Способ крепления призабойной зоны скважины

Способ крепления призабойной зоны скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Область применения: используется для ликвидации поглощений и крепления стенок скважины. Цель - повышение надежности крепления стенок скважины и снижение затрат на производство работ. Сущность изобретения заключается в том, что в скважину опускают неметаллические трубы с Изобретение относится к области бурения геологоразведочных, гидрогеологических и геотехнологических скважин. Известен способ крепления призабойной зоны скважины, включающий спуск неметаллических труб, с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подачу тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну. Недостатком этого способа является использование в качестве рабочего агента сжатого воздуха, низкое качество цементирования при наличии трещин, в поглощающих .горизонтах и проведение работ по образованию щелей, что значительно повыразмещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом. Заполняют гибкий трубопровод рабочим агентом и подаюттампонажный раствор в затрубное пространство через защитную металлическую колонну. Перед подачей тампонажного раствора осуществляют обнажение стенок призабойной зоны скважины путем создания разреженной зоны и перетока рабочего агента из защитной колонны в затрубное пространство. Неметаллическую колонну выполняют из эластичного материала и герметичко соединяют в верхней и нижней частях с защитной металлической колонной, а подачу тампонажного раствора в затрубное пространство осуществляют порциями под давлением, причем каждую порцию тампонажного раствора уплотняют на стенках скважины с образованием на тампонажном материале спиральных ребер жесткости. 9 ил. шает затраты на производство буровых работ . Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности крепления стенок скважины и снижение затрат на производство работ. Поставленная цель достигается тем, что в способе крепления призабойной зоны скважины, включающем спуск неметаллических труб, с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подачу тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну, согласно изобретению, неметаллические трубы выполняют из эластичного материала, герметично соединенных в ел XI 00 Ю О CN О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776228/03 (22) 02.01.90 (46) 23.01,93, Бюл. N 3 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Г.С.Садыков, С.С.Садыков, Б.А.Новожилов, Н.И.Николаев и Г,А.Воробьев (56) Авторское свидетельство СССР

N 389370, кл. Е 21 В ЗЗ/14, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1532687, кл. Е 21 В 33/14, 1987, (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ

ЗОНЫ СКВАЖИНЫ (57) Область применения; используется для ликвидации поглощений и крепления стенок скважины, Цель — повышение надежности крепления стенок скважины и снижение затрат на производство работ. Сущность изобретения заключается в том, что в скважину опускают неметаллические трубы с

Изобретение относится к области бурения геологоразведочных, гидрогеологических и геотехнологических скважин.

Известен способ крепления призабойной зоны скважины, включающий спуск неметаллических труб, с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подачу тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну.

Недостатком этого способа является использование в качестве рабочего агента сжатого воздуха, низкое качество цементирования при наличии трещин, в поглощающих горизонтах и проведение работ по образованию щелей, что значительно повыÄÄ5UÄÄ 1789666 А1 размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом. Заполняют гибкий трубопровод рабочим агентом и подаюттампонажный раствор в затрубное пространство через защитную металлическую колонну.

Перед подачей тампонажного раствора осуществляют обнажение стенок призабойной зоны скважины путем создания разреженной зоны и перетока рабочего агента из защитной колонны в зэтрубное пространство.

Неметаллическую колонну выполняют из эластичного материала и герметичнтГсоединяют в верхней и нижней частях с защитной металлической колонной, а подачу тампонажного раствора в затрубное пространство осуществляют порциями под давлением, причем каждую порцию тампонажного раствора уплотняют на стенках скважины с образованием на тампонажном материале спиральных ребер жесткости. 9 ил. шает затраты на производство буровых работ.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности крепления стенок скважины и снижение затрат на производство работ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе крепления призабойной зоны скважины, включающем спуск неметаллических труб, с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подачу тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну, согласно изобретению, неметаллические трубы выполняют из эластичного материала, герметично соединенных в

1789666

35

50

55 верхней и нижней части с защитной металлической колонной, подачу тампонажного раствора в затрубное пространство осуществляют порциями под давлением, а каждую порцию тампонажного раствора уплотняют на стенках скважины с образованием спиральных ребер жесткости на тампонажном материале, причем перед подачей тампонажного. раствора осуществляют обнажение стенок призабойной зоны скважины путем ггЕретока рабочего агента из защитной колонйы в затрубное пространство.

Существо йредложения заключается в следующем. При бурении скважин вскрываются неустойчивые породы и поглощающие горизонты, которые требуют крепления.

