Способ разделения последовательных потоков жидкостей в нефтяных и газовых скважинах

 

Изобретение о№осится к цементированию обсадных колонн в горной пром-ти и позволяет повысить эффективность разделения потоков за счет сохранения сплошности пачки вязкоупругого разделителя (БУР). Способ включает прокачку по трубам и кольцевому пространству ВУР, для приготовления которого используется мерная емкость цементировочного агрегата .(3 м ). Прокачку осуществляют с максимально допустимой;, с точки зрения сохранения сплошности БУР, скоростью, определяемо из соотношения V (DC-D) р- , где 1 - высота i столба ВУР в кольцевом пространстве скважины, м; 6 - величина первой разности нормальных напряжений ВУР, Па; D{. - диаметр сква жины, м; D - наружный диаметр колонны труб, м; рплотность ВУР, кг/м ; Vy - критерий, определяющий соотношение упругих и инерционных сил ВУР, 1 авный 450-490. с (О СО со со со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1331999 А1

1д1 4: E 21 В 33/13

ЗСЕСОРЗН;!, g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4010685/22-03 (22) 09.12.83 (46) 23.08.87. Бюл. У 31 (71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности

"Гипровостокнефть" (72) В.Ф.Галиакбаров, В.Е.Гнибидин, М.P.Ìàâëþòîâ и В.К.Давыдов (53) 622.245.43(088.8) (56) Патент COLA У 32912)1, кл. 166-22, 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 402635; кл. Е 21 В 33/14, 1974. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПОТОКОВ ЖИДКОСТЕЙ В НЕФТЯНЫХ И

ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к цементированию обсадных колонн в горной пром-ти и позволяет повысить эффективность разделения потоков за счет сохранения сплошности пачки вязкоупругого разделителя (ВУР). Способ включает прокачку по трубам и кольцевому пространству ВУР, для приготовления которого используется мерная емкость цементировочного агрегата ЦА=320,(3 м ). Прокачку осущестЬ вляют с максимально допустимой-,, с точки зрения сохранения сплошности

ВУР, скоростью, определяемой из соотношения ч (pl< (Dc D)9 Чи1 1, где

1 — высота; столба ВУР в кольцевом пространстве скважины, м; b — - величина первой разности нормальных напряжений ВУР, Па; D — диаметр скважины, м; D — наружный диаметр колонны труб, м; p — плотность ВУР, кг/м;

V — критерий, определяющий соотношение упругих и инерционных сил ВУР, yàâíûé 450-490.

V--1,49-1,43 м/с.

1 133199

Изобретение относится к области горной промышленности, точнее к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам цементирования

5 обсадных колонн в сложных геологических условиях, предопределяющих возможность возникновения межпластовых перетоков по каналам, образующимся за счет неполного вытеснения бурового раствора, а также к способам замены жидкостей в скважине при вскрытии продуктивного пласта, перфорации, глушении, вызове притока и пр.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения потоков за счет сохранения сплошности пачки вязкоупругого разделителя (ВУР}, Прокачивание ВУР по скважине осуществляют со скоростью, определяемой иэ соотношения где 1 — высота столба ВУР в кольце25 вом пространстве скважины, м; б — величина первой разности нормальных напряжений ВУР, Па;

Рс — диаметр скважины, м;

0 — наружный диаметр колонны труб, м; р плотность ВУР, кг/м

5.

Ч„ - критерий, определяющий соотношение упругих и инерционных сил ВУР, равный 450-490, 5

В отличие от известных способов разделения потоков жидкостей в скважинах- с помощью вязкоупругих составов, в частности .при-цементировании обсадных колонн, предлагаемый способ обладает большей эффективностью действия

ВУР, поскольку при использовании ВУР по известным способам в определенных условиях наступает потеря его сплошности и, как следствие, полностью 45 утрачивается разделяющая способность.

Способ осуществляется следующим образом.

