Способ ликвидации поглощений при бурении скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - сокращение затрат времени на ликвидацию поглощения и расширение области применения способа. На поверхности сжимают воздух и закачивают его в скважину через бурильные трубы и затрубное пространство, оттесняя скважинную жидкость внутрь зоны поглощения. Замораживание зоны поглощения производят до температуры (-10) - (-15)°С воздухом, сжатым до давления, в 2-3 раза превышающего давление в поглощающей зоне, и охлажденным до температуры (-40) - (-55)°С. После замораживания зоны поглощения в скважине заменяют воздух на буровой раствор, поддерживая при этом постоянное давление в скважине. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!!ИАЛИСТИЧЕСНИ)(РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (gl) y Е 21 В 33/13

: ai t. .- i Е, ".;...ь.-.;

: Й.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ до температуры (-!О) — («l5) С воздухом, сжатым до давления, в 2-3 раза превышающего давление в поглощающей зоне, и охлажденным до температуры (-40) — (-55) Ñ. После эаморажи; ваняя зоны поглощения в скважине заменяют воздух на буровой раствор, поддерживая при этом постоянное давление в скважине.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа.

Устройство включает компрессор

l, водовоздушный теплообменник 2, кран 3, из которого воздух может по" даваться одновременно в бурильные трубы 4 и эатрубное пространство 5, кран б, турбодетандер 7, электрогенератор 8, кран 9 для подачи жидГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4410899/23-03 (22) 24.02.88 (46) 15 ° ll ° 89. Бюл. N 42 (71) Производственное объединение разведочно-буровых работ для подземного хранения газа и по спецработам

"Союзбургаз" (72) Н.И.Игнатьев, Л.М.Мордисон и Ф.Е.Житомирский (53) 622.242(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 113226, кл. Е 21 В 33/13, 1957.

Грязнов Г.С. Конструкции газовых скважин в районах многолетнемерзлых пород.М.: Недра, 1978, с.98-105. (54) СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ПОГЛОЩЕНИЙ

ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при ликвидации поглощений бурового раствора в процессе сооружения скважин.

Цель изобретения. — сокращение затрат времени на ликвидацию поглощения и расширение области применения способа.

Сущность способа ликвидации поглощений при бурении скважин заключается в том, что на поверхности сжимают воздух и закачивают его в скважину через бурильные трубы и затрубное пространство-, оттесняя скважинную жидкость -внутрь зоны поглощения. Замораживание эоны поглощения производят

2 пром-сти. Цель — сокращение затрат времени на ликвидацию поглощения и расширение области применения способа. На поверхности сжимают воздух и эакачивают его в скважину через бурильные трубы и затрубное пространство, оттесняя скважинную жидкость внутрь зоны поглощения. Замораживание зоны поглощения производят до температуры (-10) — (-15) С воздухом, сжатым до давления, в 2-3 раза превышающего давление в поглощающей зоне, и охлажденным до температуры (-40) - (-55) С. После замораживания зоны поглощения в скважине заменяют воздух на буровой раствор, поддерживая при этом постоянное давление в скважине. l ил., табл.

1521861 кости в водовоздушный теплообмен ник 2 °

Способ осуществляют следующим

1 .образом.

При возникновении поглощения запускают компрессор 1, и сжатый воздух из компрессора подают в водовоздушный теплообменник 2, из которого он через кран 3 подается в бу- 10 рильные трубы 4, которые приподнимаются от забоя на высоту около 1 м, 1 так и в затрубное пространство. Пос,.ле того, как закачиваемый воздух полностью вытесняет скважинную.жид кость иэ ствола скважины внутрь эо: ны поглощения, кран 3 закрывают, и воздух, охлажденный в водовоздушном теплообменнике 2, направляют через краи б в турбодетандер 7, где его 2p адиабатно расширяют до давления, превышающего давление в зоне поглощения в 2-3 раза, и охлаждают в интервале температуры (-40) — (-55) С в зависимости от характеристики по- 25 глощающей зоны и подают через бурильные трубы к забою скважины для замораживания стенок скважины в интервале эоны поглощения. Отработанный холодный воздух выносится на поверхность. Турбодетандер загружается электрогенератором 8 либо другим устройством, Кран б на шунтовой линии турбодетандера 7 позволяет регулировать рас- 3 ходы давления сжатого воздуха в широких пределах.

