Способ прогнозирования смятия обсадных колонн скважин в зоне пластической деформации пород

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-ти и предназначено для прогноза причин нарушения целостности эксплуатационных колонн. Цель изобретения - повышение точности прогнозирования нарушения целостности колонн. В скважины устанавливают обсадные колонны; Устанавлива ют около устьев скважин постоянные реперы. Против последних на колоннах делают метки и замеряют отметки альтитуд земли устьев скважин относительно реперов и пунктов триангуляции . Проводят эксплуатацию скважин и определяют соотношение Pj, /Р по изменению положения амплитуд земли устьев скважин в процессе ее экс плуатации и по положению меток на колонне относительно реперов в сравнении с первоначальными. По величине соотношения прогнозируют деформацию пород и смятие обсадных колонн, где Pj - экспериментальное критическое давление текучести пород , МПа; РГ геостатическое давление в интервале залегания пластических пород. МПа, 3 ил. с ( С

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ 39945 (51) 4 Е 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4077955/22-03

l(22) 11.06.86 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (72) М.Я.Малыхин и А.С.Тердовидов (53) 622.245.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1224400, кл. E 21 В 47/00, 1983.

I (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СМЯТИЯ

ОБСАДНЫХ КОЛОНН CKBAIKHH В ЗОНЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОРОД (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-ти и предназначено для прогноза причин нарушения целостности эксплуатационных колонн.

Цель изобретения — повышение точности прогнозирования нарушения целостности колонн. В скважины устанавливают обсадные колонны; Устанавлива ют около устьев скважин постоянные реперы. Против последних на колоннах делают метки и замеряют отметки альтитуд земли устьев скважин относительно реперов и пунктов триан.гуляции, Проводят эксплуатацию скважин и определяют соотношение Р /P по изменению положения амплитуд земли устьев скважин в процессе ее эксплуатации и по положению меток на колонне относительно реперов в сравнении с первоначальными. По величине соотношения P» /P прогнозируют деформацию пород и смятие обсадных колонн, где Р, — экспериментальное критическое давление текучести пород, МПа; P „ - геостатическое давление в интервале залегания пластических пород. MIIa, 3 ил. t399458

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьппленности и предназначено для прогноза причин нарушения целостности эксплуатационных колонн, Целью изобретения является повышение точностн прогнозирования нарушения целостности колонн.

На фиг. 1 схематически изображено нормальное состояние пород, когда отсутствует течение солей и, следовательно, проседание приустьевой поверхности, а также нормальное техническое состояние колонн скважин; 15 на фиг. 2 — комплекс нарушения колонны — смятие и ее искривление в условиях проседания приустьевой поверх ности земли и проявления пластической деформации солей; на фиг. 3 — 20 всестороннее смятие колонны в условиях проседания приустьевой поверхности земли за счет проявления пластической деформации солей и отсутствия сцепления цемента с колонной 25 выше залегания солей.

На фигурах приведены площадка репера 1 около устья скважиньц метка

2 на колонне 3, горная порода-соль

4 и цементное кольцо 5 за колонной. 30

Способ осуществляют следующим образом.

Перед началом эксплуатации место-рождения около устьев эксплуатационных скважин проводят планировочные работы. Затем около них устанавливают и закрепляют постоянные реперы 1 в виде небольших неразрушаемых под воздействием внешних факторов площадок. На уровне верхних кромок этих 10 площадок наносят на обсадные колонны

3 метки 2, после чего замеряют первоначальные отметки альтитуд земли устьев скважин относительно этих площадок-реперов и местной триангуля-45 ционной сети. Результаты замеров заносят в специальный журнал. Затем эти замеры повторяют в процессе эксплуатации скважин с периодичностью не реже одного раза в месяп или квар--50 тал. Результаты замеров заносят в тот же журнал и сравнивают их с первоначальными замерами. При каждом последующем замере одновременно следят за положением метки 2 на колонне 3 по отношению репера 1.

