Способ заканчивания скважины, вскрывающей неустойчивый продуктивный пласт

 

Изобретение относится к способам заканчивания геотермальных, а также нефтяных, газовых и других скважин, вскрывающих неустойчивые продуктивные пласты. С целью повышения эффективности закрепления неустойчивых пород в зоне залегания пласта при высоких скоростях воды, способ заканчивания геотермальной скважины включает вскрытие пласта и создание зумпфа под ним бурением из-под обсадной колонны скважины, опущенной до кровли пласта, создание цилиндрической полости расширкой открытого ствола скважины под зацементированной обсадной колонной и размещение фильтрующего материала в этой полости. Между стенкой полости и щелевым хвостовиком закачивают цементно-песчаную смесь, после ее затвердения цементно-песчаный камень за щелями хвостовика против высокопроницаемого интервала пласта раздробляют, создавая в нем густую сеть фильтрационных трещин и микротрещин. С целью повышения качества цементирования полости при закачке цементно-песчаной смеси щелевую секцию хвостовика спускают в зумпф скважины, и после размещения смеси в полости и над полостью за хвостовиком последний поднимают и его щелевую секцию располагают против высокопроницаемого интервала пласта. Причем цементно-песчаную смесь закачивают с учетом компенсации объема извлекаемых из скважин труб при подъеме хвостовика из зумпфа после закачки смеси. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)g Е 21 B ЗЗ/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в зоне залегания пласта при высоких скоростях добываемой воды.

На фиг.1 и 2 изображен момент закачивания цементно-песчаной смеси в полость sa щелевым хвостовиком, на фиг.3 и 4 — закрепленная приэабойная эона, На фиг.1 и 2 изображен хностовик

1 с щелями 2, опущенный на бУрипьной колонне 3 с щаровым разъединителем

4 в эумпф 5 при закачке Ц?1С н поГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 442 3332/24-03 (22) 11.05.88 (46) 30.05 ° 90. Бкл. N 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный инс гитут геотермии

В!геотерм (72) ?!.?1, Алклычев и А. Г, Кадыров (53) 622,245 (038.3) (56) Авторское свидетельство СССР !

" 727338, кл, r. 2 В 33/ 38, 1978, (54) СПОСОБ ЗАКАНЧИВА!!И. СКВА?КИ!???, ВСКР! 1ВАК??ЦЕЙ ПЕУСТОЙ Ч?!В! !Й ?!РОДУКТИВИ? ?Й ПЛАСТ (57) Изобретение относится к способам заканчивания геотермальных, а также нефтяных, газовых и других скважин, вскрыв ающих неустойчивые продук тинные пласты. С целью повьппения эффективности закрепления неустойчивых пород н зоне залегания пласпри BblcoKHx cKopocTHx воды способ заканчивания геотермальной скважины включает вскрытие пласта и создание зумпфа под ним бурением из-под обсадной колонны скважины, опущенной до кровли пласта, создание циИзобретение относится к нефтегазодобывающей промьппленности, а именно к способам вскрытия неустойчиных и слабоцементиронанных продуктивных песчаникон и заканчинания строительством геотермальных, а также нефтяных, газовых и других скважин, пробуренных на такие коллекторы.

Цель изобретения — повьппение эффективности закрепления неустойчивых пород в геотермальной скважине

„.SU„„1567761 А 1 линдрической полости расниркой отк!ытого ствола скважины под зацементированной обсадной колонной и размещение фильтрующего материала в этой полости. ?!ежду стенкой полости и meлевым хностовиком закачинают цементно-песчаную смесь, после ее затвердевания цементно-песчаный камень за щелями хвостовика протин высокопроницаемого интервала пласта раздробляют, создавая в нем густую сеть фильтрационных трещин и микротрещин.

С целью понышения качества цементирования полости при закачке цементнопесчаной смеси щелевую секцию хвостовика спускают в зумпф скважины, и после размещения смеси в полости и над полостью эа хвостовиком последний поднимают и его щелевую секцию р асполагают против высокопроницаемого интервала пласта. Причем цементнопесчаную смесь закачивают с учетом компенсации объема извлекаемых из скважин труб при подъеме хвостовика из зумпфа после закачки смеси. 2 з ° и ° ф-лы, 4 ил.

1567761

VIIII 1 !1 (Dion dion ) 1?ПоЛ

22450

Учитывая, !1 7 а

3 4 что дол 3? и 1

55 где 1 — глу

3 можно легко бина зумпфа, определить, что ? 1 (13 ??ол- d дол )

??ол 2,1 ?

P 0w лость 6, созданную расширкой открытого ствола скважины под эксплуатационной колонной 7, включая интервал залегания термоводоносного пласта 8.

