Способ ликвидации заколонных перетоков в скважинах малого диаметра

Способ ликвидации заколонных перетоков в скважинах малого диаметра

Реферат

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам ликвидации заколонных перетоков при ремонте скважин малого диаметра.

Известен способ ликвидации водопритока по зацементированному заколонному пространству при эксплуатации нефтяных и газовых скважин [патент РФ №2196878, Е21В 33/138. Опубл. 20.01.2003. Бюл. №2]. В данном способе, согласно изобретению, обеспечивается повышение эффективности изоляции каналов перетоков путем вырезания обсадной колонны в интервале ниже и выше кровли водоносного пласта, создания каверны в указанном интервале и заполнения каверны тампонажным раствором при давлении, равном давлению гидростатического столба тампонажного раствора, который после затвердевания создает непроницаемый изоляционный мост. Недостатком известного способа является то, что каверна создается путем проработки ствола скважины после вырезания эксплуатационной колонны, что требует проведения множества сложных технологических операций, связанных с большими затратами времени и материальных средств.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изоляции пластовых вод в скважине, включающий создание каверны в стенке скважины в интервале между нефтеносным и водоносным пластами и тампонирование заколонного пространства [а.с. 1546612, Е21В 33/13. Опубл. 28.02.1990. Бюл. №8]. В данном способе, согласно изобретению, обеспечивается повышение эффективности изоляции пластовых вод путем создания в стенке скважины каверны и горизонтальных трещин, заполнения каверны и трещин цементным раствором, при этом формирование каверны производится в процессе цементирования путем изменения направления движения жидкости в требуемом интервале заколонного пространства скважины. Недостатком известного способа является то, что при существующих в скважине гидравлических сопротивлениях очень сложно создать в процессе цементирования условия для движения цементного раствора в кольцевом пространстве между стенкой скважины и эксплуатационной колонной со скоростью, обеспечивающей создание каверны достаточного размера в твердых горных породах, при этом снижается эффективность изоляционных работ.

Технической задачей изобретения является увеличение продолжительности эффекта от проведения работ по ликвидации заколонных перетоков за счет увеличения механической прочности цементного кольца.

Задача решается способом ликвидации заколонных перетоков в скважинах малого диаметра, включающим создание каверны в стенке скважины и тампонирование заколонного пространства цементным раствором.

Новым является то, что создание каверны осуществляют путем растворения горных пород кислотной композицией с закачкой ее по насосно-компрессорным трубам в пространство между эксплуатационной колонной и стенкой скважины в интервал заколонных перетоков, закачки для продавливания минерализованной воды с плотностью, равной плотности кислотной композиции, остановки скважины на реагирование с последующей продавкой в пласт продуктов реагирования кислотной композиции и горных пород нейтральной буферной жидкостью и указанным тампонированием.

Так же новым является то, что объем кислотной композиции составляет не менее объема пространства между стенкой скважины и эксплуатационной колонной с длиной, равной длине интервала заколонных перетоков.

Одной из основных причин возникновения гидравлической связи между водоносными горизонтами и продуктивными пластами в скважине является разрушение цементного кольца под действием знакопеременных нагрузок, воздействующих на эксплуатационную колонну. Снизить вероятность разрушения цементного кольца можно за счет увеличения его механической прочности. Наиболее сложной является задача повышения механической прочности цементного кольца в скважинах уменьшенного диаметра, обсаженных трубами с условным диаметром 114 мм и менее, ввиду малых кольцевых зазоров между обсадными трубами и стенкой скважины. Так, для случая скважины, пробуренной долотом 146 мм под эксплуатационную колонну диаметром 114 мм с толщиной стенки 8 мм, зазор между стенкой скважины и эксплуатационной колонной составляет около 8 мм, а в интервале расположения муфт еще меньше. В подобных случаях единственным действенным способом повышения прочности цементного кольца будет увеличение его толщины, которое может быть достигнуто за счет создания каверны в стенке скважины. Создание каверны в стенке скважины в интервале каналов перетоков приводит к увеличению площади сечения кольцевого зазора и обеспечивает получение в процессе тампонирования цементного кольца с увеличенной площадью сечения и, следовательно, более высокой механической прочностью. Это способствует более высокой устойчивости цементного кольца к перепадам давления, существующим в скважине, и снижает вероятность повторного возникновения заколонных перетоков.