Крепление скважин осуществляют путем опускания в скважину колонны обсадных труб с последующей подачей тампонажного раствора в затрубное пространство и закрепление неустойчивых и трещиноватых пород. Одноразовая подача тампонажного раствора не всегда надежно закрепляет стенки скважины, особенно в трещиноватых породах. Раствор может уйти под давлением в трещину и этим снизить качество крепления стенок скважины.

Поэтому нами предложено подавать раствор под давлением в затрубное пространство порциями. Каждую порцию уплотняют на стенке скважины за счет подачи рабочего агента в гибкий трубопровод, который под давлением раздувается увеличиваясь в объеме. Затем давление в гибком трубопроводе сбрасывается и между стенкой скважины и колонной труб образуется зазор, в который вновь подают порцию тампонажного раствора и уплотняют, Так как уплотнение осуществляют шлангом, имеющим круглое сечение, то на тампонажном растворе образуются спиральные ребра, за счет заполнения раствором пространства между витками трубопровода. Перед подачей раствора в затрубное пространство стенки скважины и трещины считают от шлама, неустойчивых кусков породы и т.д, Для этого подают рабочий агент в гибкий трубопровод, который раздувается и занимает пространство между стенками скважины и металлической колонной и центрирует колонну в скважине. Затем резко сбрасывается давление в гибком трубопроводе путем выпуска рабочего агента в металлическую колонну. В межтрубном пространстве образуется зазор, в который устремляется жидкость из полости металлической колонны, В момент образования зазора в межтрубном пространстве образуется разреженная зона, которая способствует обнажению стенок скважины, очистке трещин от шлама, глины и транспортировке этих частиц выше зоны разрежения за счет перетока жидкости в межтрубное пространство. Раствор, поступающий в очищенную зону лучше проникает в трещины и щели, а образовавшаяся рубашка из тампонажного материала с ребрами жесткости надежно защищает полость скважины от утечек промывочной жидкости и вращающегося снаряда.

На фиг. 1 изображена схема установки колонны труб на забое скважины; на фиг.

2 — процесс заполнения гибкого трубопровода рабочим агентом; на фиг, 3 — процесс обнажения стенок скважины и очистка трещин; на фиг. 4 — подача тампонажного раствора в затрубное пространство; на фиг. 5— процесс уплотнения тампонажного материала на стенке скважины; на фиг. 6 — сброс давления рабочего агента в гибком трубопроводе и образование ребер жесткости на тампонажном материале; на фиг. 7 — подача второй порции тампонажного материала в затрубное пространство; на фиг. 8 — уплотнение тампонажного материала на стенке скважины; на фиг. 9 — образование зазора между стенкой скважины и колонной труб.

Схемы содержат скважины 1, в которых размещены металлические защитные трубы

2 снабженные гибким трубопроводом 3 и покрытые эластичной оболочкой 4, герметично соединенной в верхней части и нижней части с защитной металлической колонной 2. Гибкий трубопровод 3 верхним концом соединен с внутренней полостью колонны 2 через отверстие 5. В нижней части колонны 2 установлен уплотнительный элемент, а внутри нее размещают тампонажный материал 7.

Способ крепления призабойной зоны скважины осуществляют в следующей последовательности операций. В процессе бурения скважины, проходимой в неустойчивых, склонных к обрушению породах и поглощающих промывочную жидкость, требуется ее крепление, Крепление призабойной зоны скважины осуществляют путем опускания в скважину 1 защитных металлических труб 2, с последующим закреплением затрубного пространства путем подачи тампонажного раствора 7 через трубы 2, В связи с тем, что при этом образуется рубашка 8 недостаточной прочности, авторы предлагают очищать стенки скважины 1, уплотнять там понажный материал 7 на стенке скважины 1 и образовывать на нем ребра жесткости 9. Для этого защитная металлическая колонна 2 оснащена гибким трубопроводом 3 на длину, превышающую высоту закрепляемого горизонта. Гибкий трубопровод 3 сверху покрыт эластичной оболочкой

1789666

4, концы которой закреплены на колонне 2.

Выше места закрепления эластичной оболочки 4, трубы 2 могут иметь меньший диаметр (например, бурильные трубы).

После спуска защитных металлических труб 2 в призабойную зону, трубы 2 приподнимают над забоем и осуществляют промывку затрубного пространства. При этом жидкость подают через внутреннюю часть труб 2, Затем колонну 2 опускают на забой (см. фиг, 1), В нижней части труб 2 установлен уплотнительный элемент 6, который герметизирует полость колонны 2. В колонну 2 подают промывочный агент (техническую воду, глинистый раствор, пену и т.д.) под давлением и через отверстие 5 в гибкий трубопровод 3, нижний конец которого заглушен. Гибкий трубопровод 3 раздувается и занимает объем кольцевого зазора между колонной 2 и стенками скважины 1. (см. фиг.

