Способ контроля за спуском колонны бурильных труб в скважину

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е.21 В 21/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4435164/03 (22) 01.06.88 (46) 15.01.91, Бюл. М 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Э.В.Бабаян и В.Н.Баринов (53) 622.243,13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

I+ 991019, кл. Е 21 В 19/00, 1980, Инструкция по раннему обнаружению газонефтеводопроявлений и их предупреждению РД 39-2-803-82. ВНИИКРнефть, Краснодар. 1983. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ 3А СПУСКОМ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ В СКВАЖИНУ (57) Изобретение относится к предупреждению и ликвидации газонефтеводопроявлений в бурящейся скважине. Цель— повышение надежности контроля посредством увеличения информации о содержании пластового флюида (ПФ) в зоне нахождения бурильных труб (БТ). Для этого нижний конец колонны БТ и межтрубное пространство (МП) на устье скважины герметизируют. ОдИзобретение относится к предупреждению и ликвидации газонефтеводопроявлений в бурящейся скважине.

Целью изобретения является повышение надежности контроля посредством уве,личения информации о содержании пластового флюида в зоне нахождения бурильных труб.

Способ осуществляют следующим образом.

„„5U„„1620599 А1 новременно измеряют давление в МП.

Спуск колонны БТ после вхождения нижнего ее конца в пачку ПФ продолжают до тех пор, пока общее приращение (Zh Pi ) k давления в МП не станет равным (ХЛР ) k =

= Vnp /2gk (р — рф) g, где Vnp — предельный объем флюидопроявления, м; q — ускоре3, ние свободного падения, 9,; g» — объем 1 nor. м МП, м /м; р — плотность бурового

3 раствора, кг/м; рф — плотность ПФ, кг/м, Затем осуществляют промежуточную промывку с противодавлением. при котором избыточное давление в МП в начальный момент вымыва ПФ из скважины Ри »1 равно Риэ» = PH3»p + (Zh Р) х. В конце промежуточной промывки избыточное давление в

МП равно Ри3»2 РКЗ» (Pi ) с где (XA Pi ) с- снижение избыточного давления на устье в конце промежуточной промывки, (ХЛР ) с = V» /2g (p — рф) g gc — обьем

1 пог. м ствола скважины в зоне нахождения

ПФ, м /м; Ри,„, — избыточное давление в

МП до начала спуска колонны БТ. Затем продолжают спуск колонны БТ под давлением..

После того, как нижний конец бурильной колонны с навернутым обратным клапаном войдет в зону нахождения пластового флюида в стволе скважины, после спуска каждой свечи избыточное давление в межтрубном пространстве возрастет на величину (Р = bPi) за счет вытеснения пластового флюида в объеме (V), равном обьему бурильной свечи в кольцевое пространство между бурильной колонной и стенкой скважины. Обьем V зависит от ее

1620599 длины (I) и объема 1 пог. м (qcii) свечи по наружномудиаметру. Индикатором вхождения колонны в зону нахождения пластового фл|оида является возникновение дополнительного давления APi, величина которого определится равенством Р =- (Р-/4)

\/ о /= I qco.

Стравливая избыточное давление в кольцевом пространстве на величину P после спуска очередной свечи, регистрируют и суммируют все значения APi с момента их возникновения.

Моменту, соответствующему объему пластового флюида в ме>ктрубном пространстве, равному 1/2 Члр, при котором (с некоторым запасом) можно будет вымывать пластовый флюид из риска превышения максимального давления над допустимым, будет cooTBBTGTBQBBTb некоторая сумма этих значений ZAPi, которая предварительно определяется по формуле (Р ) = 2, (р-р ) где ZA Р; — приращение давления при спуске бурильной колонны в зоне нахождения пластового флюида;

Vnp — предельный объем флюидопроявления, м;

g — - ускорен.ие свободного падения, 9,8 м/с; цк- обьем 1 пог. м затрубного пространства, м /и; з р — плотность бурового раствора, кг/м; з. рф — плотность пластового флюида, кг/м .

После того, как сумма значений дополнительно возникших давлений станет равной предварительно заданной величине, спуск бурильной колонны прекращают и проводят проме>куточную промывку на пониженной подаче с целью вымыва пластового флюида, находящегося между стенкой скважины и бурильной колонной. Для этого включают насос на пониженной подаче и приоткрывают дроссель так, чтобы избыточное давление в межтрубном пространстве было. равно

Ризк1 = Рызк + (ZA Pi ), где Ри к1 — избыточное давление в межтрубном пространстве в начальный момент вымыва пластового флюида из скважины;

Ризк„— избыточное давление в межтрубном пространстве до начала спуска бурильной колонны.

При этом фиксируют давление в бурильной колонне, которое поддерживают постоянным в процессе вымыва. Вымыв продолжают до тех пор, пока избыточное давление в колонне не станет равным

Ризкг = Ризк> (Л Pi )с, 5 Vé, (-л Й )с (n рф )д

2qg где (ZA Р; )с — снижение избыточного давления на устье в конце промежуточной промывки;

qc — объем 1 пог, м ствола скважины в зоне нахождения пластового флюида;

Риск избыточное давление в межтрубном пространстве в конце промежуточной промывки.

