Способ цементирования наклонных скважин

 

Сущность изобретения: расширяют интервал скважины за пределами продуктивных отложений перед спуском колонны. Интервал расширения определяют из условия не больше длины одной обсадной трубы, но не меньше максимально расчетного расстояния между центраторами. Стенки скважины в этом случае играют роль жестких центраторов. При цементировании буровой раствор заменяется полностью на тампонажный. Это повышает качество цементирования за счет создания герметичных цементных перемычек в стволе, поепятствующих поступлению пластовых флюидов в межколонноб пространство. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (1! ) (Я)5 Е 21 В 33/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4870130/03 (22) 27.09.90 (46) 15.12.92. Бюл, М 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт нефтегазопромысловых сооружений на континентальном шельфе (72) И.Г.Хорюшин, А,И.Хорюшин и

Л.П,Стояновский (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1528892, кл. Е 21 В 17/10, 1987. (54) СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН (57) Сущность изобретения: расширяют интерИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при строительстве скважин, и особенно, при цементировании наклонных скважин и скважин с искривленными участками ствола, склонных к флюидопроявлению, Известен способ центрирования обсадных труб при креплении скважин, включающий спуск в скважину колонны, содержащей установленные по ее длине опорные элементы в виде радиальных ребер, расположенных с одной стороны колонны обсадных труб по дуге окружности меньше 180 . После спуска на заданную глубину осуществляется проворачивание колонны до расположения ребер на лежащей стенке скважины.

Недостаток — сложность ориентировки центраторов на лежащей стенке ствола скважины может вызвать их расположение в районе висячей стенки и, следовательно, прилегание колонны труб к лежащей стенке скважины. вал скважины за пределами продуктивных отложений перед спуском колонны. Интервал расширения определяют из условия не больше длины одной обсадной трубы, но не меньше максимально расчетного расстояния между центраторами. Стенки скважины в этом случае играют роль жестких центраторов. При цементировании буровой раствор заменяется полностью на тампонажный. Это повышает качество цементирования эа счет создания герметичных цементных перемычек в стволе. поепятствующих поступлению пластовых флюидов в межколонное пространство. 3 ил.

Наиболее близким техническим решением является способ цементирования на- 2 клонных скважин, заключающийся в спуске колонны обсадных труб в скважине, центри- д, рование и последующее цементирование.

Недостаток заключается в том, что затруднен спуск колонны по стволу и некачественное цементирование.

Цель изобретения — повышение качест- Ф ва изоляции продуктивных отложений во флюидопроявляющихся скважинах и повы- (,Д шение эффективности цементирования.

На фиг. 1 изображена схема скважины (с интервалом расширения ствола); на фиг.

2 — сечение А-А на фиг. 1 (выше интервала расширения ствола скважины): на фиг. 3— сечение Б-Б на фиг. 1 (интервал расширения ствола скважины).

Предлагаемый способ цементирования наклонных или искривленных скважин реализуется следующим образом.

Перед спуском колонны обсадных труб

1 производят расширение заданных интер1781413

15

25

40

IT (I «Iq

50 валов 2 ствола скважины 3 (см. фиг, 1). Причем необходимое количество интервалов 2 определяют в зависимости от геологического строения залежи углеводородов (количество продуктивных пластов, тип флюида и др.). Интервалов расширения в скважине может быть от одного до нескольких.

Для создания герметичной цементной перемычки длина каждого интервала расширения 2 определяется с учетом соответствия следующим условиям: трубы не должны касаться стенок скважины в расширенном йнтервале; расстояние между колонной труб 1 и стенками скважины 3 должно быть достаточным для замещения бурового раствора 4 тампонажным раствором 5; длина интервала расширения 2 должна быть не меньше

"длины Одной трубы, так как герметичность цементного кольца обеспечивается при длине интервала не менее, чем несколько метров (стандартная длина трубы равна 8—

13 м), при этом желательно, чтобы муфта обсадной колонны 1 попала в интервал рас ширения 2, что даст на этом участке изменение скоростей течения цементного раствора, то есть завихрение потока, приводящее к равномерному заполнению раствором кольцевого пространства в интервале расширения, а максимально — длина интер вала 2 может быть равной расчетной величине расстояния между центраторами (по известной методике). При длине, превышающей указанное расстояние, может произойти касание трубной стенкой стенки скважины в середине расширенного интервала за счет прогиба между опорами.

