Способ ремонта обсадной эксплуатационной колонны труб в скважине

 

Использование: изобретение относится к разработке месторождений пластиковых флюидов. Сущность: способ включает определение суммарной величины деформации пластов, вскрытых скважиной, создание полости под нижним торцом обсадной эксплуатационной колонны глубиной, равной суммарной величине деформации пластов, и приложение к обсадной эксплуатационной колонне осевой нагрузки. Кроме того, дополнительно выявляют интервалы заколонных перетоков пластиковых флюидов, перфорируют обсадную эксплуатационную колонну в этих интервалах и производят закачку через перфорационные отверстия в заколонное пространство тампонирующего материала с одновременным приложением к колонне знакопеременных осевых нагрузок. В качестве тампонирующего материала можно использовать составы на основе глин, а обсадную эксплуатационную колонну перфорировать в интервалах залегания глинистых пропластков. 2 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к разработки месторождений пластиковых флюидов.

Известен способ ремонта обсадной колонны труб в скважине, применяемый в случае сужения или смятия колонны, включающий спуск в скважину специального инструмента, например, оправочных долот, роликовых оправок и выправление с их помощью смятых участков обсадной колонны /1/.

Достигаемый результат при использовании этого способа, как правило, кратковременный, поскольку не устраняются причины, приводящие к смятию колонны.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ ремонта эксплуатационной колонны труб в скважине с опорой колонны на забой, включающий срез нижней части колонны труб на длину, равную суммарной величине деформации пластов в разрезе скважины в процессе эксплуатации месторождения, и извлечение срезанной части колонны из скважины, причем, при ремонте сильно изогнутых колонн труб после извлечения из скважины срезанной части колонны к нижнему концу ремонтируемой колонны труб прикладывают осевую растягивающую нагрузку /2/.

Недостатком этого способа ремонта является то, что он требует применения специальных резцов для срезки колонны, затруднен контроль за срезкой колонны и извлечением срезаемой части труб. Кроме того, при реализации этого способа не решаются вопросы герметизации заколонного пространства.

В процессе деформации пластов в разрезе скважины происходит растрескивание цементного камня в заколонном пространстве, поэтому целесообразно проведение работ как по выправлению колонны, так и по повышению герметичности заколонного пространства.

Задачей описываемого изобретения является повышение качества ремонта за счет обеспечения герметичности заколонного пространства и упрощения способа.

Поставленная задача достигается тем, что при реализации способа ремонта обсадной эксплуатационной колонны труб в скважине, включающего определение суммарной величины деформации пластов, вскрытых скважиной, создание полости под нижним торцом обсадной эксплуатационной колонны глубиной, равной суммарной величине деформации пластов, и приложение к обсадной эксплуатационной колонне осевой нагрузки, дополнительно выявляют интервалы заколонных перетоков флюидов, перфорируют обсадную эксплуатационную колонну в этих интервалах и производят закачку через перфорационные отверстия в заколонное пространство тампонирующего материала с одновременным приложением к колонне знакопеременных осевых нагрузок.

Кроме того, в качестве тампонирующего материала используют составы на основе глин, а обсадную эксплуатационную колонну перфорируют в интервалах залегания глинистых пропластков.

Сущность изобретения заключается в следующем.

После выявления нарушения технического состояния колонны обсадных труб (например, путем шаблонирования, инклинометрирования) или для предупреждения этого процесса производят разбуривание зумпфа скважины под нижним торцом ремонтируемой колонны труб. Для разбуривания зумпфа применяют долота-расширители или обычные долота с последующим расширением ствола, например, гидромонитором, до величины диаметра не менее внешнего диаметра башмака колонны.

Разбуривание забоя скважины осуществляют на глубину, равную суммарной величине деформации пластов в разрезе скважины. Деформации подвержены главным образом продуктивные пласты по мере падения в них начального пластового давления в процессе разработки месторождения. Деформироваться могут и другие пласты в разрезе скважины, если в процессе разработки месторождения меняется их флюидонасыщенность.

Величину деформации пластов (ΔH), а значит и глубину разбуривания зумпфа скважины, можно рассчитать по приближенной формуле: где H_i толщина i-го деформируемого пласта; м; ΔP_i падение пластового давления в i-ом пласте, МПа; β^*_i = mβ_п+β_т коэффициент сжимаемости пород i-го пласта, I/МПа; m пористость пласта, β_п, β_т сжимаемость пор и твердой фазы породы, I/МПа.

Расчет глубины разбуривания зумпфа необходимо вести для максимального ожидаемого падения пластового давления, чтобы предотвратить деформацию колонны не только в данный момент (при текущем ΔP), но и в процессе всего срока службы скважины.

