Способ изоляции поглощающих пластов в скважинах — SU 1795081 (original) (raw)
".1 Я) СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) .ъИ 179508 21 В 33/13 Е ИЗОБРЕ ПИСА ЕНИ мщЕщуВТЕЧЕТ ф-ищаИБЛИОт АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ сти и водонефтегазопроявлениями, возможность контроля процесса изоляции на различных этапах, обезвоживания вяжущего состава и повышения его реологических свойств. Сущность изобретения: способ включает спуск эаливочных труб в скважину. Через них вначале закачивают тампонирующую пробку. В качестве нее применяют тампонажную пасту с начальной пластической прочностью 0,4 - 2,48 кПа и конечной пластической прочностью 0,88 - 8,54 кПа, После закачивания тампонажной пасты восстанавливают циркуляцию промывочной жидкости. Затем закачивают вяжущий состав. Его продавливают совместно с тампонирующей пробкой в поглощающий пласт. Со. вместное продавливание начинают при перепаде давления 2-7 МПа. Заканчивают это продавливайие при перепаде давления 7 - 10 МПа, 1 табл,изоля фильт через устро ы пог ляютс ющих ть тех эрли бурил ции поглощаюровывания жидспециальное йство, устанавлощения. Недоя ограниченная пород область нологии отфильфтной откачки с ьных труб компщих плакостиотфильливаемстаткампо толщпримен,тровывустановрессорн вляемому являощающих плаледовательного остранство и зав тамцонажной ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Красноярский филиал Сибирского научно-исследовательского института геологии,геофизики и минерального сырья(54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПОГЛОЩАЮЩИХ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНАХ(57) Использование: при изоляции катастрофических поглощений промывочной жидкости в скважинах. Обеспечивает изоляциюпластов трещинного типа с катастрофиче-,скими поглощениями промывочной жидкоИзобретение относится к строительству скважин различного назначения. Способ может найти применение при бурении скважин на нефть, газ, воду, в частности при избляции катастрофических поглощений прОмывочных жидкостей.Известен способ изоляции поглощений нагнетанием приготовленных на поверхности композиций тампонажных смесей. Однако смешивание компонентов тампонажных смесей с реагентами-ускорителями сроков схаатывания и твердения вяжущего перед закачиванием и транспортированием к иэолируемой зоне не обеспечивают роста вяэкопластичных характеристик смеси достаточного для предварительной закупорки высокопроницаемых каналов. естен способ став путем от затворения тров ывающее ое против зон и способа яв ине поглоща ения, сложнос ания по схеме кой в колонне ых. Наиболее близким к эая ется способ изоляции пог стов в скважинах путем пос закачивания в затрубное пр ливочные трубы компонентосмеси с последующим совместным продавливанием их в пласт,Недостатком способа является сложность технологии проведения изоляционных работ, обусловленная необходимостью при ведения системы "скважина-пласт" в равновесное состояние закачиванием жидкости пониженной плотности в затрубном пространстве и параллельным продавливанием компонентов тампонажного раствора в зону "0 поглощения с одновременным нагнетанием продавочной жидкости через трубы и затрубное пространство. Из-за трудности контроля и регулирования расхода жидкости в условиях возможных утечек в проницаемые 15 породы при движении в затрубном пространСравнительные показатели закупоривающих структурно-механических свойств 55 глинополимерных паст-пробок, определенные по результатам лабораторных исследований и расчетов приведены в таблице.Способ осугцествляется следующим образом,стве и на забое в поглощающие породы будет происходить нарушение компонентного состава и расчетных свойств и параметров тампонажных смесей и снижение эффективности изоляционных работ.Целью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ при борьбе с катастрофическими поглощениями в тре 1 цинных породах.Целью достигается тем, что в качестве тампонирующей пробки применяют тампонажную пасту с начальной пластической прочностью 0.4-2,48 кПа. конечной 0,88- 8,54 кПа, после закачивания которой восстанавливают циркуляцию промывочной жидкости, а совместное продавливание вяжущего состава и тампонажной пасты в поглощающий пласт начинают при перепаде давления 2 - 7 МПа и заканчивают при перепаде давления 7 - 10 МПа.