Способ спуска обсадной колонны в горизонтальном стволе большой протяженности

Способ спуска обсадной колонны в горизонтальном стволе большой протяженности

Реферат

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технологии строительства глубоких скважин, в частности к спуску обсадных колонн (ОК) в сложных горно-геологических условиях.

Основной проблемой, возникающей при бурении горизонтальных стволов и последующем креплении их спуском обсадной колонны в горизонтальные стволы большой протяженности в условиях коллектора с аномально низким пластовым давлением, являются дифференциальные прихваты, возникающие либо в процессе спуска обсадной колонны, либо во время процедуры ее наращивания. Коэффициент аномальности в скважинах с аномально низким пластовым давлением может достигать 0,77. При этом бурение интервала производится на буровом растворе плотностью 960 кг/м³.

Известен способ для бурения и заканчивания при программируемом давлении и программируемом градиенте давления (Патент РФ 2455453, кл. Е21В 21/08, 2008). Данный способ описывает возможность совмещения технологии бурения на репрессии и депрессии путем применения уплотнения, разобщающего две разные по величине зоны давления в скважине. В зоне выше уплотнения - репрессия (забойное давление больше пластового давления), ниже уплотнения - депрессия (забойное давление меньше пластового давления).

Данный способ имеет недостаток, связанный с невозможностью проведения спуска хвостовика в условиях его нахождения в двух разных зонах в скважине - в депрессии и репрессии. Процесс проведения спускоподъемных операций в данном способе предусматривает закрепление ствола скважины путем упрочнения призабойной зоны пласта с помощью образования фильтрационной корки на стенках скважины. Процесс закрепления ствола в данном случае не позволяет выровнять давление в пласте и в скважине, в связи с этим проблема дифференциальных прихватов остается нерешенной. Таким образом, применение данного способа в сложном кавернозно-трещинном карбонатном нефтегазонасыщенном пласте горизонтального ствола большой протяженности технически невозможно.

Наиболее близким является способ вскрытия продуктивного пласта на «депрессии» (Патент РФ 2540701, кл. Е21В 21/14, 2013 (прототип)), по сути, являющийся адаптированным способом (Патент РФ 2199646, кл. Е21В 21/14, 2002). В данном способе подробно описываются технические аспекты применения технологии бурения на «депрессии», такие как изменение пластового давления в процессе проводки ствола в условиях длительно разрабатываемых залежей нефти и газа, компенсирование давления на забое работой дросселя на устье скважины при различных технологических операциях. Этот способ имеет существенный недостаток, связанный с невозможностью спуска обсадной колонны в условиях депрессии на пласт. Технически не представляется возможным спуск обсадной колонны при загерметизированном устье. Элементы вращающего превентора не предназначены для пропускания обсадной колонны в условиях герметизации скважины. Также данный способ является крайне дорогостоящим, существенно снижающим экономические показатели бурового предприятия.

Данные способы имеют еще один существенный недостаток, а именно в условиях пласта с аномально низким пластовым давлением не позволяют произвести безаварийный спуск обсадной колонны. Это связано с большой разницей (более 4 МПа) между текущим гидростатическим и пластовым давлением в скважине. Именно эта разница давлений создает условия, благоприятствующие возникновению дифференциального прихвата при спуске обсадной колонны. Таким образом, проблема эта является системной, то есть регулярно возникает на каждой новой скважине в интервале горизонтального ствола. Существует вероятность не доведения скважины до планового забоя, вплоть до полной ликвидации скважины.

Задачей заявленного способа является разработка эффективного алгоритма спуска обсадной колонны в горизонтальные стволы большой протяженности в сложных геологических условиях, связанных с аномально низкими пластовыми давлениями.

Техническим результатом является технологическая надежность разработки залежи нефти и газа.

Задача решается предлагаемым способом тем, что заявлен способ спуска обсадной колонны в горизонтальном стволе большой протяженности, включающий бурение интервала горизонтального ствола скважины на «депрессии», спуск обсадной колонны, отличающийся тем, что при спуске обсадной колонны в интервал горизонтального ствола после достижения глубины башмака эксплуатационной колонны спуск останавливают, проводят промежуточную промывку буровым раствором с одновременной регулируемой подачей азота до стабилизации значений гидростатического давления на уровне значений пластового давления, формируя при этом равновесие в системе «скважина - пласт», далее в условиях сформированного равновесия в интервале горизонтального ствола продолжается спуск обсадной колонны до планового забоя.

В случае возникновения дифференциального прихвата также проводят промежуточные промывки при спуске обсадной колонны буровым раствором с одновременной регулируемой подачей азота до стабилизации значений гидростатического давления на уровне значений пластового давления с целью вызвать циркуляцию в скважинах с полным поглощением промывочной жидкости.

Сущность изобретения: поддержание значения забойного давления в скважине при спуске обсадной колонны, равного пластовому давлению. В случае если начинается проявление, скважина глушит «сама себя» за счет поступления нефти в ствол скважины. Плотность нефти больше градиента пластового давления.

ПРИМЕР

(На основе геологических и технических данных по одному из месторождений республики Якутия.)

Рассмотрим горно-геологические условия и допустимые технологические диапазоны для выбранных условий (ботуобинский песчаник с аномально низким пластовым давлением (АНПД)).

Глубина скважины 3900 м.

Глубина спуска эксплуатационной колонны ОК 178-3150 м.

Коэффициент аномальности в скважинах с АНПД может достигать 0,77. При этом бурение интервала производится на буровом растворе 0,96 г/см³ (960 кг/м³).

Производят спуск хвостовика ОК-114 до башмака эксплуатационной колонны ОК 178. Далее в башмаке ОК 178 производится промежуточная промывка на глубине 3150 м. Одновременно по циркуляции выполняется регулируемая подача азота до снижения гидростатического давления ниже пластового давления. После того как вся скважина заполнена аэрированной жидкостью плотностью 0,77 кг/см³, производится спуск хвостовика ОК 114 до забоя.

Способ спуска обсадной колонны в горизонтальном стволе большой протяженности, включающий бурение интервала горизонтального ствола скважины на «депрессии», спуск обсадной колонны, отличающийся тем, что при спуске обсадной колонны в интервал горизонтального ствола после достижения глубины башмака эксплуатационной колонны спуск останавливают, проводят промежуточную промывку буровым раствором с одновременной регулируемой подачей азота до стабилизации значений гидростатического давления на уровне значений пластового давления, формируя при этом равновесие в системе «скважина - пласт», далее в условиях сформированного равновесия в интервале горизонтального ствола продолжается спуск обсадной колонны до планового забоя.