После разбуривания зумпфа обсадную эксплуатационную колонну перфорируют в интервалах выявленных заколонных перетоков пластового флюида и производят закачку в заколонное пространство через перфорационные отверстия тампонирующего материала.

При наличие в интервалах выявленных заколонных перетоков глинистых пропластков перфорацию обсадной колонны осуществляют в интервалах их залегания. Это делается для повышения эффективности герметизации заколонного пространства за счет того, что глина глинистых пропластков, реагируя на флюиды заканчиваемого тампонирующего материала, совместно с последним создают непроницаемые для пластовых флюидов комплексы. В процессе закачки тампонирующего материала к колонне прикладывают осевые знакопеременные нагрузки, под действием которых происходит опускание низа колонны в разбуренную полость и тем самым выправление колонны. Кроме того, знакопеременные осевые нагрузки провоцируют раскрытие появившихся в заколонном пространстве флюидопроводящих трещин (каналов), которые в раскрытом состоянии с большим успехом тампонируются закачиваемым в заколонное пространство раствором. При этом тампонирующий состав выполняет как бы роль смазки, за счет чего облегчается подвижка и выправление низа обсадной эксплуатационной колонны.

В качестве тампонирующего материала предпочтительнее использование глинистых растворов с содержанием глины порядка 50% При таких концентрациях глин свежеприготовленный раствор обладает вязкостью, при которой он может быть продавлен в заколонное пространство, а после выдержки его в заколонном пространстве (после набухания глины) такой раствор имеет высокие пластичность и тампонирующие свойства, которые не снижаются во времени и при имеющих место относительно подвижных горных пород и обсадной эксплуатационной колонны.

Пример реализации способа.

Продуктивный пласт с начальным пластовым давлением P_пл.н. 30 МПа, пористостью m 0,2, толщиной H=30 м, представленный песчано-глинистыми породами, разрабатывается на режиме истощения. При текущем пластовом давлении P_пл.т. 25 МПа методами промысловой геофизики было зафиксировано искривление обсадной эксплуатационной колонны и заколонные перетоки платового флюида в области кровли продуктивного пласта. Для ликвидации прогрессирующего искривления, которое может привести к смятию и слому колонны, принято решение разбурить зумпф под башмаком колонны на глубину, равную величине ожидаемой деформации продуктивного пласта (других деформируемых пластов в разрезе скважины не обнаружено) в процессе всего срока разработки месторождения. По проекту разработка месторождения ведется до давления P_пл.к. 0,1 МПа, тогда ΔP= 29,9 МПа.

Для продуктивного пласта имеем β_п 6·10^-31/МПа, β_т 3·10^-51/МПа. Глубина разбуривания зумпфа вычисляется по формуле (1): ΔH = H·ΔP·β^*= 30·29,9(0,2·6·10^-3+3·10^-5) = 1,1 После разбуривания зумпфа глубиной 1,1 м произвели перфорацию обсадной эксплуатационной колонны над кровлей продуктивного пласта. Далее по колонне насосно-компрессорных труб с обратным клапаном спустили забойное оборудование с таким расчетом, чтобы перфорированный участок обсадной эксплуатационной колонны оказался между пакерами. После изоляции пакерами межтрубного пространства выше и ниже двухпакерной системы и жесткого сцепления якоря с обсадной колонной произвели закачку через перфорационные отверстия в трещины заколонного пространства глинистого раствора с содержанием глины 50% В процессе закачки тампонирующего материала (глинистого раствора) производилось "расхаживание" инструмента, за счет него произошло выправление обсадной эксплуатационной колонны ее низ опустился в зумпф на 0,2 м, а за счет проникновения и набухания глины в трещинах цементного камня в заколонном пространстве произведена надежная герметизация заколонного пространства в интервале покрышки продуктивного пласта.

Применение описываемого способа позволяет при помощи известных и допустимых средств успешно производить как выправление обсадной эксплуатационной колонны, так и одновременно герметизировать заколонное пространство.

Формула изобретения

1. Способ ремонта обсадной эксплуатационной колонны труб в скважине, включающий определение суммарной величины деформации пластов, вскрытых скважиной, создание полости под нижним торцом обсадной эксплуатационной колонны глубиной, равной суммарной величине деформации пластов, и приложение к обсадной эксплуатационной колонне осевой нагрузки, отличающийся тем, что дополнительно выявляют интервалы заколонных перетоков пластовых флюидов, перфорируют обсадную эксплуатационную колонну в этих интервалах и производят закачку через перфорационные отверстия в заколонное пространство тампонирующего материала с одновременным приложением к колонне знакопеременных осевых нагрузок.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве тампонирующего материала используют составы на основе глин.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что обсадную эксплуатационную колонну перфорируют в интервалах залегания глинистых пропластов.