Эффективность изоляционных работ при этом повысится за счет исключения перетоков жидкости по стволу скважины, разбавления и ухудшения реологических характеристик тампонажных растворов и увеличения забойного давления нагнетания их в поглощающие породы.В сравнении с прототипом, отличительными признаками предлагаемого способа являются: временная закупорка поглощения до нагнетания вяжущего раствора и создание нормальных гидравлических условий для транспортирования цементного раствора и совместного с пастой нагнетания его в поглощающие породы при повышенном до 7 МПа забойном давлении,20 25 30 35 40 45 500,1905 10 70 По данным гидродинамических исследований и получения индикаторной характеристики поглощения рассчитываетсястатическое напряжение сдвига тампонажного раствора, при котором гидравлическиесопротивления при поступлении смеси в каналы поглощения будут достаточны для ихзакупорки и восстановления циркуляции вскважине,Затем пакер или колонна бурильных трубс открытым концом спускаются в скважину иустанавливаются над кровлей поглощения.По расчетной величине статического напряжения сдвига приготавливают на основеглинопорошка пасту-пробку заданного объема, закачивают в бурильные трубы, продавливают и устанавливают против интервалапоглощающих пород. Закачивание промывочной жидкости в бурильные трубы продолжают до полного восстановленияциркуляции раствора в скважине.С учетом давления продавливания частиобъема пасты в поглощающий интервалуточняется необходимый объем цементногораствора, который затем приготавливается,транспортируется по колонне бурильныхтруб к кровле поглощения и устанавливается над пастой-пробкой, После этого затрубное пространство герметизируется иоставшийся в скважине объем пасты-пробки совместно с цементным раствором изствола вытесняются в интервал поглощающих пород при подаче жидкости, обеспечивающей давление нагнетания 2 - 7 МПа вначале изоляционной операции и 7 - 10 МПав конце ее,Данные по скважине:Глубина, м 1010Диаметр ствола (номинальный), мДиаметр бурильныхтруб, м: наружный 0,127внутренний 0,109Промывочная жидкость - глинистыйраствор:Плотностью, кг/м 1200Предельное напряжениесдвига, ПаГлубина статического уровня раствора,м 300Толщина поглощающихпород, м 5Глубина кровли поглощения, м 1000Коэффициент приемистостипоглощения, 10 м /с МПа 0,8Интенсивность поглощения, м /чПроизводительностьнасоса,м /с 0,03= 9,81200 300 + ленные в таблице 35. Заданный объем тампонажной пасты с исходными расчетными параметрами зака 40 45 0 -22 50 55 Пористость проницаемых пород (трещинная) 0,15 Используя данные о геолого-физических и гидродинамических характеристиках поглощения, полученных по результатам исследований, рассчитывается средняя эквивалентная раскрытость трещин 4 0 03 300 10 0062 =0,006 м, 3,14 ( 0,110 ) где 0 - расход насоса,м /с;зТ - время нагнетания жидкости, с;то - предельное напряжение сдвига жидкости, Па;Д Р - давление нагнетания жидкости при О, МПа.Оценивается величина избыточного забойного давления, которое должен выдерживать закупоренный тампонажной пробкой - пастой поглощающий пласт. 2 1000 10+ 0 1905 0 127 3 84 МПа где Ь - глубина снижения статического уровня жидкости от устья скваЖины, м;,р - плотность промывочной жидкости, кг/м;- глубина кровли поглощения, м, Ос - диаметр скважины, м;бтр - наружный диаметр бурильных труб, м;д = 9,8 м/с - ускорение силы тяжести.С учетом Д Рг рассчитывается величина статического напряжения сдвига тампонажной пасты-пробки, обеспечивающей при перекрытии интервала поглощения восстановление циркуляции промывочной жидкости.- 273 Па,3,84 100,0950,006 222где гс - радиус скважины, м;йн = 2 м - принятый радиус нагнетаниясмеси, м. 20 25 30 Рассчитывается требуемый объем тдл 1понажной пасты-пробки Нсм =лйн Ьтп =3,142 5 0,15 =9,4 м, где и - толщина поглощающих пород, м;тп = 0,15 - средняя трещинная пористость поглощающих пород, доли единиц.Проверяется условие прокачиваемости тампонажной смеси по колонне бурильных труб к кровле поглощения где- длина труб, занимаемая расчетным объемом тампонажной смеси, м.Тампонажная паста с т 7 имеет нормальную прокачиваемость по колонне труб с бвн - 0,109 м,Собирается, спускается и устанавливается на глубине 900 м (т,е, на 100 м выше кровли поглощения) открытый конец бурильных труб.