Шаровой разъединитель состоит иэ

5 корпуса 9, муфты-воронки 10, соединенных между собой шаровым замком 11, шары которого подпружинены упругим элементом 12 (например, плоской пружиной). В корпусе на среэных штифтах 13 установлена втулка 14, запирающая полость шарового замка, а в этой втулке на средних штифтах 15 закреплена внутренняя втулка 16, перекрывающая промывочные окна 17. На наружной поверхности корпуса ныбраны продольные пазы 1 8, проходящие через полость шарового замка в п?3лость муфты-воронки, Корпус в верхней части соединен с колонной бурипьных труб 3, а в нижней части— с патрубком 19, содержащим обратный клапан 20. Могут быть применены и другие конструкции разъединителей, Технология работ при использовании способа заканчивания скважины заключается в следующем.

Бурение .кважи ы до кровли (водоупора ) продуктивного пласта 8 прон одят по из вестной технологии, спускают до забоя эксплуатационную Ко лопну 7 и цементируют ее, После затвердевания цемента за колонной 7 последнюю опрессовынают на расчетное

35 давление, спускают долото и углубляют скважину бурением со вскрытием пласта 8 и созданием зумпфа 5 под ним, Глубину эампфа 1> следует рассчитывать из условия обеспечения его 40 объема V» равного не менее половине объема поРоДы Ч1?о, выбиРаемой при увеличении диаметра расширяемого интервала h „,„(между башмаком колонны 7 и подошвой продуктивного

45 пласта 8 ) от номинального диаметра долота d дол до диаметра D „„расширенной цилиндрической полости, т.е.

После создания зумпфа долото поднимают из скважины и в нее спускают (до башмака колонны 7) инструмент для расширки (гидромониторный или механический расширитель) .

Интенсивной промывкой с вращением и медленной подачей бурильной колонны интервал скважины от башмака колонны 7 до подошвы пласта 8 расширяют с созданием полости, близкой к ципиндрической с диаметром Dan„. При этом часть вымываемой со стенок породы выносится из скважины промывочной жидкостью, а некоторая часть вымываемой ?ороды, которая не выносится из скважины (вследствие недостаточной скорости промывочной жидкости, восходящей н полости), оседает в зумпф скважины.

Соответствие диаметра созданной полости расчетному и ее профиль проверяют электрометрическими 1?ли акустическими методами, предварительно подняв иэ с кнажш?ы бурильную колонну с расширителем.

При удовлетворительном состоянии расширенной полости 6 в скнаж?гпу на бурильной колонне с разъединителем 4 (на фиг ° 1 — шаровой ?3il ç I PäèHHòåëü) спускают хвостоник 1 так, чтобы интервал его щелей оказался н зумпфе 5 скважииы HH+e полости 6, а сам разъединитель — выше башмака эксплуатационной колонны 7, причем расстояние

1 от башмака эксплуатационной колонны 7 до промывочных окон 17 разъединителя 4 должно обеспечить объем V жидк кости в кольцевом прострьп?стве между хвостовиком 1 и колонной 7 на этой длине не менее полного объема Ч труб, иэнлекаемых иэ скважины ппи последующем (после закачки ЦПС ) подъеме хвостовика для размещения его щелей против продуктивного интервала пласта, т. е, 3, „7, V

Гсли ОГ)ознлчит1 : внутренний диаметр обсадной колонны м

D„ — наружнь1й диаметр хвостовика, м; д — наруж??ы11 диаметр труб бурильт ной к олонны, м;

1 - суммарная длина труб бурильт

HoA KoJIo?H?bl и. 3 Bllpl аемь1х иэ скважины при под еме х 130 стовика посл,I -и ачки ППГ. для установки HHòpрвал;3 е?о ще1567761 то откуда и дт

К 1 (Д :0 ) 1О

Тогда, расстояние от верхней грани20 цы щелей хвостовика до разъединителя будет д т т и т (ga 07) пол и х

30

35 цпс = К(.ол к»

40 лей против продуктивного пласта, м, 2 1 f 2

4 х) к 4 т т

Следовательно, компоновка, показанная на фиг. l, спускается в скважину так, чтобы интервал щелей хвостовика был в эумпфе 5, а разъединитель — в колонне 7 на расстоянии от ее башмака

Приведенные соотношения для расчета 1к и 18 обеспечивают возможность заполнения полости ЦПС и гарантируют условие, что башмак колонны 7 не "оголится" от ЦПС при подъеме хвостовика вверх (до продуктивного интервала пласта) после закачки

ЦПС.

