Способ крепления скважины и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области строительства скважины и может быть использовано при креплении нефтяных и газовых скважин при наличии в них проницаемых пластов. Обеспечивает упрощение технологии и надежность с использованием более простых технических средств. Сущность изобретения по способу: на колонне бурильных труб устанавливают скребки. К нижней части колонны бурильных труб присоединяют обсадную трубу. На обсадной трубе размещают центратор и центратор-турбулизаторы. Между ними устанавливают скребки. Колонну бурильных труб спускают в скважину до крепления скважины. При этом удаляют глинистую корку и одновременно шаблонируют. Промывают ствол скважины. На обсадную колонну устанавливают центраторы и скребки. Крепят скважину, при этом скребки устанавливают вблизи проницаемых пластов. В месте их установки получают армированный цементный камень. Устройство включает колонну бурильных труб, скребки для удаления глинистой корки до цементирования, обсадную колонну с центраторами и скребками на ней. На колонне бурильных труб к ее нижней части присоединена обсадная труба для шаблонирования ствола скважины. На обсадной трубе между центратором и центратором-турбулизаторами размещены скребки для удаления глинистой корки. Скребки обсадной колонны выполнены с возможностью установки вблизи проницаемых пластов, каверн или между нефтяным и водоносным пластами и получения там армированного цементного камня. Корпус скребков выполнен трубчатым. На корпусе выполнены отверстия, попарно расположенные вдоль его образующей. Через отверстия пропущены скребки. Корпус скребков закреплен фиксирующим элементом. Фиксирующий элемент выполнен в виде полого цилиндра, размещенного с натягом внутри корпуса. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства скважины и может быть использовано при креплении нефтяных и газовых скважин при наличии в них проницаемых пластов.

Известно техническое решение под названием "Способ крепления скважины и устройство для его осуществления" /1/, включающее удаление глинистой корки со стенок скважины с помощью очистительного устройства, спускаемого на колонне труб, спуск эксплуатационной колонны с центраторами, заполнение заколонного пространства тампонажным раствором. При этом в процессе цементирования верхний и нижний участки продуктивного пласта разобщают устройствами, содержащими уплотнительные элементы.

Известен также способ крепления скважины и устройство для его осуществления /2/, включающий удаление глинистой корки со стенок скважины скребками, спускаемыми на колонне бурильных труб до крепления, промывку ствола скважины и крепление скважины с использованием центраторов, которыми снабжают трубы обсадной колонны.

При этом устройство для крепления скважины включает колонну бурильных труб, скребки для удаления глинистой корки до цементирования, обсадную колонну с центраторами и скребками на ней, корпус которых закреплен фиксирующим элементом.

Известные технические решения - способ и устройство более ближе к предлагаемому и могут быть приняты в качестве прототипа.

Недостатком способа является нетехнологичность, что связано с большой затратой времени и труда, при этом устройство для его осуществления не обеспечивает достаточную надежность крепления в осложненных участках ствола скважины.

Технической задачей предлагаемого изобретения являются упрощение технологии крепления и обеспечение его надежности с использованием более простых технических средств.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим удаление глинистой корки со стенок скважины скребками, спускаемыми на колонне бурильных труб до крепления, промывку ствола скважины и крепление скважины с использованием центраторов, которыми снабжают трубы обсадной колонны.

Новым является то, что ствол скважины в процессе удаления глинистой корки одновременно и шаблонируют, присоединив к нижней части колонны бурильных труб обсадную трубу с установленными на ней скребками между центратором и центратором-турбулизатором, а при креплении скважины их размещают между центраторами, устанавливаемыми вблизи проницаемых пластов, для получения армированного цементного камня.

При этом устройство для осуществления способа включает колонну бурильных труб, скребки для удаления глинистой корки до цементирования, обсадную колонну с центраторами и скребками на ней, корпус которых закреплен фиксирующим элементом.

Новым является то, что скребки обсадной колонны выполнены с возможностью установки вблизи проницаемых пластов, каверн или между нефтяным и водоносным пластами и получения там армированного цементного камня, а корпус скребков выполнен трубчатым и с отверстиями, попарно расположенными вдоль его образующей, через которые пропущены скребки, при этом фиксирующий элемент выполнен в виде полого цилиндра, размещенного с натягом внутри корпуса, а на колонне бурильных труб, к ее нижней трубе закреплена обсадная труба для шаблонирования ствола скважины, на которой между центратором и центратором-турбулизаторами размещены скребки для удаления глинистой корки.

Патентные исследования на новизну заявляемого объекта проводились по патентному фонду института "ТатНИПИнефть" на глубину 20 лет. Результаты исследований показали, что аналогичные способы и устройства, используемые при креплении скважин, охарактеризованные такой совокупностью существенных признаков, как у предлагаемого объекта, отсутствуют. Следовательно, можно предположить, что заявляемое техническое решение обладает новизной и изобретательским уровнем, а его промышленная применимость подтверждается описанием технологии его осуществления.

На фиг. 1 изображена колонна бурильных труб, к которой через переходник присоединена обсадная труба, снабженная скребками, центраторами и центраторами-турбулизаторами.

На фиг.2 - обсадная колонна для осуществления способа в общем виде перед креплением скважины.

На фиг.3 - сечение по А-А на фиг.2, где видны скребки, пропущенные через попарно расположенные отверстия корпуса и фиксированные полым цилиндром, размещенным внутри корпуса.

