Способ крепления обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины

 

Использование: при бурении скважин, в частности в способах крепления обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины. Обеспечивает повышение качества цементирования обсадной колонны горизонтального участка ствола скважины. Сущность изобретения: в горизонтальный участок ствола спускают обсадную колонну. Закачивают цементный раствор расчетной плотности и объема. Обсадную колонну собирают из легкоплавных обсадных труб. После закачки цементного раствора закачивают продавочную жидкость. Ее закачивают в объеме, обеспечивающем заполнение внутреннего объема обсадной колонны, спущенной в горизонтальный участок ствола скважины. Плотность продавочной жидкости определяют из аналитического выражения.

Настоящее изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам крепления обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины.

Известен способ цементирования обсадных колонн, в котором перед закачкой цементного раствора закачивают и задавливают в пласт, содержащий агрессивные флюиды, нефть, ГКЖ-11 или фенольное масло [1].

Однако этот способ не применим для цементирования обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ установки цементного моста в скважине, включающий спуск в скважину заливочной колонны, в которую закачивают первую порцию буферной жидкости с выходом ее в затрубное пространство через нижний торец заливочной колонны, а объем ее определяют достаточным для заполнения затрубного пространства до верхней отметки цементного моста. Затем в скважину продавливают нижнюю разделительную пробку, далее - цементный раствор расчетного объема и плотности, верхнюю разделительную пробку и после нее вторую порцию буферной жидкости и расчетный объем продавочной жидкости. Причем первая порция буферной жидкости имеет плотность на 200-500 кг/м3 меньше плотности цементного раствора, который поступает в скважину непосредственно за буферной жидкостью [2].

Известный способ не позволяет отцентрировать обсадную колонну вдоль оси горизонтального участка ствола скважины, так как буферную жидкость закачивают за обсадную колонну, а не наоборот, и саму колонну собирают из стальных труб. Все это снижает качество цементирования.

Целью настоящего изобретения является повышение качества цементирования обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе крепления обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины, включающем спуск обсадной колонны в горизонтальный участок ствола, закачивание цементного раствора расчетного объема и плотности и продавочной жидкости расчетного объема, согласно изобретению спускаемую в горизонтальный участок ствола обсадную колонну собирают из легкосплавных обсадных труб, цементный раствор закачивают в обсадную колонну, затем в нее закачивают продавочную жидкость, в объеме, обеспечивающем заполнение внутреннего объема обсадной колонны, спущенной в горизонтальный участок ствола скважины, а плотность продавочной жидкости определяют из выражения: кг/м3 где ц - плотность цементного раствора, кг/м3; м - плотность металла обсадных труб, кг/м3; Dн - наружный диаметр обсадной колонны, м; Dв - внутренний диаметр обсадной колонны, м.

Сущность изобретения заключается в том, что в горизонтальный участок ствола спускают обсадную колонну, которую собирают из легкосплавных обсадных труб.

В спущенную обсадную колонну закачивают расчетный объем цементного раствора плотностью ц, необходимого для заполнения при его продавливании за обсадную колонну в горизонтальный участок ствола скважины и подъеме цементного раствора за обсадной колонной на заданную высоту в наклонной и вертикальной частях ствола скважины. Плотность закачиваемого цементного раствора определяют из геологических условий.

За цементным раствором закачивают продавочную жидкость в объеме, равном внутреннему объему обсадной колонны, спущенной в горизонтальный участок ствола скважины.

Плотность продавочной жидкости должна обеспечивать всплытие обсадной колонны в цементном растворе и расположение ее по оси горизонтального участка ствола.

Величину плотности продавочной жидкости определяют из выражения: кг/м3 где м - плотность металла обсадных труб, кг/м3; ц - плотность цементного раствора, кг/м3; Dн - наружный диаметр обсадной колонны, м;
Dв - внутренний диаметр обсадной колонны, м.

