Способ изоляции зоны поглощения в буровой скважине

 

Изобретение касается бурения скважин. Целью изобретения является повышение надежности и безопасности способа изоляции зоны поглощения. Для этого буровой скважиной вскрывают несущий свод 2 с определением его толщины и зону 3 поглощения. Определяют плотность и прочность на разрыв сводовых пород, напряжение зоны 3 поглощения, тип каналов поглощения и рассчитывают потребное давление. Определяют положение границы 5 между массивом пород (МП) 6 и сводом. После вскрытия зоны поглощения устанавливают забой скважины несколько ниже границы 5 между МП 6 и сводом 2 заливкой нижней части скважины цементом. Спускают в скважину трубную колонну (ТК) 7 с разобщителем 8 затрубного пространства. Нагнетанием жидкости в полость ТК 7 повышают давление под разобщителем 8 до давления гидравлического расклинивания пород на границе 5 между сводом 2 и вышележащим МП 6. Избыточное давление создают из условия превышения суммы сил давления на свод 2 и его массы над суммой сил разрыва свода по его боковым поверхностям в радиусе гидравлического расклинивания и силы уплотнения зоны 3 поглощения. Это приводит к прогибанию свода и возникновению в нем разрывных напряжений по боковым поверхностям 10 свода Д вокруг скважины 1. Свод 2 разрушается по указанным поверхностям, проседает на зону 3 поглощения и уплотняет ее. В результате этого ликвидируются каналы поглощения. Затем сбрасывают давление и извлекают из скважины ТК 7 и разобщитель 8. После этого продолжают бурение до проектной глубины. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н1 (ц 4 E 21 В 33/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

v v v v v

° v ° v ° v ° ч 3

v - v-v-v

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭ06РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4284852/23-03 (22) 15.07.87 (46) 07.09.89. Бюл. М 33 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промьппленности (72) Л.M . Матвеенко и И.А. Дадашев (53) 622.245.42(088.8) (56) Шамшев Ф .А . и др . Технология и техника разведочного бурения .-М .:

Недра, 1983, с. 349.

Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких сквалинах. — М.:

Недра, 1980, с. 217-238.

2 (54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ

В БУРОВОЙ СКВАЖИНЕ (57) Изобретение касается бурения скважин. Целью изобретения является повышение надежности и безопасности способа изоляции зоны поглощения. Для этого буровой сквалиной вскрывают несущий свод 2 с определением его толщины и зону 3 поглощения. Определяют плотность и прочность на разрыв сводовых пород, напряжение эоны 3 поглощения, тип каналов поглощения и рассчитывают потребное давление. Определяют положение границы 5 между ом пород (МП) 6 и сводом. По1506077

У

6 да 1 сле вскрытия зоны поглощения устанавливают забой скважины несколько ниже границы 5 между 11П 6 и сводом 2 заливкой нижней части скважины цемен5 том. Спускают в скважину трубную колонну (ТК) 7 с разобщителем 8 эатрубного пространства. Нагнетанием жидкости в полость ТК 7 повышают давление под раэобщителем 8 до давления гидравлического расклинивания пород на границе 5 между сводом 2 и вышележащим МП 6. Избыточное давление соэдают иэ условия превышения суммы сил давления на свод 2 и его массы над 15 суммой сил разрыва свода по его бокоИзобретение относится к бурению скважин, а именно к изоляции зоны поглощения при бурении.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности спо- 25 соба изоляции эоны поглощения.

На фиг. 1 изображена скважина в момент вскрытия зоны поглощения, разрез, на фиг. 2 — то же, в момент осуществления расклинивания пород; на 30 фиг. Э вЂ” то же, после проведения изоляционных работ.