2). При этом колонна 2 центрируется в стволе скважины 1. После центрирования колонны 2 ее приподнимают и сбрасывают давление в трубопроводе 3 (см, фиг, 3). Резкое сбрасывание давления в колонне 2 и в гибком трубопроводе 3 приводит к образованию зоны в затрубном пространстве и перетоку жидкости из колонны 2 и гибкого трубопровода 3 в затрубное пространство.

В разряженной зоне со стенок скважины 1 происходит отрыв прилипших частиц глины и шлама, а также вымывание их из трещин пород за счет перетока жидкости из трещиноватых пород и колонны 2. После окончания процесса очистки стенок скважины 1, в колонну подают тампонажный материал 7 (см. фиг. 4) (например, таблетированные тампонажные смеси, смеси в пакетах, БСС, смола КМ ФТ или цементн ый раствор) и ри приподнятой колонне 2. Количество тампонажного материала 7 должно быть таким, чтобы оно не перекрывало отверстие 5. Затем тампонажный материал 7 подают в затрубное пространство. В затрубное пространство предусматривается подавать строго определенное количество тампонажного материала, часть которого не остается в защитной металлической колонне 2. Порцию раствора 7 уплотняют в затрубном проФормула изобретения

Способ крепления призабойной зоны скважины, включающий спуск неметаллических труб с размещенной внутри них защитной металлической колонной, снабженной гибким трубопроводом, заполнение гибкого трубопровода рабочим агентом и подзчу

40 странстве (см, фиг, 5). Для этого колонну 2 опускают на забой скважины 1 и создают давление внутри нее и в гибком трубопроводе 3, Гибкий трубопровод 3 раздувается и воздействует на раствор 7, прижимая его к стенке скважины 1. Так как трубопровод 3 покрыт эластичной оболочкой 4, то раствор

7 легко продавливает оболочку 4 между витками трубопровода 3 заполненного жидкостью под давлением и образует ребра жесткости 9 на защитной рубашке 8 из тампонажного материала 7. После ОЗЦ образуют зазор (см. фиг. 6) между колонной 2 и защитной рубашкой 8, путем сброса давления в колонне 2 и трубопроводе 3. Время выдерживания тампонажного материала 7 под давлением равняется времени его твердения (например, для смолы КМФТ вЂ” 5-10 минут в зависимости от концентрации кислоты и глубины скважины). Далее подается следующая порция тампонажного материала 7, который проникает между эластичной оболочкой 4 и защитной рубашкой 8 под давлением (см. фиг. 7, 8, 9), Оболочка 4 продавливается раствором 7, так как полость гибкого трубопровода 3 связана с внутренней полостью колонны 2 и давления в них уравниваются. После подачи тампонажного материала 7, колонна 2 опускается на забой и герметизируется ее внутренняя полость, в которой создается давление путем подачи промывочного агента, Агент поступает в гибкий трубопровод 3, который увеличивается в объеме и уплотняет через эластичную оболочку 4 тампонажный материал на стенке скважины 1 с образованием на нем спиральных ребер жесткости, По мере надобности процесс крепления повторяют.

По окончании крепления призабойной зоны скважины 1 колонну 2 с гибким трубопроводом 3 и эластичной оболочкой 4 извлекают на поверхность.

Таким образом, уплотнение защитной рубашки на стенке скважины и образование на ней ребер жесткости позволит повысить качество крепления призабойной зоны скважины и ликвидировать поглощение промывочной жидкости. тампонажного раствора в затрубное пространство через защитную металлическую колонну, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления стенок скважины и снижения затрат на производство работ, неметаллические трубы выполняют из эластичного материала, герметично соединенными в верхней и нижней

1789666 частях с защитной металлической колонной, подачу тампонажного раствора в затрубное пространство осуществляют порциями под давлением, а каждую порцию тампонажного раствора уплотняют на стенках скважины с образованием спиральных ребер жесткости на тампонажном материале, причем перед подачей тампонажного раствора осуществляют обнажение стенок призабойной зоны скважины путем создания разреженной зоны и перетока рабочего агента из защитной колонны в затрубное пространство.

1789666

Составитель Г. Садыков

Редактор Т. Иванова Техред М.Моргентал Корректор J I. Пилипенко

Заказ 334 Тираж Подписное

BÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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