По полученным сравнительным результатам судят о характере проявления пластической деформации соленосных пород 4 и нарушении целостности обсадных колонн 3 и надежности сцепле/ ния цемента 5 с колонной и породами.

Пример 1. Замеряют первоначально и через каждый месяц повторно отметки альтитуд земли устьев скважин и положение меток 2 на колонне относительно репера 1. Сравнивают замеренные результаты с первоначальными и устанавливают следующее (фиг. 1): отметки альтитуд земли устьев скважин оказываются равными; метки 2 относительно реперов t не изменились.

Вывод: проседание приустьевой поверхности и течение солей 4 отсутствует, т.е. выполняется условие критического состояния соли по отношеР P г " ape P экспери ментальное критическое давление текучести пород, МПа; Р— геостатическое давление в интервале залегания пластических пород, МПа.

Пример 2. Проводят последующий замер отметок альтитуд земли устьев скважин и определяют положение меток 2 относительно реперов 1 скважин. В результате сравнения замеров с первоначальными устанавливают следующее (фиг. 2): отметки альтитуд земли устьев скважин отличаются от первоначальных на величину dh в сторону уменьшения; метки 2 по отношению реперов 1 не изменились.

Вывод: началось проседание приустьевой поверхности на величину ah за счет начала течения каменной-соли

4 и уменьшения ее первоначальной толщины, т.е. здесь проявляется условие

Р /Р „ <1; сцепление цемента 5 с колонной и породами надежное, вследствие чего перемещение вышележащей толщи пород над каменной солью увлекло за собой колонну 3 вниз, повысило на нее механическую нагрузку и начало ее искривлять в интервале залегания солей 4„ произошло всестороннее смятие колонны 3 в интервале каменной соли 4.

Пример 3. Осуществляют повторный последующий замер отметок альтитуд земли устьев скважин и определяют положение меток 2 относительно реперов 1. В результате сравнения повторных замеров с первоначальными устанавливают следующее (фиг. 3); отметки альтитуд земли устья скважин отличаются от первоначальных на величину dh в сторону уменьшения; репер

13

1 опустился ниже метки 2 на колонне

3 на величину 1.

Вывод: произошло проседание приустьевой поверхности на величину 8 h за счет уменьшения толщины слоя каменной соли 4 вследствие ее пластического течения, что соответствует прогнозному критерию отношения P.> /

P < 1; колонна 3 в интервале залегания каменной соли 4 начала всесторонне сминаться; метка,2 на колонне

3 осталась на прежнем уровне, а ре пер 1 опустился по отношению метки

2 на величину 41, что означает отсутствие искривления колонны вследствие отсутствия сцепления цемента

5 с колонной и свободного перемещения вышелажещей толщи пород относительно колонны без создания на нее дополнительной нагрузки.

Приведенные примеры характеризуют возможные случаи отмеченных ситуаций состояний колонны и последовател ность приемов и оценки прогнозных критериев этих состояний.

Формула изоб рете ния

Способ прогнозирования смятия обсадных колонн скважин в зоне плас99458 тической деформации пород, включающий установку обсадных колонн в скважины, эксплуатацию скважин и оп5 Рэ.г редение соотношения †- — 1, где

1- Р

P — экспериментальное критическое давление текучести пород, ИПа; Є— геостатическое давление в интервале залегания пластических пород, МПа, по величине которого прогнозируют пластическую деформацию пород и смятке обсадных колонн, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

15 точности прогнозирования нарушения целостности колонн, перед началом эксплуатации скважин устанавливают около устьев скважин постоянные реперы, делают против них на колоннах метки и замеряют отметки альтитуд земли устьев скважин относительно реперов и пунктов местной триангуляР э.т ь- ции, а соотношение — — - определяют

Рг по изменению положения альтитуд земли устьев скважин в процессе ее эксплуатации и по положению меток на колонне относительно реперов в сравнении с первоначальными.

1399458

Составитель И.Фомичева

Редактор Э. Слиган Техред N. Ходанич

Корректор Г. Решетник

Заказ 2б51/34 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4