Способ предотвращения прихвата бурильного инструмента в скважине

 

Способ позволяет осуществить гидродинамическую изоляцию прихватоопасных пластов за счет надежной кольматации стенок ствола, в результате чего сила прихвата бурильного инструмента значительно уменьшается. Способ включает добавление в буровой раствор 0,5-1 мае. % добавки водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичЕских

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4947938/03

°: (22) 24.06.91 (46) 15,04.93. Бюл. N 14 (71) Азербайджанский индустриальный университет им. М.Азизбекова (72) Р.И.Кулиев, В.Ф.Алескеров, X.Ý.Ðàøèдов, Ф.А.Ахундов(50) и Салах Бакир(Щ (56) Самотой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин, M,: Недра. 1984, с. 56-57.

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для предотвращения п.рихвата бурильного инструмента, вызванных действием дифференциального давления.

Цель изобретения — упрощение способа, Способ предотвращения прихвата бурильного инструмента в скважине под действием перепада давления, включающий гидродинамическую изоляцию прихватоопасных пластов путем введения в буровой раствор полимерной композиции, отличающийся тем, что с целью упрощения способа путем исключения дополнительных непроизводительных операций в буровой раствор в качестве полимерной композиции используют водорастворимый полимер оксипропилированной полиакриловой кислоты. в концентрации 0,5-1,0 мас.% на буровой раствор,.

Способ осуществляется следующим образом.

„„ Ю „„1808857 А1 (Я1л С 09 К 7/02, Е 21 B 43/00

2 (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРИХВАТА БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА В

СКВАЖИНЕ (57) Способ позволяет осуществить гидродинамическую изоляцию прихватоопасных пластов за счет надежной кольматации стенок ствола, в результате чего сила прихвата бурильного инструмента значительно уменьшается, Способ включает добавление в буровой раствор 0,5 — 1 мас. % добавки водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты. 1 табл.

В буровой раствор после первичной ее обработки (10 % глинистый раствор и 3 %

КССБ) вводят 0,5 -1 от 8 % водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты от объема жидкости.

После тщательного перемешивания указанного состава, последний закачивают в скважину, где бурением предполагается вскрытие проницаемых пластов.

Известным фактором в процессе проводки скважин является то, что наличие высокопроницаемых пластов является серьезной предпосылкой для возникновения прихвата колонны бурильного инструмента. В то же время известно, что высокопроницаемые породы содержат в своих порах определенное количество пластовой воды (хлоркальциевого или хлормагниевого типов).

Таким образом в процессе циркуляции происходит фильтрация бурового раствора, фильтрат которой при смешивании с пластовой жидкостью позволяет получить в порах пласта резиноподобную смесь — осадок.

1808857

Указанное способствует эффективной гидродинамической изоляции проницаемых пластов, а вместе с тем и эффективному предупреждению прихвата бурильного инструмента в скважине в условиях высоких перепадов давлений.

Оксипропилираванную полиакриловую кислоту (ОПАК) получают полимеризацией акриловой кислоты (АК) в водной среде под воздействием водорастворимого радикаль- 10 ного инициатора — персульфата аммония или калия (1 $ мас, от АК) и оксипропилированием образующейся полиакриловой кислоты (ПАК). Синтез осуществляют в герметичном реакторе при температуре 5060 С в инертной атмосфере азота. Общее время реакции 10 — 12 час. Мольное соотношение АК: ОП . 1; 0,6-1.

Конечный продукт — СПАК содержит до

0,8 моль оксипропильных звеньев на 1 моль 20 исходных звеньев АК, Он хорошо растворяется в дистиллированной, пресной, морской и некоторых пластовых водах. Концентрация СПАК в водном растворе колеблется от

6 до 16 мас, Для определения эффектив- 25 ности предлагаемого способа и сравнения с известным были проведены эспериментальные исследования.

Образец исследуемой горной породы пропитывается пластовой водой, после чего 30 устанавливается в ячейке бомбы высокого давления. Заливается исследуемая проба бурового раствора с различными добавками оксипропилировэнной полиакриловой кислоты на образец породы и создается 35 перепад давления в 10,0 МПа. В течение 15. минут или различного времени. После формирования глинистой корки на поверхности образца, оставшаяся часть бурового раствора сливается. 40

Затем на сформировавшуюся корку на проницаемом образце устанавливается металлический диск и вновь создается перепад давления в 10,0 МПа в течение различной продолжительности времени, 45 после чего производится отрыв металлического диска.

