Способ изоляции зон поглощений

 

Использование: при изоляции поглощений бурового раствора. Обеспечивает повышение эффективности изоляции зон поглощений большой интенсивности. Это создают за счет возможности массированной ее термообработки с созданием каркаса-барьера на основе породы, обезвоживания тампонирующей смеси и ускорения ее схватывания по всей мощности поглощающей зоны с сохранением структуры пород. Способ включает установку взрывного устройства против зоны поглощения . Затем закачивают тампонирующую смесь в зону поглощения. В качестве тампонирующей смеси применяют углеводородную аэрированную ж идкость. В нее включают добавки в виде инертных наполнителей и твердеющих смесей. В качестве взрывного устройства применяют кумулятивный перфоратор. Расстояние между зарядами в кумулятивном перфораторе принимают 0,08-0,16 м. Подрыв устройства осуществляют одновременно с поступлением тампонирующей смеси в зону поглощения и подъемом взрывного устройства. Подъем взрывного устройства осуществляют со скоростью не более 0,05 м/с. 4 ил. v fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/13

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4927224/03 (22) 11.04.91 (46) 23.01.93. Бюл. N 3 (76) Р,Ж. Вахитов и А.Ф. Тангатаров (56) Патент CLUA ¹ 3987855, кл. 166 — 294, Патент США N 3448800, кл. 166 — 294, Крылов В.И, Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах, — М.: Недра, 1980, с. 217 — 238. (54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ (57) Использование: при изоляции поглощений бурового раствора. Обеспечивает повышение эффективности изоляции зон поглощений большой интенсивности. Это создают за счет возможности массированной ее термообработки с созданием каркаса-барьера на основе породы, Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способу изоляции зон поглощения бурового раствора, Известен способ изоляции зон ухода бурового раствора, предусматривающий закачку по бурильным трубам в область зоны ухода раствора, состоящего из дизельного топлива, утяжелителя (барита) и нефтесмачиваемого диспергатора в количестве, обеспечивающем выпадение в осадок утяжелителя по истечении определенного времени после остановки циркуляции, Недостатками способа являются сложность состава и дороговизна используемого раствора, сложность технологии и малая ее эффективность.

» Я2 1790668 АЗ обезвоживания тампонирующей смеси и ускорения ее схватывания по всей мощности поглощающей зоны с сохранением структуры пород. Способ включает установку взрывного устройства против зоны поглощения. Затем закачивают тампонирующую смесь в зону поглощения. B качестве тампонирующей смеси применяют углеводородную аэрированную жидкость. В нее включают добавки в виде инертных наполнителей и твердеющих смесей. В качестве взрывного устройства применяют кумулятивный перфоратор. Расстояние между зарядами в кумулятивном перфораторе принимают 0,08 — 0,16 м. Подрыв устройства осуществляют одновременно с поступлением тампонирующей смеси в зону поглощения и подъемом взрывного устройства.

Подъем взрывного устройства осуществляют со скоростью не более 0,05 м/с, 4 ил, Известен также способ предотвращения ухода бурового раствора путем нагнетания в скважину жидких компонентов, которые, смешиваясь, образуют перекрывающую зону ухода гелеобразную композицию, твердеющую в результате полимеризации. Недостатками способа являются дороговизна составляющих компонентов смеси, сравнительно большой срок начала схватывания смеси и малая эффективность.

Техническим решением, близким к предлагаемому, является способ изоляции зон ухода бурового раствора с помощью взрыва. Сущность способа заключается в следующем. Открытый конец бурильных труб устанавливают выше кровли поглоща 3 Q ,О (3л

00 ! (р

1790668

55 ющего пласта. Через колонну бурильных труб спускают и устанавливают против поглощающего пласта торпеду. Затем по колонне бурильных труб закачивают тампонажную смесь. В момент обтекания торпеды смесью производят подрыв заряда.

