Способ промывки буровой скважины

 

Изобретение относится к горной пром-сти и М.6.- использовано для очистки каверн от шлама при промывке скважин. Цель - повышение эффективности удаления шлама из каверн за счет использования эффекта разрыва сплошности кавитир тощего потока с вакуумообразованием. Спускают в скважину колонну труб с элементом большего диаметра на ее наружной поверхности . Элемент выполняют в виде конуса и устанавливают в устье каверны вершиной навстречу потоку. Последний создают из заколонного пространства в полость колонны. Расход жидкости под конусом превышает расход жидкости над конусом. 1 1лам, удаленный из каверны потоком жидкости, выводят из скважины потоком жидкости. Данный способ предусматривает создание разрежения в полости каверны перед вымывом из нее шлама. 2 ил. S О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1469О92

Ai (51) 4 Е 21 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Способ осуществляют следующим образом.

В пробуренной скважине 1 производят кавернометрические работы и определяют местоположение и форму каверны 2, заполненной буровым шламом

3. Спускают в скважину трубную колонну 4 с элементом большего диаметра, выполненным в виде конуса 5 на ее наружной поверхности, располагаемым в зоне каверны 2, а точнее в ее устье. При этом элемент 5 большего диаметра (конус) устанавливают вершиной навстречу потоку с образованием щели между наружной поверхностью элемента 5 и стенкой скважины в каверне 2.

Если промывку осуществляют перед креплением скважины, то в качестве

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4191430/23-03 (22) 05.02 ° 87 (46) 30.03.89. Бюл. У 12 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Л.M.Màòâååíêo (53) 622,243.133 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 844761, кл . Е 21 Р 21/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

11 - 962581, кл. F. 21 В 21/00, 1980. (54) СПОСОБ ПРОМЫВКИ БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и м.б, использовано для очистки каверн от шлама при промывке скважин. Цель — повышение эффектив1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к технике бурения скважин, и может быть использовано для очистки каверн от шлама при промывке скважин.

Цель изобретения — повышение эффективности удаления шлама из каверны путем использования эффекта разрыва сплошности кавитирующего потока с вакуумообразованием.

На фиг.1 и 2 показана схема осуществления способа до и после создания потока жидкости.

На схеме обозначены скважина 1, каверна 2 в стенке скважины, шлам 3 в каверне, обсадная или бурильная колонна 4, конус 5, заколонное пространство 6 скважины, полость 7 внутри колонны. ности удаления шлама из каверн за счет использования эффекта разрыва сплошности кавитирующего потока с вакуумообразованием. Спускают в скважину колонну труб с элементом большего диаметра на ее наружной поверхности. Элемент выполняют в виде конуса и устанавливают в устье каверны вершиной навстречу потоку. Последний создают из заколонного пространства в полость колонны. Расход жидкости под конусом превышает расход мщкости над конусом. Илам, удаленный из каверны потоком жидкости, выводят из скважины потоком жидкости. Данный способ предусматривает создание разЯ режения в полости каверны перед вымывом из нее шлама, 2 ил. з 146 трубной колонны используют обсадную колонну, а при промывке каверны в необсаженной бурящейся скважине в качестве трубной колонны используют буровую колонну. Конус 5 изготавливают из полимеров (резины, полиэтилена и т.п.) с упругими свойствами для хорошей проводимости при спуске в скважину.

После спуска в скважину трубной колонны 4 с конусом 5 создают поток жидкости, в том числе и в щели, образованной элементом большего диаметра и стенкой скважины в каверне, из заколонного пространства 6 в полость 7 трубной колонны с превышением расхода жидкости под конусом над расходом жидкости над конусом. Поток жидкости создают за счет плотностного перепада в жидкости, например, закачкой утяжеленной промывочной жидкости в заколонное пространство под конусом с последующим перепуском жидкости из заколонного пространства скважины в полость трубной колонны, или свабированием полости трубной

1 колонны, или аэрированием жидкости в полости трубной колонны, Далее удаленный из каверны шлам выводят из скважины прямой или обратной промывкой.

Параметры промывки каверн определяют с использованием следующих соотношений.