Затем спуск бурильной колонны в скважину под давлением продолжают.

Пример . В ствол скважины диаметром 0,245 м и глубиной 4000 м из пласта поступил флюид (нефть с растворенным в ней газом) плотностью 600 кг/м в объеме

94 м (скважина заполнена флюидом до глубины 2000 м), Бурильная колонна находится на глубине 1000 м. Устье скважины загерметизировано.

Избыточное давление Ризк = 20,0 МПа.

Предельный объем флюидопроявления Vip = 20 м . Объем 1 пог. м (по з наружному диаметру) бурильныхтрубо ce=

= 0,015 м /м.

Объем 1 пог. м межтрубного пространства — с1» =- 0,025 м /м, Объем 1 пог. м. ствола з скважины — qc = 0,06 м /м. Плотность бурр з вого раствора 2000 кгlм . Затем приступаз ют к спуску бурильной колонны под давлением с загерметизированным устьем.

Давление в межколонном пространстве после спуска каждой свечи (I = 36 м) увеличивается на Р = 3,5 МПа в силу упругих деформаций бурового раствора и становится 23,5 Mila.

Открытием дросселя стравливают это давление до величины 20,0 MIla.

Как только нижний конец бурильной колонны войдет в зону нахождения пластового флюида, после спуска каждой свечи давление в межтрубном пространстве возрастает на величину Р+ APi. которая будет

50 равна

Р +AР =35 МПа +

+ - (2000 — 600} 10 б МПа =

0,025

-- 3,5 Mila + 0,3 МПа =- 3.8 МПа.

Межтрубное давление будет 23.8 МПа.

Открытием дросселя стравливают это давление на 3,5 МПа до 20,3 МПа.

После спуска десятой свечи при очередном стравливании на 3.5 МПа это давле1620599

Ризк) = M3Kp + (-Л Pi ) k ° а в конце промежуточной промывки оно равно

Ризк2 = Риэко (Р! ) с, где (ZA PI ) с — снижение избыточного давления на устье в конце промежуточной промывки, ) (Р РФ)9

2QIC

q< — объем 1 пог. м ствола скважины в зоне нахождения пластового флюида, м /м;

Р,э„— избыточное давление в межтрубном пространстве до начала спуска бурильной колонны;

Р зк) избыточное давление в межтрубном пространстве в начальный момент вымыва пластового флюида из скважины;

Р„„ — избыточное давление в межтрубном пространстве в конце промежуточной промывки, Составитель А. Меньшиков

Редактор М. Бандура Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор И, Муска

Заказ 4226 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ние станет равным 13 МПа, т.е. увеличится на величину ZA Р; = 3 МПа.

Предварительно рассчитывают воз- 5 можный предел этого увеличения.Ы Р вЂ” з 9.8 м/с х

2 0,025м / м х (2000 — 600) 10 =5,6 МПа, При спуске 1-й свечи, когда давление

ZAPI станет равным 5,6 МПа, что будет свидетельствовать о том, что в пространстве между стенкой скважины и бурильной колонной находится пластовый флюид в объеме 1/2 Члр, т,е. 10 м, давление в межз трубном пространстве станет равным

P„K + Zh, PI = 20,0 + 5.6 = 25,6 МПа.

Спуск прекращают и проводят проме- 20 жуточную промывку на пониженной подаче с целью вымыва пластового флюида, находящегося между стенкой скважины и бурильной колонной. Для этого включают насос на пониженной подаче и приоткрыва- 25 ют дроссель так, чтобы избыточное давление в межтрубном пространстве было равно

25,6 МПа. При этом фиксируют давление в бурильной колонне, которое поддерживают постоянным в процессе вымыва. 30

Вымыв продолжают до тех пор, пока избыточное давление в межтрубном пространстве не станет равным

20 0 20 9,8 (2000 — 600 10 17 7 МП

2 .0,06 35

После этого спуск бурильных труб в скважину под давлением продолжают.

Формула изобретения

Способ контроля за спуском колонны 40 бурильных труб в скважину, включающий герметизацию нижнего конца колонны труб и межтрубного пространства на устье скважины с одновременным измерением избыточного давления в последнем. промывку 45 скважины при постоянном давлении в бурильных трубах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля посредством увеличения информации

50 о содержании пластового флюида в зоне нахождения бурильных труб, спуск колонны труб после вхождения нижнего ее конца в пачку пластового флюида продолжают до тех пор, пока общее приращение давления в межтрубном пространстве не станет равным P) = (/ Ъ °

2щ где (ZA PI ) — приращение давления при спуске бурильной колонны в зоне нахождения пластового флюида;

Члр — предельный объем флюидопроявления, м;

g — ускорение свободного падения, 9,8 м/с;

q — объем 1 пог. м межтрубного пространства, м /м; р — плотность бурового раствора, кгlм; з. рь — плотность пластового флюида, кг/мз затем осуществляют промежуточную промывку с противодавлением, при котором избыточное давление в межколонном пространстве в начальный момент вымыва равно