Способ ограничения распространения трещин в цементном камне крепи скважины

 

Изобретение предназначено для увеличения сил сцепления цементного камня с обсадной трубой и уменьшения трещинообразования в цементном камне при выстреле перфоратора. Перед обсаживанием скважины в интервале продуктивного пласта и между ним и границами ближайших к нему коллекторов увеличивают площадь сцепления обсадной трубы с цементным камнем в п раз в соответствии с математическим соотношением . Обсадные трубы при этом выполняют переменным сечением. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 43/11

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВедОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"4 QO СО ! Ì

Ь3

С>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728543/03 (22) 10.08.89 (46) 15.01,93. Бюл, ¹ 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки (72) А.В.Абрамов, B,Å.Öèðóëèí, В.К,Больша ков и В.M.Tåáÿêèí (56) Патент США

¹ 3064731., кл. 166-35, 1962.

Сергиенко И.А. и др. Бурение и оборудование геотехнологических скважин, M., "Недра". 1984 г., с. 106.

Изобретение относится к способам снижения трещинообразования в затрубном цементном камне при вскрытии обсадных труб прострелочно-взрывными работами в нефтяных, газовых и геотехйологических скважинах, Известен способ ограничения распространения трещин в цементном камне, при котором наружную поверхность трубы снабжают кольцевыми сплошными и перфорированными стальными фланцами. При простреливании цементного камня фланцы ограничивают- распространение ударных волн и снижают трещинообразование. Однако наличие в интервале перфорации стальных фланцев снижает эффективность прострелочно-взрывных работ вследствие наличия дополнительной преграды для проникания кумулятивной струи или пули. . Наиболее глизким техническим решением, принятым" за прототип. является способ снижения, распространения,, Ц „1788220 А1

2 (54) СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТРЕЩИН В ЦЕМЕНТНОМ KAMНЕ КРЕПИ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение предназначено для увеличения сил сцепления цементного камня с обсадной трубой и уменьшения трещинообразования в цементном камне при выстреле перфоратора. Перед обсаживэнием скважины в интервале продуктивного пласта и между ним и границами ближайших к нему коллекторов увеличивают площадь сцепления обсадной трубы с цементным камнем в и раз в соответствии с математическим соотношением. Обсадные трубы при этом выполняют переменным сечением. 1 ил. трещинообразования при перфорировании обсадной колонны труб и цементного камня путем создания повышенной адгезионной прочности труб в перфорируемом интерва ле путем придания наружной поверхности труб шероховатости. На дневной поверхности перед спуском труб в скважину шероховатость формируют любым известным способом, например с помощью пескост руйного аппарата. За счет повышенной площади сцеплени я матер иала трубы с цементным камнем в зоне перфорируемого интервала при проникании кумулятивной струи или пули снижается степень трещинообразования в камне; что в дальнейшем позволяет качественнее отрабатывать продуктивный пласт, Однако невысокая эффективность перфорации вследствие повышенной степени трещинообразования непосредственно при прострелочно-взрывных работах создает условия для неконтролируемых утечек жидких флюидов в

1788220 практически непредсказуемых направлениях..

Цель изобретения — повышение эффек, тивности способа за счет увеличения сил сцепления цементного камня с обсадной трубой и уменьшения трещинообразования в цементном камне при выстреле перфоратора, .

Сущность изобретения заключается в том, что в способе ограничения распростра.нения трещин в цементном камне крепи скважины, включающим обсадку трубами переменного сечения в зоне продуктивного пласта, цементирование затрубного пространства и вскрытие продуктивного пласта перфоратором, перед обсаживанием скважины в интервале продуктивного пласта и между ним и границами ближайших к нему коллекторов увеличивагот площадь сцепления обсадной трубы с цементным камнем в и раз в соответствии с соотношением и =2(1 где n — числа, характеризующее увеличение площади сцепления обсадной трубы и цементного камня, сг, — номинальная толщина стенки обсадной трубы, м;

0 — наружный диаметр обсадной трубы, м, (Р)см — допустимые напряжения на смятие материала обсадной трубы, Па, Š— модуль упругости материала обсадной трубы, Па.

На чертеже показана схема реализации способа, B пределах промплощадки с земной поверхности бурят скважину 1 и одновременно определяют интервал продуктивного пласта 2, подлежащий вскрытию перфорацией, На поверхности перед спуском труб 3 в скважину на наружной поверхности трубы, вйоследствие размещаемой в интервале продуктивного пласта, выполняют, например нарезанйем на станке, проточки 4 в виде сплошных выемок, например в виде спирали или колец, с целью повышения площади сцепления материала трубы с цементным раствором, размещаемым в затрубном пространстве скважины посяе установки труб, Число и, характеризующее увеличение площади сцепления поверхности обсадной трубы с цементным камнем, рассчитывают в соответствие с соотношением (1), используя конкретные величины по

15 на глубину 5 мм. Собранная конструкция в виде стальных шариков диаметром 8 мм.

20 В результате выстрелов без трещинообразования получена плотность перфорации 64

30

45 и =2(1 где и — число, характеризующее увеличение площади сцепления обсадной трубы и це50 ментного камня; м;

55 (Р)см — допустимые напряжения на смя35

40 толщине стенки трубы, ее диаметру с учетом модуля упругости и допустимого напряжения на емятие материала трубы. Одновременно глубину проточки выбирают такой величины, чтобЫ обеспечить противостояйие горному давлению без нарушения целостности трубы в зоне перфорирования;

Пример, конкретного выполнения

Изготовлен опытный образец скважины в перфорируемом интервале, представлен полиэтиленовой трубы П ВП 110<18 с затруб- ным цементным камнем толщиной 50 мм, Труба предварительно была проточена на токарном станке по внешней поверхности была размещена в сосуде высокого давления и нагружена давлением 10 МПа, затем простреляна перфоратором ППЗ-60 пулями отв,/м. и увеличилась по сравнению с вариантом модели без проточек в 2 раза;

Формула изобретения

Способ ограничения распространения трещин в цементном камне крепи скважины, включающий обсаживание скважины обсадными трубами переменного сечения,. цементирование затрубного прострайства и вскрытие продуктивного пласта стреляющим перфоратором, отличающийся тем, что, с целью повышения его зффективности за счет увеличения сил сцепления цементного камня с обсадной трубой и уменьшения трещинообразования в цементном камне при выстреле перфоратора, перед обсаживанием скважины в интервале продуктивного пласта и между ним и границами ближайших к нему коллекторов увеличивают площадь сцепления обсадной трубы с цементным камнем в и раз в соответствии с соотношением

O> — номинальная толщина стенки обсадной трубы, м;

0 — наружный диаметр обсадной трубы, тие материала обсадной трубы, Па;

Š— модуль упругости материала обсадной трубы, Па.

1788220

Составитель А.Аорамов

Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор

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

Заказ 59 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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