Сутью предлагаемого изобретения является увеличение площади сечения кольцевого зазора между стенкой скважины и эксплуатационной колонной созданием каверны за счет растворения горных пород композицией на основе кислот и тампонирование заколонного пространства. При проведении ремонтных работ на скважине геофизическими методами определяют интервал заколонных перетоков. Используя полученные данные о длине интервала заколонных перетоков, определяют объем кольцевого пространства между стенкой скважины и эксплуатационной колонной с длиной, равной длине интервала заколонного перетока. В скважину на 3-4 м выше интервала перфорации спускают насосно-компрессорные трубы. По насосно-компрессорным трубам в интервал заколонных перетоков закачивают кислотную композицию и минерализованную воду для продавливания кислотной композиции, затем скважину оставляют на реагирование. Объем кислотной композиции принимают не менее объема кольцевого пространства между стенкой скважины и эксплуатационной колонной с длиной, равной длине интервала заколонного перетока. В качестве кислотной композиции для растворения карбонатных пород используют композиции на основе соляной кислоты, а в терригенных породах используют композиции на основе соляной и плавиковой кислот. Точный состав композиции и время реагирования определяют на основе результатов лабораторных исследований по растворению кернового материала. С целью исключения движения жидкостей в скважине за счет разницы их плотностей во время реагирования кислотной композиции для продавливания последней используют минерализованную воду с плотностью, равной плотности кислотной композиции. Для получения минерализованной воды требуемой плотности может быть использована, например, пластовая минерализованная вода, разбавленная до необходимой плотности пресной водой. Взаимодействие кислотной композиции с горными породами приводит к созданию в стенке скважины каверны в интервале каналов перетоков, что позволяет при последующем тампонировании заколонного пространства получить цементное кольцо большей толщины, соответственно обладающее большей механической прочностью, что позволит снизить вероятность возникновения заколонных перетоков в дальнейшем. После окончания времени реагирования кислотной композиции, с целью исключения снижения качества цементного камня в результате смешения цементного эаствора с продуктами реакции, производится продавка последних в пласт закачкой нейтральной буферной жидкости, например воды. Вслед за нейтральной буферной жидкостью закачивают цементный раствор с целью тампонирования канала перетока, и скважина оставляется на время отверждения цементного раствора.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - увеличение продолжительности эффекта от проведения работ по ликвидации заколонных перетоков в скважинах малого диаметра за счет увеличения механической прочности цементного кольца.

Пример практического применения

В скважине, пробуренной до глубины 1400 м под эксплуатационную колонну диаметром 114 мм, бурение вели винтовым забойным двигателем Д1-127 долотом 146 мм. Интервал перфорации 1310-1314, в интервале 1310-1350 м разрез скважины сложен карбонатными породами. По данным геофизических исследований имеются заколонные перетоки в интервале 1314-1324 м. В интервал заколонных перетоков через интервал перфорации закачали 0,5 м³ соляной кислоты концентрацией 24% с продавкой минерализованной водой плотностью 1120 кг/м³. Оставили скважину на реагирование в течение 5 часов. Затем произвели тампонирование интервала заколонных перетоков закачиванием цементного раствора, при этом перед цементным раствором закачали 1,0 м³ пресной воды в качестве буфера. Скважину оставили на ожидание отверждения цементного раствора. В результате за счет создания в стенке скважины каверны в интервале каналов перетоков и увеличения толщины цементного кольца надежно разобщены пласты и снижена вероятность возникновения заколонных перетоков в дальнейшем. Время работы скважины до повторного возникновения заколонных перетоков (межремонтный период) увеличивается в 1,5 и более раз.

1. Способ ликвидации заколонных перетоков в скважинах малого диаметра, включающий создание каверны в стенке скважины и тампонирование заколонного пространства цементным раствором, отличающийся тем, что создание каверны осуществляют путем растворения горных пород кислотной композицией с закачкой ее по насосно-компрессорным трубам в пространство между эксплуатационной колонной и стенкой скважины в интервал заколонных перетоков, закачкой для продавки минерализованной воды с плотностью, равной плотности кислотной композиции, остановкой скважины на реагирование с последующей продавкой в пласт продуктов реагирования кислотной композиции и горных пород нейтральной буферной жидкостью и указанным тампонированием.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем кислотной композиции составляет не менее объема пространства между стенкой скважины и эксплуатационной колонной с длиной, равной длине интервала заколонных перетоков.