Таким образом, длина интервала расширения определяется по зависимости где IT — минимальная длина трубы обсадной колонны;

I — интервал расширения скважины; 1ц — максимальное расчетное расстояние между центраторами.

При Соблюдении данного условия стенки скважины за границами интервала расширения играют роль жестких (недеформирован. ных) центраторов обсадной колонны (см. фиг. 3).

Диаметр расширения ствола скважины определяется с учетом соблюдения условия полного замещения бурового раствора на тампонажный при цементировании. Так, установленное в- практике цементирования минимальное расстояние от стейки скважины до стенки трубы, составляющее для вертйкальных скважин, например, 25-30 мм (при диаметре скважины 215,9 мм, диаметре обсадной трубы 146 мм, расстоянии между центраторами 28-20 м).в условиях наклона ствола скважины на 10-15 (при установке центраторов на каждой трубе — через 10-12 м) увеличивается с учетом кривизны ствола еще на 25-30 мм на сторону(в приведенном примере: 219,5+225 =270 мм), В случае, когда в стволе скважины 3 имеются желобочные выработки 6, условия вытеснения бурового раствора значительно ухудшаются, так как желобная выработка имеет радиус кривизны меньше радиуса скважины (долота), а в ряде случаев и меньwe, чем радиус муфты обсадной трубы (см, фиг. 2). В этом случае диаметр расширения должен быть таким, чтобы расширенный интервал "поглотил" желоб, то есть диаметр расширения должен быть равным сумме диаметра скважины с удвоенной глубиной желоба (как показано на фиг. 3).

Расширение интервала 2 ствола скважины 3 производится либо раздвижным расширителем с пилотным долотом, либо расширителем, основанным на использовании центробежных сил, образуемых при вращении эксцентричной массы (эксцентричной утяжеленной бурильной трубы с эксцентрично расположенным на ней породоразрушающим элементом, либо каким другим способом.

Расширение ствола скважины с применением эксцентричной утяжеленной трубы имеет в этом случае перед другими аналогичными устройствами то преимущество, что расширение скважины идет в основном, за счет ее нижней стенки, то есть желобной выработки.

Использование предполагаемого способа цементирования HGKIIQHHblx скважин имеет следующие преимущества: позволяет повысить эффективность цементирования скважины за счет создания герметичных цементных перемычек в стволе, препятствующих поступлению пластовых флюидов в межколон ное пространство; обеспечивает высокое качество изоляции продуктивных отложений; не требуется оснащение обсадной колонны такими элементами технологической оснастки, как центраторы, скребки, пакеры, турбулизаторы и другие, а также применения буферных жидкостей, вязкоупругих разделителей и тому подобное, что позволяет получить дополнительный эффект, выражающийся в удешевлении способа.

Формула изобретения

Способ цементирования наклонных скважин, заключающийся s спуске колонны обсадных труб в скважине, центрирование

1781413 и последующее цементирование, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества изоляции продуктивных отложений во флюидопроявляющихся скважинах и повышения эффективности цементирования, центрирование колонны обсадных труб осуществляют путем расширения интервалов ствола скважины непосредственно эа пределами продуктивных отложений перед спуском колонны обсадных труб, при этом длину каждого интервала расширения ствола скважины определяют в пределах! т S I 21ц, 5 где I, — наименьшая длина обсадной трубы,м;

I — длина интервала расширения, м;

1ч — максимальное расчетное расстоя10 ние между центраторами, м.

1781413

А-А

Составитель И.Хорюшин

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4261 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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