Способ крепления скважины потайной колонной

Способ крепления скважины потайной колонной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в горном деле, преимущественно в нефтяной и газовой промышленности, и может быть использовано при строительстве скважин. Сущность изобретения: способ включает спуск в скважину промежуточной колонны или кондуктора и ее цементирование , бурение скважины ниже глубины спуска промежуточной колонны и расширение этого интервала, спуск потайной колонны на глубину ниже башмака промежуточной колонны и ее цементирование . Спуск потайной колонны осуществляют в два этапа: сначала потайную колонну спускают в скважину вместе с промежуточной колонной и устанавливают внутри в нижней части последней , затем спуск потайной колонны в открытый ствол скважины и цементирование осуществляют после бурения и расширения скважины ниже башмака промежуточной колонны. 2 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s Е 21 В 33/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4704547/03 (22) 14.06.89 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) P.Т.Еганянц (56) Пути совершенствования конструкций скважин. М.: НТО, ВНИИОЭНГ, 1976.

Авторское свидетельство СССР и 1513123, кл. Е 21 В 33/13, 1988. (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ ПОТАЙНОЙ КОЛОННОЙ (57) Использование: в горном деле, преимущественно в нефтяной и газовой промышленности, и может быть использовано при строительстве скважин.

Изобретение, относится к горному делу, преимущественно к нефтяной и газовой промышленности, и может быть использовано при строительстве скважин.

Известен способ крепления скважин потайной колонной, включающий сборку потайной колонны из труб на поверхности, спуск ее в скважину и цементирование после того, как часть скважины закреплена промежуточной колонной или кондуктором и скважина углублена и расширена ниже башмака промежуточной колонны до глубины спуска потайной колонны.

В известном способе для обеспечения спуска потайной колонны в скважиЯ2, 1819985 А1

Сущность изобретения: способ включает спуск в скважину промежуточной ко-. лонны или кондуктора и ее цементирование, бурение скважины ниже глубины спуска промежуточной колонны и расши рение этого интервала, спуск потайной колонны на глубину ниже башмака промежуточной колонны. и ее цементирование. Спуск потайной колонны осуществляют в два этапа: сначала потайную колонну спускают в скважину вместе с промежуточной колонной и уста. навливают внутри в нижней части последней, затем спуск потайной колонны в открытый ствол скважины и цементирование осуществляют после бурения и расширения скважины ниже башмака промежуточной колонны. 2 ил. ну наружный диаметр (или наружный диаметр ее муфт) должен быть меньше внутрейнего диаметра промежуточной колонны на некоторую величину, обеспечивающуюбеспрепятственный ее спуск в скважину и возможность течения бурового и цементного раствора в интервале перекрытия колонны при цементировании. Пример использования сочетания диаметров обсадных колонн и породоразрушающих инструментов-долот для крепления скважины потайной колонной известным способом представлен в табл. 1.

Для спуска и цементирования потайной колонны из труб диаметром 219 мм

1819985 ствол скважины, пробуренный долотом диаметром 244,5 мм, расширяется до диаметра 269 мм. При этом использование безмуфтовых, гладких типа ОГIM или ТБО труб не дает возможность уменьшить диаметр промежуточной колонны.. При использовании труб типа

ТБО с диаметром раструба 231,8 мм ствол скважины, пробуренный долотом диаметром 244,5 мм, можно не расширять.

Основной недостаток известного способа - существенное уменьшение диаметра обсаженной части скважины после крепления ее потайной колонной.

С использованием известного способа не может быть реализована конструкция скважины, например, с последовательными диаметрами спущенных об-2О садных колонн 324 - 244,5-219-140 мм при условии прохождения колонны диаметром 219 мм внутри колонны диаметром 245 мм. Последнего можно достигнуть, например, при кольцевом зазоре

2,7 мм, т.е. если толщину стенки колонны из труб диаметром 244,5 мм по

ГОСТ 632-80 принять равной 10 мм. Однако, при этом, как показывают. расчеты, в связи с очень высокими потеря- ЗО ми давления в кольцевом зазоре между потайной и промежуточной колоннами, цементирование последней не может быть выполнено.

Наиболее близким по технической 35 сущности и достигаемому результату является способ крепления скважин потайной колонной, включающий сборку потайной колонны из труб на поверхности, спуск ее в скважину и цемен- 4Q тирование после того, как часть.скважины закреплена промежуточной колонной, состоящей в ее нижней части длиной, равной длине их перекрытия потайной колонной, из труб большего 45 диаметра, чем выше расположенные обсадные трубы, и скважина углублена и расширена ниже башмака промежуточной колонны.