После каждого проведенного эксперимента проводится опыт по продавке осевшего осадка в порах пласта, посредством 50 создания перепада давления обратного направления снизу вверх. Данные этих исследований должны служить качественной прочностной характеристикой полученного в порах образца осадка. 55

Результаты проведенных исследований приведены в таблице N. 1. Как видно иэ таблицы эффективной добавки к исходному буровому раствору (10 % бен гонитный буро. вой раствор + 3 7, КС(Т - 0.5 % окзил) является 0,5 от 8 -ro водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты, которая во всех случаях использования вод различных месторождений (Нефтечала, Кюрсангя, Мишовдаг) пропитывающих проницаемых образцов позволяет получить результаты значительного уменьшения сил отрыва металлического диска, При этом надежность изолирующего осадка характеризуется максимальным значением давления продэвки, которая также значительно выше ля 0,5 от 8 -го водорастворимого полимера оксипропилированной полиакриловой кислоты, которая во всех случаях использования вод различных месторождений (Нефтечала, Кюрсангя, Мишовдаг) пропитывающих проницаемых образцов позволяет получить результаты значительного уменьшения сил отрыва металлического диска.

При этом надежность. изолирующего осадка характеризуется максимальным значением давления продавки, которая также значительно выше для 0,5 до 8 -ой оксипропилированной полиакриловой кислоты нежели для остальных добавок.

Увеличение количества добавки иссле- дуемого полимера в глинистом растворе способствует незначительному проникновению фильтрата бурового раствора в проницаемый образец и получение непрочного осадка (1,5 ) или же получение осадка на границе контакта "образец — буровой раствор" с незначительным проникновением в поры образца пропитанной минираллиэированной пластовой водой.

В качестве прототипа при проведении сравнительных исследований использован способ гидродинамической изоляции прихвато-опасных зон на основе смеси. состоящей из 55 — 65 глинистого раствора+ 10ф»; формалина + 20-30 " TC — 10.

Приведенные в таблице результаты показывают низкую его эффективность, как при исследовании сил отрыва металлического диска (в 2 раза выше) и в 2-3 раза меньше выдерживают давление продавки нежели в предлагаемом способе, Как видно из таблицы, к использованию на практике могут быть рекомендованы составы в опытах (N 2, 6, 10 — 3, 7, 11).

Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает, наряду с достижением поставленной цели. и значительно по сравнению с известным решением, снижение времени и затрат на ликвидацию прихвата бурильного инструмента в бурящейся скважине.

Экономическая целесообразность предлагаемого способа зэклю юогся в со1808857 галь пп

Параметры бУрового раствора

Тип кимической обработки

3 до оксип лиро н поли лоло ло

Максимальное давление проделки полученного осадка 8 МПа. че а трыва металлидиска в кг при ,О !т!Па, череэ

Условная Фильтравяэкость. оэия. сек м .10

Плотность. кг/м

15 мин

10 мин 15 мин

2

1090 23 10

1090, 36 4,5

090 56 4.2

1090 70 4 О

21 23

10,0 10,2

7 2 7 5

6 6 6 8

1.О . - -: 6.

15 i -- 6 (10 ) 0.37

КСС6 0033;Д

КОРСЯНГЯ

1090 23 10

1090 36 4.5

1090 58 4.2

1090 70 4.0

Глин.р-р.

10/+0.Зт

К СС5 0.03 $ окэил

О Кюрсвнгя

0.5

12.6 15.8

6.0 7.2

7,7

7.85

21 23

9,8 10.0

7.1 7.4

6.3 6.5

1090

23

36

58

4.5

4.2

4.0

Глин.рр. О

10/+033 0.5

КССБгООЗ 1.0 окэил 1.5

12 6 15.8 2, t 2.3

6 7.2 9.85 10.0

6.45 7.85 7.0 7,2

6.6 7 97 6.2 6 35

Мигвовдаг

11

Иэвестный способ

55 — 65 глин. р-р. + 10 формалина

+ 20 — 30 смолы ТС - 10

П и Р ЗОМПа

12.8 15.8 2 5 3,0

22.6 30,6 4,4 5,2

При P10.0 Мла

Составитель P. Кулиев

Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль

Редактор

Заказ 1257 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина. 101. кращении затрат времени на ликвидацию осложнений, связанных с проявлением плаcToBhlx флюидов в процессе проводки скважины за счет надежной кол ьматации стенок ствола. 5

Формула изобретения

Способ предотвращения прихвата бурильного инструмента в скважине под действием перепада давления, включающий гидродинамическую избляцию прихватоо- 10

/ пасных пластов путем введения в буровой раствор полимерной композиции, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения дополнительных непроизводительных операций в буровой раствор, в качестве полимерной композиции вводят водорастворимый полимер оксипропилированной полиакриловой кислоты в концентрации 0,5 — 1 мас. на буровой раствор.