Рассмотрим горизонтальный участок ствола скважины длиной L1 со спущенной в него обсадной колонной, состоящей из легкосплавных обсадных труб. За обсадной колонной находится цементный раствор, плотностью ц, в колонне - продавочная жидкость плотностью п.

Запишем условие плавучести участка колонны в цементном растворе:
F1L1(ц-п) = F2L1м (1)
Решая уравнение (1) относительно величины п, получим:
(2)
В уравнениях (1) и (2) величины F1 и F2 равны соответственно:
; ,
где Dн и Dв - соответственно наружный и внутренний диаметры обсадной колонны.

Подставив зависимости (3) и (4) в (2), получим величину плотности продавочной жидкости:

Пример
На одной из скважин Кущевского ПХГ в горизонтальный участок ствола скважины была спущена обсадная колонна, собранная из легкосплавных дуралюминиевых труб, имеющих плотность м = 2200 кг/м3. Наружный диаметр обсадной колонны 160 мм, внутренний - 146 мм. В обсадную колонну был закачен цементный раствор плотностью ц = 1600 кг/м3, которую определяли геологическими условиями скважины, и который затем был продавлен за обсадную колонну продавочной жидкостью. Для обеспечения всплытия обсадной колонны в цементном растворе внутренний ее объем был заполнен продавочной жидкостью, плотность которой была определена из выражения:

Близкую к полученной плотности имеет фосфатидный концентрат ФК, применяемый в бурении в качестве смазывающей добавки.

Использование предлагаемого способа позволит повысить качество цементирования обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины за счет отцентрирования обсадной колонны строго по ее оси.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1543048, кл. E 21 B 33/138, 1990, БИ N 6.

2. Патент США N 5402849б кл. E 21 B 33/14, 1995.


Формула изобретения

Способ крепления обсадной колонной горизонтального участка ствола скважины, включающий спуск обсадной колонны в горизонтальный участок ствола, закачивание цементного раствора расчетной плотности и объема и продавочной жидкости расчетного объема, отличающийся тем, что спускаемую в горизонтальный участок ствола обсадную колонну собирают из легкосплавных обсадных труб, цементный раствор закачивают в обсадную колонну, затем в нее закачивают продавочную жидкость в объеме, обеспечивающем заполнение внутреннего объема обсадной колонны, спущенной в горизонтальный участок ствола скважины, плотность продавочной жидкости определяют из выражения
кг/м3
где ц - плотность цементного раствора, кг/м3;
м - плотность металла обсадных труб, кг/м3;
Дн - наружный диаметр обсадной колонны, м;
Дв - внутренний диаметр обсадной колонны, м.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при креплении газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для проходки скважин в неустойчивых породах

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования при строительстве нефтяных и газовых скважин в районах распространения многолетнемерзлых пород

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для крепления интервалов скважин с неустойчивыми породами

Изобретение относится к области техники бурения скважин турбинным или роторным способом

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано при ступенчатом цементировании обсадной колонны

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к проблеме спуска и цементирования хвостовиков и секций сплошных обсадных колонн в сложных геологических условиях, где требуется вращение бурильных и обсадных труб для проработки ствола скважины в процессе их спуска

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано при ступенчатом и манжетном цементировании скважин, прежде всего, наклонных и с горизонтальным окончанием ствола

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технологии крепления скважин обсадными колоннами

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способу строительства скважин, креплению и изоляции трубных колонн различного типа для параметрических, разведочных и эксплуатационных скважин с различными типами профилей, включая вертикальные, наклонные и с горизонтальным участком ствола, а также для водяных скважин
Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении восстановительно-ликвидационных работ в скважинах, в частности при вторичном цементировании кондуктора

Изобретение относится к горному делу, в частности к технологии строительства скважин, и предназначен для крепления скважин, пробуренных на нефть, газ и воду

Изобретение относится к заканчиванию скважин с искусственным фильтром

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для крепления обсадных колонн нефтяных и газовых скважин
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при креплении газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к строительству и ремонту скважин
Наверх