Известный способ обладает тем недостатком, что для крепления скважины потайной колонной ее наружный диа, метр или наружный диаметр соединений труб должны быть меньше внутреннего диаметра промежуточной колонны на величину, обеспечивающую ее транспорти-, ровку с поверхности до забоя скважины, что ограничивает толщину стенки . промежуточной колонны. Например, при толщине стенки 12 мм промежуточной колонны из труб диаметром 244,5 мм ее внутренний диаметр будет равен

220,5 мм, а с учетом погрешностей изготовления колонна из труб диаметром

219,1 мм не может быть использована в качестве потайной.

Промежуточная колонна диаметром

244,5 мм не может быть использована в качестве потайной колонна из труб диаметром 219 мм типа ТБО или с муфтами уменьшенного диаметра.

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости и стоимости работ по строительству скважины.

Укаэанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем спуск в скважину и цементирование по крайней мере одной промежуточной колонны или кондуктора, бурение скважины ниже глубины спуска промежуточной колонны и расширение этого интервала, спуск потайной колонны на глубину ниже башмака промежуточной колонны и ее цементирование, потайную колонну спускают в скважину в два этапа: на первом этапе она спускается в скважину вместе с промежуточной колонной и устанавливается в ее нижней части, а на втором этапе после бурения и расширения скважины ниже башмака промежуточной колонны спускается на проектную глубину и цементируется. с

На фиг.1 показано положение потайной колонны внутри нижней части промежуточной колонны после спуска последней в скважину; на фиг.2 - положение потайной колонны в открытом .стволе скважины после его бурения и расширения в момент окончанйя цемен тирования. На фиг.1 и 2 показаны промежуточная колонна 1, переводник 2, соединяющий верхнюю часть промежуточной колонны 1 с нижней ее частью относительно большего диаметра, потайная колонна 3, нижняя часть 4 промежуточной колонны, обратный клапан

5, башмак 6 промежуточной колонны, бурильная колонна 7, на которой подвешивается потайная колонна, специальный переводник 8 для соединения с потайной колонной для спуска ее в скважину и отсоединения от нее после ее цементирования, верхняя секция 9 цементировочной пробки, нижняя секция 10 цементировочной пробки, посадочный патру5 181 бок 11 цементировочной пробки иэ лег-, ко разбуриваемого металла.

Пример. Проектная глубина скважины - 3800 м.

Глубина спуска обсадных колонн: кондуктора 800 м, промежуточной колонны 3100 м, потайной колонны е

3500 м, эксплуатационной колонны

3800 м.

Эксплуатационная колонна принимается из труб диаметром 140 мм (по . ГОСТ 632-80 как и другие ниже указанные трубы). Бурение под эксплуатационную колонну осуществляется долотом диаметром 190,5 мм.

Промежуточная колонна принимается комбинированная из труб диаметром

244,5 мм в верхней части в интервале 0-2600 м, из труб диаметром 273 мм с толщиной стенки 10,2 мм в интервале

2600-3100 и. Внутренний диаметр этой секции 252,7 мм.

Потайная колонна. принимается из обсадных труб диаметром 219,1 мм с муфтами уменьшенного диаметра

231,8 мм. Эта колонна длиной 500 м устанавливается внутри нижней секции промежуточной колонны и собирается и спускается в скважину одновременно с ней. Верхняя и нижняя трубы потайной колонны центрируются в промежуточной колонне и крепятся к последней.

Промежуточная колонна цементируется по обычной технологии. Вскрытие башмака колонны и бурение до глубины спуска потайной колонны осуществляется долотом диаметра 190,5 мм, после чего пробуренный интервал расширяется до диаметра 245 мм.

Потайная колонна спускается в открытый ствол скважины на бурильной колонне. Специальные устройства головы потайной колонны и низа бурильной колонны - подвески обеспечивают как соединение бурильной колонны с потайной для ее спуска в открытый ствол скважины, так и разъединение ее от потайной колонны после цементирования последней.

В нижней части бурильной колонны крепится нижняя секция секционной продавочной пробки. К торцу последней соединяется патрубок длиной 1,52 м из легкого разбуриваемого металла, назначение которого обеспечит посадку цементировочной пробки на забой скважины.

9985

5

6

Цементирование потайной колонны осуществляется следующим образом: забой скважины тщательно промывается с использованием гидромониторно-, го долота, после соединения с бурильной колонной подвеской и отрыва от промежуточной колонны потайная колонна спускается до посадки ее на забой, затем поднимается над забоем на 0,5-0,6 м.