Способ осуществляется следующим образом, Буровой скважиной 1 вскрывают не— сущий свод 2 с определением его толщины и зону 3 поглощения. По да««ным анализа чернового материала и процесса бурения определяют тип каналов

4 поглощения> плотность и прочность 40 на разрыв сводовых пород, напряжение уплотнения эоны поглощения и рассчитывают потребное давление P. Опреде— ляют также положение границы 5 между массивом пород 6 и сводом 2.

После этого устанавливают забой скважин несколько ниже границы 5 заливной нижней части скважины цементом.

Спускают в скважину трубную колонну

7 с раэобщителем 8 затрубного пространства, который устанавливают несколько выше границы 5. Нагнетанием жидкости в полость трубной колонны 7 повышают давление под разобщителем

8 до давления гидравлического расклинивания (гидроразрыва) пород на границе 5 между сводом 2 и вышележащим массивом пород 6. Расклинивание происходит в дапной плоскости потому, вым поверхностям в радиусе гидравлического расклинивания и силы уплот««е««ия зоны 3 поглощения. Это приводит к прогибанию свода и возникновению в нем разрывных ««апряже««ий по боковым поверхностям 10 свода Д вокруг скважины 1. Свод 2 разрушается по указанным поверхностям, проседает на зону 3 поглощения и уплотняет ее. В результате этого ликвидируются каналы поглощения. Затем сбрасывают давление и извлекают из скважины ТК 7 и. разобщитель 8. После этого продолжают бурение до проектной глубины.

3 ил. что место сочленения разнородных материалов (в данном случае — горных пород) всегд наиболее слабое место.

Для облегчения расклинивания предварительно можно сделать круговой надрез пород в упомянутой плоскости с помощью гидропескоструйной перфорации.

Затем повышают давление над разобщителем 8 до необходимого уровня, определяемого с помощью соотношения

P)G,+6 — hf

2h где P — давление всасывания на уровне плоскости расклинивания пород высота свода; плотность пород свода; напряжение разрыва пород своЯ вЂ” напряжение уплотнения зоны а поглощения, R — радиус расклинивания пород вокруг скважины в плоскости связи свода с вышележащими породами.

При этом .«а поверхность 9 свода 2 действуют прогибающие усилия, приводящие к возникновению в своде раздельных напряжений по боковым поверхностям 10 свода вокруг скважины 1, свод 2 разрушается упомянутым поверхностям, проседает на зону 3 поглощения и уплотняет ее, в результате чего ликвидируются каналы 4 поглощения. Сбрасывают избыточное давление в скважине, массив пород 6 упpyro расширяется и трещина между ним и сводом смещается, чему способству5 !5060 ет так же проседание массива пород 6.

В случае, если массив пород 6 сложен крепкими малосжимаемыми породами, неспособными к расширению и проседа5 нию, трещину расклинивания между массивом пород 6 и сводом 2 тампонируют после продавливания свода 2 на зону

3 поглощения.

Извлекают из скважины трубную колонну 7 и разобщитель 8, опускают в скважину буровой инструмент и продолжают ее углубку до проектной отметки .

Предлагаемый способ позволяет ликвидировать осложненные зоны в условиях15, катастрофического поглощения, причем с повышенной надежностью и безопасностью.

Формула изобретения

Способ, изоляции зоны поглощения в буровой скважине, включающий обруше77 е ние свода пород над зоной поглощения в рыхлых породах, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и безопасности способа, определяют толщину свода, прочность сводовых пород на разрыв и напряжение уп.,:.>тнения эоны поглощения, а обрушение свода производят путем гидравлического расклинивания пород вокруг скважины в плоскости связи свода с вышележащим массивом пород, причем создают избыточное давление из условия превышения суммы сил давления на свод и его веса над суммой сил разрыва свода по его боковои поверхности в радиусе гидравлического расклинивания и силы уплотнения зоны поглощения.

V - V - V - V - V

1506077

V - V-V° - V

° V - V - V-V.V.

V V ° V ° V ° V ° V

Составитель П. А. Фролов

Редактор Г. Волкова Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Тираж 514

Заказ 5401/32

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101