Способ ликвидации в скважине газопроявления

Способ ликвидации в скважине газопроявления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин и позволяет снизить давление на ствол скважины 1 и противовыбросовое оборудование, уменьшить время на ликвидацию газопроявления и повысить безопасность проведения работ. При обнаружении газопроявления газ вымывают обратной промывкой скважины 1 путем подачи бурового раствора (БР) в заколонное пространство. На глубине концентрации газопроявления БР перепускается в трубное пространство. Далее поток БР разделяется на два направления . Газ захватывается БР и диспергируется Б нем в бурильных трубах 4, т. е. газ вымывается в виде слабогазированного БР. Степень диспергирования газа и скорость вымыва газированного БР из скважины 1 регулируют изменением подачи БР в затрубное пространство. Величину потери напора в промывочном отверстии бурильного инструмента плавно изменяют. Величину перепада давления можно регулировать изменением сечения промывочного отверстия. 1 ил. I (Л 14- 3 S г со о ;о to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (504 Е 21 В 2100

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4006322/22-03 (22) 03.01.86 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) М. Ф. Ситников и Ю. Д. Комнатный (53) 622.243.53 (088.8) (56) Терентьев Ю. Г. и др. Ротапринт, Краснода р: В Н И И КР н ефт ь, 1979, с. 84.

Бургуа йн А. Т. Ликвидация зн ачительных газопроявлений на больших глубинах.—

Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, М.:

Недра, 1984, № 12, с. 17 — 21. (54) СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ В СКВАЖИНЕ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к бурению глубоких скважин и позволяет снизить давление на ствол скважины 1 и противовыбросовое оборудование, уменьшить время на ликвидацию газопроявления и повысить безопасность проведения работ. При обнаружении газопроявления газ вымывают обратной промывкой скважины 1 путем подачи бурового раствора (БР) в заколонное пространство.

На глубине концентрации газопроявления

БР перепускается в трубное пространство.

Далее поток БР разделяется на два направления. Газ захватывается БР и диспергируется в нем в бурильных трубах 4, т. е. газ вымывается в виде слабогазированного БР.

Степень диспергирования газа и скорость вымыва газированного БР из скважины 1 регулируют изменением подачи БР в затрубное пространство. Величину потери напора в промывочном отверстии бурильного инструмента плавно изменяют. Величину перепада давления можно регулировать изменением сечения промывочного отверстия.

1 ил.

1317092

Изобретение относится к бурению глубоких скважин, в частности к ликвидации в них больших газопроявлсний.

Целью изобретения я вл яется снижение давлений на ствол скважины и противовыбросовое оборудование, уменьшение времени на ликвидацию газопроязления и повышение безопасности провед ния работ.

На чертеже представлена схема ликвидации в скважине газопроявления.

Скважина 1 имеет г.ласт, работающий газом 2, циркулирующим по кольцевому пространству 3, образованному скважиной 1 и бурильными трубами 4, в которых выполнено отверстие 5.

Сущность способа заключается в следу|ощем.

При обнаружении газопроявления газ вымывают обратной промь|вкой скважины путем подачи бурового раствора в заколонное пространство. На глубине концентрации газопроявления (где да зление в скважине приближено к предельнс допустимому) буровой раствор перепускается в трубное пространство с последующим разделением потока на два направления. Степень диспергирования газа и скорость вымыва газированного бурового раствора из скважины регулируют изменением подачи бурового раствора в затрубное пространство.

При поступлении газа в бурящуюся скважину он в начальный момент времени занимает нижнюю часть заколонного пространства. При обнаружении газопроявления заколонное пространство скважины герметизируют превентором, а бурильные трубы —— царовым краном. Газ имеет малую плотность и поэтому на превенторе возникает избыточное давление. Если гидростатическое давление столба бурового раствора в буриль ных трубах уравновешивает пластовое лавление, то в них избыточного давления не возникает. Скважина в это время находится в равновесии с пластовым давлением.

