пространство закачали 13 м 3 воды до расчетного, избыточного давления 75 кг/см (фактическое давление эа счет предельного напряжения сдвига бурового раст-, вораа с оставила 95 кг/см ) . Сбросили в бурильную колонну отсекатель потока (посадочное седло было включено в состав бурильной колонны заранее) °

Плавно уменьшили давление на устье до 0 приняв в емкости агрегата

0,5 м 3 упругого объема воды, Далее в течение 1,5 ч наблюдался приток воды

30-50 л/ч и прекратился. Оставили скважину на выдержке в течение 5 ч.

Таким образом, открытый ствол оставался разгруженным (на 75 кг/см ) в течение 6,5 ч.

Давлением 140 кгс/см на стояке буровой установки срезали диафрагму клапана и прямой промывкой буровыми насосами вытеснили воду из кольцевого пространства. Осуществили пуск бурильного инструмента и в открытый ствол скважины, Он дошел до забоя без посадок и затяжек.

На основании выполненных работ плотность бурового раствора в скважине уменьшили до 2,25 г/ñì3. В интер,вале 4200-4500 .м определение устойчивости предлагаемым способом выполняли 4 раза. Плотность бурового раствора в скважине уменьшили до 2,0 г/смЗ, что способствовало доведению параметрической скважины до проектной глубины без осложнений.

Технико-экономический эффект.от использования изобретения возникает за счет исключения электрометрических работ для оценки состояния ствола скважины; предупреждения осложнений (гидроразрыва пород, нарушения устойчивости стенок скважин и прихвата бурильного инструмента); — сокращения затрат времени и материалов для регулирования свойств бурового раствора.

Годовой экономический эффект, связанный с внедрением изЬбретения, составляет 250-300 тыс ° руб. в год.