Способ заканчивания скважин

 

Использование: при заканчивании скважин; обеспечивает повышение эффективности способа за счет обеспечения герметичности заколонного пространства. Сущность изобретения: по способу вскрывают продуктивный пласт, спускают обсадную колонну, закачивают цементный раствор. Между порциями цементного раствора закачивают порцию вязкоупругого состава, в качестве которого применяют состав со стабильными свойствами. Его размещают над продуктивным пластом с условием передачи на нижнюю отметку вязкоупругого состава гидростатического давления столбов вышележащей порции цементного раствора и порции вязкоупругого состава, превышающего пластовое давление.

Изобретение касается буровой техники и технологии сооружений скважин, в частности к их заканчиванию.

Известен способ заканчивания скважин, включающий вскрытие продуктивного пласта, спуск обсадной колонны, установку пакерующего элемента, введение цемента в трубную колонну, закрепление пакера в скважине с возможностью его последующего отделения от колонны [1].

Недостатком способа является то, что он не предотвращает образование миграционных каналов в затрубном пространстве и поэтому не обеспечивает надежной герметизации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ заканчивания скважин, включающий вскрытие продуктивного пласта, спуск обсадной колонны, закачку цементного раствора и порции вязкоупругого состава (ВУС) между порциями цементного раствора [2].

Недостатком способа является невысокая герметичность заколонного пространства из-за свойств применяемого по способу ВУС и отсутствие противодавления со стороны ВУС пластовому давлению.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет обеспечения герметичности заколонного пространства.

Поставленная цель достигается тем, что в способе заканчивания скважин, включающем вскрытие продуктивного пласта, спуск обсадной колонны, закачку цементного раствора и порции вязкоупругого состава между порциями цементного раствора, в качестве вязкоупругого состава применяют состав со стабильными свойствами и размещают его над продуктивным пластом с условием передачи на нижнюю отметку вязкоупругого состава гидростатического давления столбов вышележащей порции цементного раствора и порции вязкоупругого состава, превышающего пластовое давление.

Вязкоупругий состав, находящийся между верхней и нижней порциями цементного раствора в начальный период гидратации под действием гидростатического давления вышележащей суспензии вследствие своих упругих свойств сжимается и плотно прилегает к стенкам ствола скважины и обсадной колонны. При прохождении газа или другого пластового флюида через нижний интервал цементного камня и благодаря обладанию высоким предельным напряжением сдвига вязкоупругий состав проникает в образовавшиеся каналы, герметизирует кольцевое пространство и предотвращает дальнейшее продвижение флюида.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят вскрытие продуктивного пласта. Затем спускают обсадную колонну, закачивают цементный раствор. Между порциями цементного раствора закачивают порцию вязкоупругого состава. В качестве вязкоупругого состава применяют состав со стабильными свойствами, т.е. обеспечивающими его устойчивость после твердения цементного раствора в течение необходимого срока, когда требуется герметичность заколонного пространства. При этом важно, чтобы ВУС не разлагался от температуры и прочих физических и механических воздействий. ВУС размещают над продуктивным пластом с условием передачи на нижнюю отметку ВУС гидростатического давления столбов вышележащей порции цементного раствора и порции самого ВУС, превышающего пластовое давление.

П р и м е р. Вскрыт продуктивный пласт в интервале 4000-4200 м. Техническая колонна спущена в интервале 0-3900 м. Внутренний диаметр технической колонны - 22, 24 см. Эксплуатационная колонна спущена в интервале 0-4200 м. Наружный диаметр эксплуатационной колонны - 16,83 см. Диаметр ствола скважины в интервале 3900-4200 м - 21,5 см. После спуска эксплуатационной колонны начинают процесс цементирования. Закачивают первую порцию цементного раствора, равную объему заколонного пространства на высоту Н₁.

V₁ = (D²_в - D²_н ) Н₁ = 0,785 (22,24² - 16,83²) 3725 = 61,8 м³.

Затем закачивают ВУС, равный объему заколонного пространства, на высоту Н₂.

V₂ = (D_в² - D_н²) Н₂ = 0,785 (22,24² - 16,83²) 75 = 1,245 м².

Далее закачивают оставшуюся часть цементного раствора в объеме заколонного пространства на высоту Н₃ + Н₄.

V₃ = (D_в² - D_н²) Н₂ + (D_с² - D_н²) Н₄ = 0,785 (22,24² - 16,83²) 100 + (21,5² - 16,83²)х х300 = 5,9 м³.

Затем цементный раствор и вязкоупругий состав продавливают в заколонное пространство до получения "Стоп".

Гидростатические давления на границах раздела цементный раствор - ВУС, ВУС - цементный раствор и противодавление на пласт определяются по следующим формулам для Н₁ = 3725, Р_г.с. = ρ_ц.р х Н₁ = 1,820 х 3725 = 67,8 МПа, для Н₂ = 3800, Р_г.с. = ρ_ц.р х Н₂ + ρ_в.у.с х Н₂ = 3785 + 1,040 х 75 = 67,8 + 0,8 = 68,6 МПа, для Н₄ = 4200, Р_г.с. = ρ_пр х Н₁ + ρ_в.у.с х Н₂ + ρ_пр(Н₃ + Н₄) = 1,820 х 3725 + 1,040 х 75 + + 820 х 400 = 67,8 + 0,8 + 7,3 = 75,9 МПа.

Так как величина столба ВУС может быть различной, то для исходных данных можно принять давление сжатия последнего по вышележащему столбу цементного раствора, которое в данном случае равно 68,6 МПа. Пластовое давление продуктивного пласта Р_пл = 63,0 МПа, т.е. ВУС, сжатый до 68,6 МПа, служит непроницаемым барьером для пластового флюида.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН, включающий вскрытие продуктивного пласта, спуск обсадной колонны, закачку цементного раствора и порции вязкоупругого состава между порциями цементного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет повышения герметичности заколонного пространства, в качестве вязкоупругого состава применяют состав со стабильными свойствами и размещают его над продуктивным пластом с условием передачи на нижнюю отметку вязкоупругого состава гидростатического давления столбов вышележащей порции цементного раствора и порции собственно вязкоупругого состава, превышающего пластовое давление.