Если в этот момент в бурильном инструменте открыть пром ывочное отверстие, находящееся выше пачки газа, то давления на устье заколон ногo npocTp2HcTI32 и бурильных труб выравниваются. Они будут равными по величине в заколонном пространстве скважины и в бурильных Tpvбах на уровне промывочного отверстия. Но давления на забой скважины столба бурового раствора в бурильных трубах и смеси газа с буровым раствором в заколонпом пространстве скважины оказываются разными по величине в оурильнь: трубах давление на забой больше). Циркуляция в скважине ниже промывочного отверстия прекращается, и >уровой раствор циркулирует в скважине только вышс промывочного отверстия. При уменьшении потери напора в промывочном отверстии возникает

55 циркуляция бурового раствора и газа ниже промывочного отверстия со скоростью, определяемои разностью величин перепадов давления на забой скважины и в промывочном отверстии и гидравлическими сопротивлениями в системе циркуляции. Газ, подходя к промывочному отверстию, захватывается буровым раствором и диспергируется в нем в бурильных трубах, т. е. газ вымывается на поверхность в виде слабогазированного бурового раствора. Перепал давления между заколонным пространством и бурильными трубами может регулироваться в широких пределах изменением скорости прокачки бурового раствора через промывочное отверстие, так как потеря напора здесь определяется квадратом его скорости

) =), Zg где h — потеря напора, м;

k — коэффициент местных гидравлических сопротивлений;

v — скорость прокачки бурового раствора через промывочное отверстие, ч)с;

g — ускорение свободного падения, м(с .

По мере вымыва газа из заколонного пространства перепад давления между лавлениями на забой столба бурового раствора в бурильных трубах и смеси газа с буровым раствором в заколонном пространстве уменьшается. Поэтому для поддержания заланной степени диспергирования газа перепал давления в промывочном отверстии необходимо постеnenno уменьшать изменениеч скорости его прокачки или увелнчениеч сечения промывочного отверстия.

При открытии промывочного отверстия в скважине возникает циркуляция оурового раствора и газа, продолжающаяся ло тех пор, пока давления на забой смеси газа с буровым раствором в бури Ibnblx трх бах и в за колонном пространстве скважины не выравняются и не установятся равнычи пластовому давлению. При созланип в чомент открытия промывочного отверстия в скважине обратной цирку IHHIIII бурового раствора через промывочное отверстие в нем будет происходить потеря напора бурового раствора, т. е. давление в заколонноч пространстве скважины окажется болыних1 по величине, чем в бурильных трубах. Величину перепада давления можно регулировать изменением сечения промывочного отверстия подачи бурового раствора в скважину (при постоянной подаче буровых насосов) или давления буровых насосов и установить равной по величине, но обратной по знаку разнице давлений на забой скважины столба бурового раствора в буриlbHblx трубах и смеси с буровым раствором в заколонном пространстве. Степень диспергирования газа в буровом растворе таким путеч можно установить в широком диапазоне (например, 1317092 от 0,02 до 0,1). При степени диспергирования газа 0,05 (пять объемов газа диспергировано в 100 объемах бурового раствора} забойное давление в бурильных трубах в скважине глубиной 4000 — 5000 м уменьшится всего лишь на 0,08 — 0,1 МПа, т. е. практически не изменится..

За счет гидравлических сопротивлений в бурильных трубах и линии дросселирования забойное давление в трубах оказывается большим по величине пластового давления.

Величина забойного давления в определенных пределах регулируется дросселем. При описанной технологии вымыва газа из скважины в ней и в наземном противовыбросовом оборудовании не возникает больших избыточных давлений.

Вымыв газа из скважины осуществляется следующим образом.

В бурильном инструменте на заданной высоте от долота устанавливают поворотную 20 муфту, которая в нормальном положении закрывает промывочные отверстия.