Основными недостатками способа являются необходимость проведения большого объема геофизических и гидродинамических исследований с целью определения с высокой точностью границ зон ухода бурового раствора и расчленения зоны по проницаемости; необходимость проведения дополнительных геофизических исследований после взрыва торпеды с целью получения информации о степени нарушенности пород выше зоны взрыва; возмо>кность обрушения массивов горных пород выше и ниже зоны ухода; возможность образования новых трещин и каналов ухода бурового раствора возможность потери ствола скважины. что вызовет необходимость вновь заниматься изоляционными работами; сложность технологии, невысокая вероятность закупбрки каналов ухода бурового раствора без проведения дополнительных тампонажных работ и большие затоаты времени.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляции зон поглощения большой интенсивности за счет возможности массированной ее термообработки с созданием каркаса-барьера на основе породы, а также обезвоживания тампонирующей смеси и ускорения ее схватывания по всей мощности поглощающей зоны с сохранением структуры пород.

Способ осуществляется следующим образом.

В сква>кину 1 спускают и устанавливают над кровлей поглощающего пласта 2 открытый конец колонны бурильных труб 3 (фиг.

1-4). Через колонну труб на каротажном кабеле 4 спускают и устанавливают против поглощающего пласта и несколько выше кумулятивный перфоратор 5 (например, типа

ПКС 105 Т, ПКС 80 или ПКС 65, которые имеют 180 зарядов на длине 30 м, или же типа ПК 105 ДУ, имеющий 12 зарядов на 1 м на длине 3,5 м, и т.д.). Затем по колонне бурильных труб в зону поглощения закачивают аэрированную углеводородую жидкость (нефть, солярка, керосин и т.д.) с тампонирующими материалами s виде инертных наполнителей и твердеющих смесей 6, Способ может осуществляться и через ствол скважины без спуска бурильных труб при условии герметизации устья скважины.

В качестве добавки в углеводородную жидкость и в твердеющую смесь могут быть использованы следующие типы инертных наполнителей в диспергированном виде: гудрон, битум, воск, парафин, пластмассы, резина, каучук, латекс, различные смолы. синтетические материалы, органические и неорганические вещества. В качестве твердеющих смесей могут применяться цементный, гипсоцементный, силикатный, известковый, меловой, карбамидный растворы и их комбинации. Могут применяться тампонажные смеси на основе высокомолекулярных органических соединений (полиакриламид, гипан, метас и т,д,) и отверждаемые растворы.

В момент поступления тампонирующей смеси в зону ухода бурового раствора подается электрический импульс на кумулятивный перфоратор и осуществляется поджог установленных зарядов на нем. Высокотемпературная кумулятивная струя воздействует на углеводородную жидкость, инертные наполнители и твердеющую смесь. Под действием кумулятивной струи происходит возгорание углеводородной жидкости. Для более эффективного горения углеводородной жидкости в области поглощающего пласта и в кавернах, трещинах и каналах поглощения ее предварительно аэрируют.

Для аэрирования углеводородной жидкости могут быть использованы компрессоры буровой установки или же передвижные компрессорные станции.

Источниками высокой температуры являются кумулятивная струя и горящая углеводородная жидкость, Основная суть предлагаемого способа заключается в вызове быстротечных физико-химических изменений в составе тампонирующих инертных наполнителей и твердеющих смесей под влиянием высокой температуры в области поглощающего пласта. Эти изменения (различные по характеру) ооеспечивают эффективную закупорку каналов ухода бурового раствора.

Таким образом производится массированная термообработка зоны поглощения с созданием каркаса-барьера на основе породы, При этом происходит обезвоживание тампонирующей смеси и ускорение схватывания ее по всей мощности зоны поглощения с сохранением структуры пород, Указанные типы кумулятивных перфораторов на 1 м длины имеют от 6 до 12 зарядов, т.е, расстояние между ними 0 080;16 м, Известно, что кумулятивная струя действует в течение 3 — 5 с. Для обеспечения эффективного горения углеводородной жидкости во всем объеме необходимо пер1790668

15

25

35

45

55 форатор поднимать от уровня одного заряда до уровня другого. При этом скорость подъема перфоратора по приведенным условиям должна быть не более 0,05 м/с, Для эффективной изоляции зон ухода предлагаемым способом могут применяться перфораторы со специальными зарядами, испускающими более рассеянную кумулятивную струю.

Для изоляции зон ухода большой интенсивности предлагаемым способом может применяться 4 варианта закачки тампонирующих смесей, Первый вариант(фиг, 1). В качестве тампонирующей смеси используется армированная углеводородная жидкость с инертными наполнителями 6. Например, аэрированная нефть содержит диспергированный гудрон (или битум, парафин, воск и т.д.) с высокой концентрацией, От действия кумулятивной струи и возгорания нефти гудрон расплавляется и превращается в жидкую однородную массу в стволе скважины против поглощающего пласта, Затем по мере движения по каналам, трещинам поглощающего пласта эта масса застывает и закупоривает пути ухода бурового раствора.

