Способ укрепления неустойчивых пород в бурящейся скважине

Способ укрепления неустойчивых пород в бурящейся скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Для повышения эффективности укрепления неустойчивых обломочных пород в условиях полного поглощения промывочной жидкости и непрерывного поступления этих пород в ствол скважины за счет обеспечения равномерного распределения тампонажного материала в укрепляемом массиве пород закачку тампонажного материала в укрепляемую породу осуществляют в процессе углубления долота в укрепляемую породу и выхода его из интервала укрепляемых пород. При этом промывку осуществляют раствором тампонажного материала при непрерывном вращении и неоднократном повторении в процессе одной операции таких рейсов в укрепляемом интервале . Промывку тампонажным раствором осуществляют с минимальным расходом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение бурильной колонны с долотом в укрепляемой породе и достижение наибольшего числа рейсов при определенном объеме тампонажного материала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Ill Vl ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t J с (э Т 4

Ф

Ql

СО

l ("ф 4.(21) 4748543/03 (22) 13.10.89 (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (72) С. И. Стражгородский и В. И. Шамшин (53) 622.248.33(088,8) (56) Ивачев Л. М(Борьба с поглощениями промывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1982. с.

218 — 233, (54) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ НЕУСТОЙЧИВЫХ ПОРОД В БУРЯЩЕЙСЯ СКВАЖИНЕ (57) Для повышения эффективности укрепления неустойчивых обломочных пород в условиях полного поглощения- промывочной жидкости и непрерывного поступления этих пород в ствол скважины эа счет обеспечения равномерного распределения тампоИзобретение относится к бурению скважин различного назначения, в частности к укреплению неустойчивых пород, поступающих в ствол бурящейся скважины;

Известны случаи, когда скважина пересекает пачки неустойчивых (несцементированных) пород. сложенных. грубообломочными карбонатным или иным материалом. Большое сечение поровых каналов таких пород обусловливает полное поглощение промывочной жидкости, что. осложняет проведение укрепительных работ. B определенных условиях (угол падения пластов и т.д,) обломочный материал непрерывно (no мере его удаления) поступает в ствол скважины, что фиксируется как обвалы.

Дальнейшее углубление скважины или перекрытие этого интервала обсадными

„„ рЦ„, 1745887 А1 (51)5 Е 21 В 33/13 „ „Г,О нажного материала в укрепляемом массиве, пород закачку тампонажного материала в укрепляемую породу осуществляют в процессе углубления долота в укрепляемую породу и выхода его из интервала укрепляемых пород. При этом промывку осуществляют раствором тампонажного материала при непрерывном вращении и неоднократном повторении в процессе одной операции таких рейсов в укрепляемом интервале. Промывку тампонажным раствором осуществляют. с минимальным расходом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение бурильной колонны с долотом в укрепляемой породе и достижение наибольшего числа рейсов при определенном объеме тампонажного материала. 1 ил. трубами становится невозможным беэ укрепления неустойчивых пород в интервале их залегания.

Известны способы укрепления неустойчивых пород в бурящихся скважинах путем закачки в укрепляемый интервал вяжущего материала через колонну бурильных труб, Наиболее близок к предлагаемому способ борьбы с поглощениями в скважинах, пересекающих горные выработки, путем намыва в выработку заполнителя с последующим его укреплением.

В соответствии с данным способом при пересечении скважиной горной выработки скважину углубляют ниже подошвы выработки при полном поглощении промывочной жидкости. в результате чего в выработке скапливается выбуренная порода (шлам). В

1745887 случае необходимости в качестве заполнителя в интервал выработки намывают щебень. шлак, песок и т. д. Затем в скважину спускают колонну бурильных труб. оснащенную коронкой, и подлежащий укреплению интервал рыхлой породы пробуривают с промывкой водой.

Для обеспечения равномерного поступления вяжущего в укрепляемый массив нижняя,часть бурильной колонны, длина которой равна протяженности укрепляемого интервала, выполнена перфорированной.

К недостаткам данного способа относится трудность вхождения в укрепляемую породу (заполнитель) в связи с тем, что основная часть промывочной жидкости выходит через отверстия перфорированной трубы. не заглубленные в заполнитель (выше коронки). Кроме того, в результате неизбежного измельчения заполнителя часть отверстий оказывается забитой.

Но главное заключается в том, что. применение перфорированной трубы не решает задачи равномерного распределения . вяжущего в заполнителе.