Эффективность охлаждения воздуха .в водовоздушном теплообменнике 2 регулируется количеством охлаждающей воды, поступающей в него через кран 9. Таким образом обеспечивается воэможность ликвидации поглощения раствора путем замораживания жидкости в зоне поглощения. 45

Иинимальные затраты энергии на . замораживание достигаются при наиболее полном использовании градиента температур, т.е. в том случае, когда температура отработанного воздуха, имевшего на входе в скважину отрицательную величину, на выходе будет равна, в результате теплообмена с породами, 0-10ОС.

Исходя иэ величины теплообмена породы с охлажденным воздухом, определяемой по уравнению сохранения энергии: < = О C1, Ь Т, ккал, (где 6 — расход воздуха за время протекания TIQ KoJIbUeâîìó сечению, кг; С вЂ” теплоемкость воздуха, 0,24 ккал/кг гр.; Т вЂ” разность температуры замораживаемых пород и охлалщенного воздуха, К), такие условия соблюдаются при замораживании пород до (-10)-;(-15) С, для чего воздух в турбодетандере охлаждается ниже упомянутой для замораживания пород величины на 35-40 С.

В зависимости от того, на какой с глубине находится интервал поглоще- ния, меняется температура горных пород и пластовое давление. Соответственно этому меняются и необходимые для его замораживания до (-10)-. (-15) С давление за компрессором (т.е. на входе в турбодетандер) Р„ и время охлаждения <.

В таблице приведены значения параметров на различных глубинах.

Из таблицы видно, что даже на значительных глубинах затраты времени на замораживание интервала поглощения относительно невелики. Поэтому этот способ может применяться для ликвидации поглощений практически на любых глубинах.

После заморозки зоны поглощений необходимо перед дальнейшим углублением скважины заполнить ее ствол промывочной жидкостью, Если стенки скважины сложены устойчивыми карбонатными породами, то эта процедура не требует каких-либо допол-нительных мероприятий.

В том случае, когда стенки скважины грозят обвалом, то после окончания замораживания ствол скважины оставляют заполненным под давлением воздухом, который затем выпускают одновременно с подачей в скважину глинистого раствора, поддерживая в ней штуцированием давление, достаточное для обеспечения устойчивости стенок скважины.

Если в процессе дальнейшего бурения интервал поглощения разморозится и начнет опять поглощать промывочную жидкость, то его изоляция производится путем промежуточной обсадной колонны, Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ ликвидации поглощений при бурении скважин, включающий сжатие и охлаждение воздуха на поверхности, 152186

Время охлаждения, ч

Ппастовая

Пластовое

Глубина интервала поглощения, Н,м

Давление эа компрессором для получения заданной температуры на выходе из турбодетандера температура на глубине Н, Tä 1< (С) давление на глубине Н, кгс/см

Расчетные формулы л ZG5

Ь

С, ч

GE, — расход охлажденного воздуха, kr — — =()

Та Р

Т

300(27)

310(37)

325(52)

340(67)

350(77)

380(107) 125

425

750

300

3000 закачивание его в зону поглощения через бурильные трубы и замораживание зоны поглощения, о т л и ч а ю щ и й—

1 с я тем, что, с целью сокращения затрат времени на ликвидацию поглощения и расширения области приме1 нения, перед замораживанием эоны поглощения оттесняют скважинную жидкость внутрь эоны поглощения 10 путем подачи неохлажденного воздуха одновременно в .бурильные трубы и

1 6 эатрубное пространство, замораживание зоны поглощения производят до температуры (-1О) — (-15) С воздухом, сжатым до давления, в 2-3 раза превьппающего давление в поглощающей збне, и охлажденным до температуры (-40) - (-SS) С, а после охлаждения, замораживания заменяют в скважине воздух на буровой раствор, при этом поддерживают постоянное давление в скважине.