Могут использоваться также наполнители из синтетических материалов, пластмасс, резины и т.д. Под влиянием высокой температуры эти материалы сплавляются, агрегируются и при движении по поглощающим каналам закупоривают их, Второй вариант (фиг. 2). В качестве тампонирующей смеси используются аэрированная углеводородная жидкость с наполнителями и вслед за нею твердеющая смесь 6, Например, закачивается аэрированная нефть, содержащая вышеуказанные (и другие) наполнители, и вслед за нею цементный раствор, Под действием высокой температуры наполнители закупоривают каналы ухода, создают каркас в кавернах, трещинах, Затем закачиваемый вслед цементный раствор закрепляет изоляционные работы, Третий вариант (фиг, 3). В качестве тампонирующей смеси используется смесь . аэрированной нефти и цементного раствора с наполнителями или без них 6. Под действием высокой температуры происходит быстрое структурообразование закачиваемой смеси, Четвертый вариант (фиг, 4), В качестве тампонирующей смеси в зону поглощения закачивается любая твердеющая смесь с наполнителями или без них 6. B момент поступления указанной смеси в поглощающий пласт осуществляют воздействие на нее кумулятивной струей. Под действием высокой температуры происходит быстрое загущение и структурообразование смеси, что способствует эффективной закупорке каналов поглощающего пласта.

С момента подачи электрического импульса перфоратор без остановки поднимают вверх. Бескорпусные перфораторы могут быть оставлены там же.

Количество применяемых материалов и объем смесей зависит от интенсивности поглощения, от характера каналов ухода, мощности поглощающего пласта, типа пород и т.д. Поэтому для эффективной изоляции зон ухода большой интенсивности на каждом месторождении количество материалов и вышеуказанные варианты изоляции устанавливаются опытным путем.

Существенные отличия предложенного способа от известных технических решений заключаются в следующем: вызов физико-химических изменений в составе тампонирующих инертных наполнителей и твердеющих смесей за счет высокотемпературного действия кумулятивной струи и возгорания аэрированных углеводородных жидкостей непосредственно в поглощающих каналах и стволе скважины без нарушения их целостности; универсальность способа для изоляции зон поглощения большой интенсивности, т.е. возможность изоляции зон ухода, приуроченных как к кавернозным породам, так и пористо-трещиноватым породам поглощающего пласта большой мощности; быстрота структурообразования тампонирующих смесей под влиянием высокой температуры в области поглощающего пласта, возможность эффективного воздействия высокой температурой на достаточно большом интервале (до 30 м) и большую глубину; возможность эффективного использования для изоляции зон ухода за счет высокотемпературного воздействия широкого спектра тампонирующих материалов и смесей.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: обеспечивается целостность ствола скважины и массива породы в области поглощающего пласта; резко уменьшается объем геофизических и гидродинамических исследований; упрощается технология проведения изоляционных работ; уменьшаются затраты времени и материалов; используется широкий ассортимент инертных наполнителей и твердеющих смесей, т.е. обеспечивается их взаимозаменяемость.

1790668

Формула изобретения

Способ изоляции зон поглощений, включающий установку взрывного устройства против зоны поглощения, закачку тампонирующей смеси в зону поглощения и 5 подрыв устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции зон поглощений большой интенсивности за счет возможности массированной ее термообработки с созданием 10 каркаса-барьера на основе породы, обезвоживания тампонирующей смеси и ускорения ее схватывания по всей мощности поглощающей зоны с сохранением структуры пород, в качестве тампонирующей смеси применяют углеводородную аэрированную жидкость с добавками в виде инертных наполнителей и твердеющих смесей, а в качестве взрывного устройства применяю т кумулятивный перфоратор с расстоянием между зарядами 0,08 — 0,16 м, при этом подрыв устройства осуществляют одновременно с поступлением тампонирующей смеси в зону поглощения и подъемом взрывного устройства, который осуществляют со скоростью не более 0,05 м/с.

1790668

Составитель P.Âàõ.òî в

Техред М.Моргентал

Редактор О.Стенина

Корректор Т.Палий

Заказ 370 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