Скорость V струи жидкости в щели между конусом и стенкой скважины связана с напором, создаваемым гидростатическим столбом х идкости Н над конусом, зависимостью

V = Ц 2pH,: () ) где Ч = 0,6 †. 1,0 — постоянный коэф,фициент расхода;

g — - ускорение силы тяжести.

Расход жидкости определяют по формуле

9092

16 Н2 (У -P ) « — (— )

9 Н р, «) где Н, — высота столба промывочной °

40 жидкости плотностью р, над конусом;

Н вЂ” высота утяжеленной пачки

2 жидкости плотностью р под конусом, 45 «)„ — площадь щели между основанием конуса и стенкой скважины;

«) — площадь кольцевого сечения

2 скважины ниже каверны (между обсадной колонной и стенкой скважины), Давление размыва струи P соответствующие этому давлению минимальная площадь размыва Г, расход жидкости . в Q „ размывающей струе и площадь истечения струи (площадь щели между конусом и стенкой скважины в плоскости основания конуса) «), связаны зависимостью (2) .Q = V«) где «) — площадь сечения потока.

При создании потока жидкости за счет плотностного перепада выбор величины плотности утяжеленной пачки жидкости и pe BblcQTbl в заколонном пространстве .под конусом можно осуществить с использованием соотношения (2), записываемого для щели между конусом и стенкой скваяжны и для кольцевого пространства между обсадной колонной и стенкой скважины (ниже конуса) в виде неравенства, удовлетворяющего условию превышения расхода жидкости Ц 2 под конусом над расходом жидкости Q, над конусом:

Q q7 Q, или Ч м >V,«),, откуда

V2

)-v, или с учетом соотношения (1)

Ч ф «), 10 — — — 7-q, 4Ä

Так как коэффициент расхода жидкости ц, в щели меньше коэффициента расхода ц в более широком кольцевом пространстве между обсадной колонной и стенкой скважины, а пределы изменения этого расхода составляют 0,6-0,8, то принимаем q,-=0,6, (=0,8;

Кроме того, нужно учесть, что напоры создаются за счет плотностного перепада в жидкости: между полостью скважины и каверной за счет плотности жидкости над конусом (в кавернеразрежение), а между заколонным пространством и полостью колонны †.sa счет разности плотностей утяжеленной пачки жидкости (р) и скважинкой жид2 кости (у). Тогда окончательно условие превышения расхода жидкости под конусом над расходом жидкости над конусом принимает вид

4 /йН1(У-P ) (3)

) байр„

14690

2 - 10> Ог

F 01 (4

ы,Р

Входящее в формулу (4) необходимое давление размыва струи должно иметь значение не ниже 150 кПа (15 Н/см ) в условиях всестороннего избыточного давления, когда частицы шпама плотно прижаты друг к другу в среде бурового промывочного раствора. Однако предла- ip гаемый способ предусматривает создание разрежения в полости каверны перед вымывом иэ нее шлама, вследствие чего пропитывающая шлам (частички выбуренной породы) промывочная жидкость вскипает, так что частицы шлама оказываются разделенными пузырьками пара и прослойками жидкости, Поэтому максимальное напряжение связи между частицами шлама понижается до напряжения сдвига промывочной жидкости, которое для очень вязкого состояния загустевших промывочных жидкостей, например глинистого раствора, достигает величины порядка 1 Н/см . 25

Таким образом, в условиях размыва шлама предлагаемым способом. расчет по формуле (4) следует осуществлять

92 6 с использованием величины давления размыва P= 1 Н/см .

Формул а изобретения (.пособ промывки буровой скважины, включающий спуск в скважину трубной колонны с элементом большего диаметра на ее наружной поверхности, располагаемым в зоне каверны для создания щели между наружной поверхностью . элемента и стенкой скважины в каверне, создание потока едкости в щели, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности удаления шлама иэ каверны за счет использования эффекта разрыва сплошности кавитирующего потока с вакуумообразованием, элемент большего диаметра выполняют в виде конуса и устанавливают в устье каверны вершиной навстречу потоку, поток создают из заколонного пространства в полость колонны, при этом расход жидкости под конусом превышает расход жидкос ти над конусом, выводят из скважины удаленный из каверны шпам потоком

I жидкости

Ц)ие. 2