Высота расположения промывочных отверстий над забоем скважины выбирается с учетом конструкции скважины, ее глубины, геологических особенностей конкретного района и возможного объема поступления в скважину газа с таким расчетом, чтобы при достижении газовой пачкой промывочных отверстий в скважине не возникало больших избыточных давлений, опасных для gp обсадной колонны, превентора или способных произвести гидравлический разр„(в пластовых пород под башмаком обсадной колонны.

Площадь сечения промывочных отверстий выбирается из расчета, чтобы потеря напора бурового раствора при прохождении через отверстие могла регулироваться в широких пред лах (например, от 10 МПа до нуля) .

При обнаружении газонефтеводопрояв- 4О ления в скважине в процессе бурения его немедленно останавливают, промывку скважины прекращают и заколонное пространство герметизируют превентором, а бурильные трубы — шаровым краном. По изменению объема бурового раствора в приемных 45 емкостях и избыточному давлению на превенторе определяют объем поступившего в скважину пластового флюида и его вид (газ, нефть, вода). Если в скважину поступил газ в объеме, превышающем предельно допустимый объем, то его вымыв из скважины производят по п редлагаемом у способу.

Для этого к ведущей бурильной трубе присоединяют линию дросселирования, а к линии глушения — буровые насосы. Бурильный инструмент разгружают на забой и его обратным поворотом открывают промывочные отверстия. В этот момент открывают шаровой кран и в затрубное пространство закачивают через зиник глушения буровой раствор с такой Ilnдачей, чтобы пер f13;1 давления в промывочных отверстиях был равен по величине избыточному давленик на превенторе в закрытой скважине.

При открытии шарового крана устьсвыс давления в бурильных трубах и заколонном пространстве скважины уменьшаются вплоть до атмосферного (при открытом дросселе) и за счст энергии сжатого газа буровой раствор в бурильных трубах и заколонном пространстве приходит в движение, т. е. структура его разрушается. В этих условиях для восстановления циркуляции в скважине бурового раствора достаточно давления буровых насосов 5,0 — 10 МПа. Степень диспергирования газа может быть установлена малой. Например, при скорости циркуляции ниже промывочного отверстия

10 см/с и скорости циркуляции бурового раствора, по кольцевому пространству. скважины около 400 см/с (два насоса УНБ-1250 подают в скважину около 100 л/с при давлении 21 МПа или два насоса У8-7МЛ2 подают в скважину около 100 л/с при давлении

14,2 МПа) в 100 on.üåìàõ бурового раствора будет диспергировано около 2,5 равных объемов газа (степень диспергирования 0,025).

По мере вымыва газа из кольцевого пространства для поддержания постоянной степени диспергирования газа в буровом растворе величину потери напора в промывочном отверстии плавно уменьшают. Это осуществляют изменением подачи бурового раствора в скважину, поддерживая таким путем процентное содержание газа в растворе постоянным. Закачиваемый в скважину буровой раствор утяжеляют так, чтобы забойное давление в скважине при остановке в ней циркуляции бурового раствора превышало давление газа в пласте.

После полного вымыва газа из скважины циркуляцию бурового раствора прекращают и скважину герметизируют. Если на устье скважины возникают избыточные давления, то по их величине рассчитывают необходимую плотность раствора и замещают им раствор в скважине. При отсутствии давления скважину разгерметизируют, промывочные отверстия закрывают и продолжают бурение скважины.

Формула изобретения

Способ ликвидации в скважине газопроявления путем вымыва газа буровым раствором с диспергированием газа в буровом растворе и поддержанием забойного давления выше пластового, отличающийся тем, что, с целью снижения давлений на ствол скважины и противовыбросовое оборудование, уменьшения времени на ликвидацию газопроявления и повышения безопасности

1317092

Составитель И. Белогруд

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

3а каз 2292/26 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

5 проведения работ, газ вымывают обратной промывкой скважины путем подачи бурового раствора в заколонное пространство и перепуска его в трубное пространство на глубину концентрации газопроявления, с последуюшим разделением потока бурового раствора на два направления, причем степень диспергирования газа и скорость вымыва газированного бурового раствора из скважины регулируют изменением подачи бурового раствора в затрубное пространство.