Затем в скважину закачивают легкуи буферную жидкость, совместную с пластовой жидкостью (иапример, пластовую воду) в объеме полости 6, и следом закачивают ЦПС в объеме где V „„— объем полости в скважине между стенкой полости 6 и хвостовиком l;

V — объем кольцевого простк ранства между колонной 7 и и хвостовиком;

К вЂ” коэффициеHT учитывающий потери IIIIC при ее прокачке через бурильную колонну, за счет смешения с жид- 50 костью в скважине, осаждения в зумпф и т,д, (K I, Il,2).

Вслед за ЦПС в бурильную колонну

3 эакачивают объем продавочной жидкости, равный объему хвостовика до интервала его щелей (для вытеснения ЦПС эа хвостовик), затем в колонну 3 бросают шар 21 (фиг, l ) и продолжают закачку продавочной жидко ти. При посадке шара 21 н седло внутренней втулки 16 разъединителя 0 втулка 16 срезает штифты 15 и движется вниз до посадки на дно патрубка 19, открыв промывочные окна 17 разъединителя. Промывкой скважины через эти окна удаляют излишки IIIII; над хвостовиком, а затем останавливают промывку и, поднимая бурильную колонну с хвостовиком, устанавливают его щелевую секцию против продуктивного пласта. Обратный клапан 20 служит для предотвращения перетоков

ЦПС в хвостовик при остановке промывки, После затвердения ЦПС бросаюг второй шар (большего диаметра, чем первый), который садится на седло внешней втулки 14, а последняя срезаетт штифты 13 и, продвигаясь вниз, также садится на дно патрубка 19, открыв шаровой замок, подпружиненные шары которого высыпаются в патрубок

19, что обеспечивает разгрузку хвостовика с муфтой-воронкой 10 на цементопесчаный камень (как показано на фиг, 2), а бурильную колонну с остальнь ми элементами разъединителя поднимают из скважины..

Затем в скважину спускают долото на бурильной колонне и вращением с промывкой прорабатывают внутри хвостовика для очистки от порций ЦПС, оставшихся в хвостовике в процессе выполнения этих работ и для шаблонирования его канала, после чего поднимают долото из скважины.

Последовательными спусками и взрывами шнуровых детоиирующих торпед типа ТДП в интервале щелей хвостовика ипи повышения давления в скважине интенсивной закачкой воды в нее цементно-песчаное кольцо за щелями раздробляют. При использовании торпед типа ТДЛ массы детонирующих зарядов выбирают иэ условия создания силы взрыва, необходимой и достаточной для раздробления цементно-песчаного камня против щелей хвостовика, не повреждая другие его интервалы, Технико-экономическая эффективность способа эаканчивания скважин заключается в обеспечении их высокого дебита и приемистости за счет большой поверхности фильтрации жидкости, пропорциональной диаметру полости, и значительно низких по срав1567761 нению с известными методами сопротивлений жидкости в переходной зоне между скважиной и пластом, а также в относительной экономичности и технологичности работ по закреплению неус5 тойчивых и недостаточно устойчивых (при высоких скоростях жидкости) пород в зоне залегания продуктивного пласта, так как способ не требует применения специального оборудования и материалов и полностью вписывается в существующую технологию строительства скважин.

Формул а изобретения

1. Способ заканчивания скважины, вскрывающей неустойчивый продуктивный пласт, включающий вскрытие пласта и создание зумпфа под ним бурением иэ-под обсадной колонны скважины, спущенной до кровли пласта, создание цилиндрической полости расширением открытого ствола скважины под за- 25 цементированной обсадной колонной и размещение фильтрующего материала в этой полости в зазоре между стенкой скважины и щелевым хвостовиком, о тличающийся тем,что,с 30 целью повышения эффективности закрепления неустойчивых пород в геотермальной скважине в зоне залегания пласта при высоких скоростях добываемой воды, между стенкой полости и целевым хвостовиком в качестве фильтрующего материала закачивают цементно-песчаную смесь, после ее затвердевания цементно-песчаный камень за щелями хвостовика против высокопроницаемого интервала пласта раздробляют и создают в нем густую сеть фильтрационных трещин и микротрещин.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества цементирования полости, при закачке цементно-песчаной смеси щелевую секцию хвостовика опускают в эумпф скважины, а после размещения смеси в полости и над полостью за хвостовиком последний поднимают и его целевую секцию располагают против высокопроницаемого интервала пласта.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что цементнопесчаную смесь закачивают с учетом компенсации объема извлекаемых из скважины труб при подъеме хвостовика из зумпфа после закачки смеси.

IS677FI д

42иг.2

Фиг. f

15677Gl

12

Составитель П. Фролов

Техред М.Дидык

Редактор Н, Киштулинец

Корректор Н. Ревская

Заказ 1 309 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, л1-35, Раушская наб., д . 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул ° Гагарина, 101