На основе глинопорошка и полимера гипана, ПАА, ПОЭ и т.д,) приготавливается тампонажная паста с О= 270-300 Па и высокой интенсивностью структурообразования в период покоя (термодинамического равновесия).В качестве таких паст в проб могут быть использованы рецептуры, представчивается и продавливается по колонне бурильных труб в интервал поглощения. Закачивание промывочной жидкости насосом буровой установки продолжают до выхода циркуляции на устье скважины. После этого насос останавливают и приступают кприготовлению закрепляющего тампонажного раствора на основе вяжущего,Расчетный объем цементного раствора по колонне бурильных труб продавливается при круговой циркуляции промывочной жидкости и устанавливается над пастой- пробкой, что контролируется по объему бурильных труб и продавочной жидкости. Затем затрубное пространство герметизируется плашками превентора и две смеси последовательно нагнетаются в поглощающие породы с расходом жидкости, при котором величина забойного давления будет превышать пластовое на 2-7 МПа с начального момента операции, По мере нагнетания и в случае роста забойного давления допустимая величина его не должна превы1795081 Тип Состав тампонажной пасты, г Пластическая прочность, кПапасты Нара- ста- ние П рокачивание по бур.трубам,МПаплаЩе- лочной раствор крем- негеля Гив- пан Глина Вода стиче- ской через через 4 ч 24 чная Глино- полимерная;1 2 3 2 0,440,42,48 40 40 40 0,81 0,65 5,47 0,81 0,6 3,9 100 100 100 61,06 54,54 70,96 1,13 0,88 8,54 0,1 0,4 0,5 0,42 0,32 3,197 0,164 0,148 0,928 Примечание. Плотность глинистого раствора 1200 - 1220 кг/м. Кремнегель растворен в 20 фА растворе в соотношении 2: 1,шать 7-10 МПа (в зависимости от глубины изолируемого объекта и применяемой техники) и также регулируется подачей насоса,По окончании операции инструмент извлекается на поверхность, а скважина оставляется на ОЗЦ в течение 12 - 24 ч, После этого спускается компоновка инструмента для бурения, которой разбуривается цементный стакан против интервала поглощения и при отсутствии поглощения продолжается бурение скважины.Технико-экономические преимущества заявляемого способа обусловлены исключением или существенным снижением интенсивности перетоков в интенсивно поглощающих скважинах и дренажа поглощающего и водо- проявляющих (при снижениях статического уровня жидкости до 200 - 800 м от устья), производством изоляционных операций в гидравлически стабилизированных условиях с Формула изобретения Способ изоляции поглощающих пластов в скважинах, включающий спуск заливочных труб в скважину, первоначальное закачивание через них тампонирующей пробки, последующее закачивание вяжущего состава над тампонирующей пробкой и совместное продавливание вяжущего состава и тампонирующей пробки в поглощающий пласт под давлением, о т л и ч а ю щ и - й с я тем, что, с целью изоляции пластов трещинного типа с катастрофическими поглощениями промывочной жидкости и водонефтегазопроявлениями, возможностиРеологические характеристики тамп возможностью контроля и регулирования процесса по приборам на устье скважины, исключением факторов разбавления тампонажных смесей и воздействия на их реоло гические свойства изменением давлениянагнетания. Реализация отмеченных, технологических решений значительно повышает эффективность способа изоляции катастрофически поглощающих пластов 10 (60 - 80 м /ч и более), результативностькоторого составляет 0,7-0,9, что в 2,5 - 3,0 раза выше в сравнении с известными методами, Материальные затраты средств и времени при этом сокращаются в 2 - 3 ра за и более,Область эффективного примененияспособа при квалифицированном освоении его производством может составлять 80- 90% скважин с катастрофическим погло щением промывочной жидкости. контроля процесса изоляции на различных 25 этапах, обезвоживания вяжущего состава иповышения его реологических свойств, в качестве тампонирующей пообки применяют тампонажную пасту с начальной пластической прочностью 0,4 - 2,48 кПа и конечной 30 пластической прочностью 0,88-8,54 кПа, после закачивания которой восстанавливают циркуляцию промывочной жидкости, а совместное продавливание вяжущего состава и тампонирующей пробки в поглощающий 35 пласт начинают при перепаде давления 2 - 7МПа и закачивают при перепаде давления 7-10 МПа,онажных глинополимерных паст-пробок