Момент отрыва колонны от забоя определяется по восстановлению циркуляции бурового раствора через кольце1 все пространство.

В колонну закачивается цементный раствор, после чего запускается .верхняя секция продавочной пробки.

Закачивается продавочная жидкость..

Окончание продавки фиксируется по росту давления на агрегатах в момент касания посадочного патрубка продавочной пробки с забоем.

Через промывочное окно в переводнике 8 избыток цементного раствора над потайной колонной вымывается из скважины.

После образования цементного камня бурильная колонна — подвеска отсоединяется от потайной колонны и поднимается из скважины.

Таким образом, реализуется конструкция скважины менее трудоемкая и более экономичная, чем по известным решениям. В табл. 2 даются сравнительные данные по известному и предлагаемому способам.

Согласно приведенным в табл. 2 данным предлагаемое техническое решение обеспечивает при условиях взятого примера уменьшение объема горной выработки в 1,06 раза, а расход металла в 1,12 раза в сравнении с прототипом.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого технического решения возникает за счет: уменьшения расхода материалов (металла, цемента, барита, химических реагентов), увеличения механической скорости и проходки на долото при бурении долотами сравнительно меньшего диаметра, уменьшения продолжительности бурения.

Увеличение коммерческой скорости бурения может достигать 10-20 и более.

1819985

Таблица 1

Пример

Условия реалиисползации нения

Диаметры долот мм обсадных колонн, мм

Использование стандартных труб по ГОСТ.632-80

269 190 5

А

219,1 139,7

444 5 320

351 273

Табли ца 2

Способ

Диаметр долота для бурения под обсадную колонну, мм

Интервал установки колонны, м

Диаметр и толщина труб обсадной колонны, мм

Вес обсадных колонн, т

Объем горной выработки, мз

445 351х10 0-800 Всего:

Известный

320 273х10,2 0-3100

244,5 219х10,2 3000-3500 336,3 422,2

190,5 140х9,2 0-3800

393,7 340"9,7

311 260 х 1О

0-800

0-3003

Прототип

311 273 х10,2 3000-3100 299,6 403,2

215,9х744,5 218 х10,2 3000-3500

190,5 140 9,:2 0-3800

В объединении "Туркменнефть" ежегодно бурится 10-15 скважин, при строительстве которых можно реализовать предлагаемое техническое решение.

Средняя экономическая эффективность по одной скважине составит

100 тыс. руб. Экономическая эффективность; например, по объединению

ПТуркменнефтьн за 1 год составит 1,01,5 млн.руб.

Формула изобретения

Способ крепления скважины потайной колонной, включающий спуск в скважину и цементирование по крайней: мере одной промежуточной колонны или кондуктора, бурение скважины ниже глубины спуска промежуточной колонны и расширение этого интервала, спуск потайной колонны на глубину ниже башмака промежуточной колонны и ее цементирование, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и стоимости работ по строительству скважин, сначала потайную колонну спускают в скважину вмес10 те с промежуточной колонной, устанавливая ее внутри промежуточной колонны в ее нижней части, причем исгользуют потайную колонну наружным диаметром не менее внутреннего диаметра вышерасположенной части промежуточной ко. лонны, а спуск потайной колоны на глубину ниже башмака промежуточной колонны осуществляют после бурения и расширения ствола скважины ниже башмака промежуточной колонны.

1819985

393,7 324 9,5

295,3 244,5 10

295,3 273,1 10,2

190,5 244,5 219,1х10,2

190,5 140 9,2

0-800

Всего:

Пред" ла гаемый

Решение по прототипу предполагает использование труб диаметром

260 им, не предусмотренных ГОСТ

632-80. Промежуточная колонна, комбинированная из труб диаметром 260 и 273,1 ми.

Перед спуском и цементированием потайной колонны ствол скважины, пробуренный .долотои ф 215,5 мм, расширяется до ф 244,5 мм.

В предлагаемом решении промежуточная колонна, комбинированная из 244,5 и 273,1 мм труб.

Перед спуском и цементированием потайной колонны ствол скважины, пробуренный долотои 190,5 ми, . расширяется до ф 244,5 им. Если потайную .колонйу проектировать из труб диаметром 219,1 мм с полно размерными муфтами диаиетром 244,5 мм, то ствол пробуренный долотои диаметром

190,5 мм расширяется до дйаметра 260-269 им.

3.

Примечание. 1.

Продолжение табл. 2

0-2600

2600-3100

3000-3500 282,2 362,5

0-3800

Диг/

Составитель. P. Еганянц

Редактор Т.Юрчикова Техрел М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Закаэ 2011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3(-35, Раувская наб., д. 4/5

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