Как показывают рассмотрение физики процесса и опыт проведения .укрепительных работ, поток вяжущего не распределяется равномерно в укрепляемой рыхлой породе (заполнителе), а выходит в зоне наименьшего сопротивления — верхней части перфорированной трубы., В результате этого цель работ — создание равномерно укрепленного массива, в котором возможно образование ствола скважины с устойчивыми стенками. не достигается или достигается под влиянием случайных факторов.

Цель изобретения — повышение эффективности укрепления неустойчивых пород в условиях полного поглощения промывочной жидкости и скопления породы на забое за счет обеспечения равномерного распределения вяжущего (тампонажного раствора) в укрепляемом массиве для получения однородного "шламового" бетона.

Указанная цель достигается тем, что углубление бурильной колонны труб, оснащенной коронкой или долотом, в укрепляемую породу и выход из нее производятся при непрерывном вращении колонны труб с промывкой раствором тампонажного материала. При этом обеспечивается максимально возможное при данном обьеме тампонажного раствора число рейсов коронки или долота в скопившейся породе. Для этого промывку осуществляют с минимальным расходом, т.е, с расходом, при котором объем продавливаемого за один рейс тампонажного раствора наименьший. Данный режим определяют предварительно при вхождении в укрепляемый массив с промывкой имеющимся буровым раствором на 3-4 режимах и уточняют в

5 процессе рейсов с промывкой тампонажным раствором.

Объем тампонажного раствора подсчитывают по формуле:

V= — nm

2

3,14 х 1.0 х 13 х 0 4 = 4

4 где D>.— принятый диаметр зоны закрепления, м;

h — протяженность укрепляемого интервала, м;

m — пористость укрепляемой породы (0.2-0,4 ).

На чертеже приведена схема осуществ20 ления предлагаемого способа укрепления неустойчивых пород.

При бурении в случае вскрытия неустойчивых пород и зоны полного поглощения 1 и скопления порода (шлама) 2 в стволе в скважину спускают бурильную колонну 3, оснащенную коронкой (долотом) 4. При промывке буровым. раствором 5 определяют минимальный расход и обьем тампонажного раствора за один рейс. Затем в бурильную колонну закачивают тампонажный раствор 6. Тампонажный раствор продавли.вают в затрубное пространство с определенным ранее минимальным расходом при непрерывном вращении и возвратно-поступательном движении бурильной колонны, равномерно заполняя тампонажным раствором укрепляемый массив 7. После твердения образуется "шламовый" бетон 8, где формируется ствол скважины с устойчивыми стенками 9.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить эффективность укрепительных работ путем исключения повторных заливок, а также увеличения доли успешных операций по укреплению, т,е, снижению числа ликвидируемых в связи с обвалами скважин.

Пример расчета и проведения работ

Исходные данные:

Диаметр закрепления ОЗ=1,0 м

Протяженность укрепляемого интервала h--13 м

Пористость укрепляемой породы m=0,4

1. Определяют обьем тампонажного материала по формуле

1745887

V 4.0 м пр = — = = 8 рейсов

0,5 м

Формула изобретения

Способ укрепления неустойчивых пород в бурящейся скважине, включающий закачку тампонажного материала через бурильйую колонну с долотом в укрепляемую породу, отличающийся тем, что, Составитель В.Шамшин

Техред М.Мортентал Корректор Л,Лукач

Редактор Т.Фетодов

Заказ 2371 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2. Определяют минимальный расход тампонажного раствора С1мин.

Например, Омин=0,006.л/с при наименьшем объеме q=0,5 м .

3. Определяют время продавки тампо-, 5 нажного раствора

V 4м

Т„р = — = =10мин.

Омин 0,006 м с

4. Количество рейсов в укрепляемой породе с целью повышения эффективности укрепления неустойчивых пород в условиях полного поглощения промывочной жидкости и непрерывного поступления этих пород в ствол скважины за счет обеспечения равномерного распределения тампонажного материала в укрепляемом массиве пород, закачку тампонажного материала в укрепляемую породу осуществляют в процессе углубления долота в укрепляемую породу и выхода его из интервала укрепляемых пород с проМывкой раствором тампонажного материала при непрерывном вращении и неоднократном повторении в процессе од-. ной операции таких рейсов в укрепляемом интервале, при зтом промывку раствором тампонажного материала осуществляют с минимальным расходом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение бурильной колонны с долотом в укрепляемой породе и достижение наибольшего числа рейсов при определенном объеме тампонажного материала.