В скважине, подготовленной к цементированию, определяют разность ди- 50 аметров ствола и обсадной колонны (Э -Р). В соответствии с одной из известных методик приготовляют образец ВУР, используя при этом материалы (воду,(химреагенты и т.д.), ко- 55 торые будут применяться при цементировании данной скважины. Определяют плотность (p) разделителя. Одним из методов, например, измеряя величину

9 2 барус-эффекта при истечении иэ капилляра, определяют значение первой разности нормальных напряжений ВУР (о). Затем задают высоту столба ВУР в кольцевом пространстве (1). Значение 1 определяется объемом емкости, используемой для приготовления ВУР.;

Максимально допустимую, с точки зрения сохранения сплошности ВУР, скорость движения жидкостей в кольцевом пространстве определяют из соотношения

Сохранение сплошности ВУР и безо- пасность проведения работ будут обеспечены, если выполняется неравенство

V- V, где V — максимальная скорость движения жидкостей при которой не допускается гицрораэрыв пласта; В противном случае либо изменяют значение 1, либо приготовляют другой состав ВУР, обладающий нужными значениями д и о, Пример. Производят цементирование эксплуатационной колонны в скважине., Обсадная колонна диаметром

0,146 и длиной 2200 мм спущена в сква. жину, пробуренную долотом 0,2159 м.

Проектная высота подъема цемента

500 м. С целью повышения эффективности разделения последовательных потоков бурового и цементного растворов применен ВУР, приготовленный на основе примеси бентонитовой суспензии 15Х-ной концентрациии 1,0%-ного водного раствора полиакриламида, взятых в соотношении 3:1. Для приготовления ВУР используют мерную емкость цементировочного агрегата (3 м ). В данных условиях в качестве исходных данных приняты следующие параметры: D -D=0,0699 м, =1120 кг/м, b =-520 Па, Ч =2,50 м/с, 1=150 м. Тогда максимальйо допусти" мая из условия сохранения сплошности ВУР скорость движения жидкостей в эатрубном пространстве составляет

Окончательно принимаем среднее

I значение скорое.ти V--1,46 м/с. Очевидно, что в данном случае неравенство

V выполняется. Таким образом, сохранение сплошности ВУР и безопасность проведения работ могут быть достигнуты, если скорость движения жидкостей не превышает 1,46 м/с. С

999

4 об отсутствии упругих и инерционных пластовых перетоков.

1331

Формула изобретения

Способ разделения последовательных потоков жидкостей в нефтяных и газовых скважинах путем прокачки вязкоупругого разделителя по трубам и кольцевому пространству, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения потоков за счет сохранения сплошности пачки вязкоупругого разделителя, прокачку осуществляют со скоростью, определяемой из соотношения

ià 1t ч

)(D П) Ч„

Составитель Е.Молчанова

Редактор Н.Тупица Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3779/29

Производственно-полиграфическое предприятие,. г. Ужгород, ул, Проектная, 4 целью выполнения данного условия цементирование скважины осуществляют следующим образом.

С помощью цементировочного агрегата в колонну закачивают 3 м ВУР.

При этом высота столба ВУР после выхода, его в затрубное пространство составляет 151 м.

Затворяют и закачивают в колонну

11 м цементного раствора с проиэво3 дительностью насосов, равной 10 л/с.

Во время этой операции ВУР двигается в колонне со скоростью 0,75 м/с.

Производят пуск продавочной пробки и закачивают в колонну 25 м проь давочной жидкости с производительностью 10-15 л/с. При этом в колонне труб ВУР двигается со скоростью

0,75-1,13 м/с, а в затрубном пространстве — со скоростью 0,60-0,90 м/с.

Закачивают 1,4 м продавочной жидкости с производительностью 2-5 л/с для получения давления "стоп".Таким образом, в течение всего 2В процесса цементирования скорость движения жидкостей не выходит за определенный выше предел, что обеспечивает сохранение сплошности Вур, Результаты акустической цементометрии свидетельствуют, что коэффициент плотности контакта цементного камня с ограничивающими поверхностями составляет 897.. При освоении скважины получен приток беводной нефгде 1 — высота столба вяэкоупругого разделителя в кольцевом пространстве скважины, м;

Ь вЂ” величина первой разности нормальных напряжений вязкоупругого разделителя, Па;

D - диаметр скважины, м;

D — наружный диаметр колонны труб, м;

p — плотность вяэкоупругого разделителя, кг/м ;

Ч„ — критерий, определяющий соотношение упругих и инерционных сил вязкоупругого разделите- ля, равный 450-490 °