Устройство для крепления скважины содержит колонну обсадных труб 1 с выполненными скребками 2, размещенными между центраторами 3 и 4, установленными вблизи проницаемых пластов 5, каверн или между нефтяным и водоносным пластами 6 и 7 соответственно. Корпус 8 скребков 2 выполнен трубчатым и с отверстиями, попарно расположенными вдоль его образующей, через которые пропущены скребки, фиксирующий элемент которых в корпусе выполнен в виде полого цилиндра 9, размещенного с натягом внутри корпуса. При этом длину скребков по радиусу берут с некоторым запасом, например, на 10 мм большим, чем радиус центраторов 3 и 4 с целью возможности очистки от глинистой корки и в кавернах стенок скважины 10 и образования там армированного цементного камня.

Устройство также включает колонну бурильных труб 11 с закрепленной к ее нижней трубе обсадной трубой 12 для шаблонирования ствола скважины 10 (см. фиг. 1), на которой между центратором 13 и центратором-турбулизаторами 14 размещены скребки 15 такой же конструкции, что и скребки 2, устанавливаемые на колонне обсадных труб 1, и служат для удаления глинистой корки со стенок скважины перед ее креплением.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Сначала со стенок скважины 10 удаляют глинистую корку, образованную в интервалах расположения проницаемых и продуктивных пластов в процессе проходки скважины, и одновременно при этом ствол скважины шаблонируют.

Для этого при спуске колонны бурильных труб 11 к ее нижней трубе присоединяют с помощью переходника 16 обсадную трубу 12 с размещенными скребками 15 между центратором 13 и центраторами-турбулизаторами 14, как это изображено на фиг.1. Далее одним из известных способов, например, вращением колонны труб 11 из интервалов расположения проницаемых пластов с помощью скребков 15 удаляют глинистую корку, одновременно обеспечивая шаблонирование ствола скважины. Затем созданием круговой циркуляции технологической жидкости ствол скважины промывают и после подъема колонны труб с оснастками для удаления глинистой корки и шаблонирования, скважину цементируют.

Перед спуском обсадной колонны в скважину, трубы 17 и 18, которые планируется установить вблизи проницаемых пластов 5, каверны или между нефтяным и водоносным пластами 6 и 7, соответственно снабжают скребками, разместив их между центраторами 3 и 4, жестко закрепив к обсадным трубам 17 и 18, как это изображено на фиг. 2. При спуске колонны обсадных труб в скважину по ходу движения вниз скребки дополнительно очищают стенки скважины от оставшейся там глинистой корки, особенно в кавернах, заходя туда и выпрямляясь.

После достижения обсадной колонной необходимой глубины скважины ее цементируют традиционным методом с использованием цементировочных агрегатов. В процессе цементирования цементный раствор, попадая из трубного пространства в затрубное и проходя между центрирующими ребрами нижнего центратора, получает вращательное движение. При этом эффект турбулизации усиливается при прохождении цементного раствора между скребками, а также верхнего центратора, что обеспечивает образование цементного камня вокруг труб эксплуатационной колонны равной толщины без застойных зон и локальных пустот, что в конечном итоге приводит к повышению качества разобщения пластов. Этому же способствует получение армированного скребками цементного камня в интервале расположения центраторов и скребков.

Таким образом, скребки, размещенные между центраторами, играют роль при этом как очистителя стенок скважины, роль турбулизатора и, наконец, обеспечивают получение армированного цементного камня в интервале их установки, что защитит от разрушения цементного камня в процессе перфорации при вторичном вскрытии пласта и при опрессовке.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в следующем.

Способ технологичен, при его использовании обеспечивается высокое качество разобщения пластов, эксплуатационная надежность скважины, увеличивается безводный период добычи нефти. Способ испытан на промыслах ОАО "Татнефть". Результаты испытаний положительные.

Источники информации 1. Патент РФ 2057905, опубликованный 10.04.1996 г.

2. Патент РФ 2144609, опубликованный 20.01.2000 г.

Формула изобретения

1. Способ крепления скважины, включающий удаление глинистой корки со стенок скважины скребками, опускаемыми на колонне бурильных труб до ее крепления, промывку ствола скважины и крепление скважины с использованием центраторов, которыми снабжают трубы обсадной колонны, отличающийся тем, что ствол скважины в процессе удаления глинистой корки одновременно и шаблонируют, присоединив к нижней части колонны бурильных труб обсадную трубу с размещенными на ней скребками между центратором и центратором-турбулизатором, а при креплении скважины их размещают между центраторами, устанавливаемыми вблизи проницаемых пластов, для получения армированного цементного камня.

2. Устройство для крепления скважины по п. 1, включающее колонну бурильных труб, скребки для удаления глинистой корки до цементирования, обсадную колонну с центраторами и скребками на ней, корпус которых закреплен фиксирующим элементом, отличающееся тем, что скребки обсадной колонны выполнены с возможностью установки вблизи проницаемых пластов, каверн или между нефтяным и водоносным пластами и получения там армированного цементного камня, а корпус скребков выполнен трубчатым и с отверстиями, попарно расположенными вдоль его образующей, через которые пропущены скребки, при этом фиксирующий элемент выполнен в виде полого цилиндра, размещенного с натягом внутри корпуса, а на колонне бурильных труб к ее нижней трубе закреплена обсадная труба для шаблонирования ствола скважины, на которой между центратором и центратором-турбулизаторами размещены скребки для удаления глинистой корки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3