Способ восстановления герметичности обсадных колонн

 

Изобретение относится к области ремонтно-изоляционных работ и направлено на повышение эффективности. Суть изобретения: способ заключается в перекрытии зоны негерметичности обсадной колонны изнутри пластырем из деформируемой трубы, изготовленной из термопластичного материала, например полиэтилена, а избыточное давление создают за счет расширения саморазогревающегося и саморасширяющегося материала, например, СИГБ - смеси известковой для горных и буровых работ, которым заполняют трубу из термопластичного материала перед перекрытием зоны негерметичности обсадной колонны. 2 з.п. ф-лы. 1 табл.

Изобретение относится к области ремонтно-изоляционных работ (РИР), а именно к способам восстановления герметичности обсадных колонн.

Известен способ восстановления герметичности обсадных колонн, включающий спуск колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) ниже интервала нарушения обсадной колонны, закачивание тампонирующего раствора в НКТ при открытом затрубном пространстве, подъем НКТ выше расчетного уровня тампонирующего раствора в скважине, продавливание тампонирующего раствора за обсадную колонну при закрытом затрубном пространстве [1].

Недостатки аналога заключаются в том, что, во-первых, продавка тампонирующего раствора в заколонное пространство возможна только под высоким избыточным давлением, что небезопасно для целостности остальной части обсадной колонны, во-вторых из-за усадочности тампонирующих материалов результативность операций не превышает 50%.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ установки пластыря в интервале негереметичности обсадной колонны путем перекрытия зоны негерметичности изнутри пластырем из металлической трубы с последующим ее расширением за счет создания избыточного давления [2].

Недостаток известного способа заключается в том, что пластырь выполнен из металла, а это не позволяет материал пластыря задавливать в свищ или трещину в обсадной колонне.

Задача заключается в повышении эффективности ремонтно-изоляционных работ при одновременном снижении трудозатрат.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем перекрытие зоны негерметичности обсадных колонн изнутри пластырем, выполненным в виде деформируемой трубы, расширение пластыря по всей длине путем создания избыточного давления, в качестве деформируемой трубы используют трубу из термопластичного материала, а избыточное давление создают за счет расширения саморазогревающегося и расширяющегося материала, которым заполняют трубу из термопластичного материала перед перекрытием зоны негерметичности обсадной колонны. В качестве термопластичного материала используют полиэтилен, а в качестве саморазогревающегося и саморасширяющегося материала используют СИГБ - смесь известковую для горных и буровых работ.

СИГБ применяют, главным образом, при разрушении прочных хрупких материалов (скальные породы), бетонных и железобетонных изделий, каменных кладок, для добычи природного камня. Он представляет собой порошкообразный негорючий и невзрывоопасный материал, дающий с водой щелочную реакцию (pH 12). При смешивании порошка СИГБ с водой образуется суспензия (рабочая смесь), которая, будучи залита в шпур, сделанный в объекте, подлежащем разрушению, с течением времени схватывается, твердеет, одновременно увеличиваясь в объеме. Увеличение объема - следствие гидратации компонентов, входящих в состав СИГБ, приводит к развитию в шпуре гидратационного давления (более 40 МПа). Под действием гидратационного давления в теле объекта развиваются напряжения, приводящие к его разрушению [3].

Если суспензию СИГБ залить в трубу из термопластичного материала, то есть из материала, размягчающегося при нагревании, загерметизировать концы, то через 1,5 ч начнется реакция с выделением тепла и расширением СИГБ. Тепла выделяется достаточно, чтобы разогреть трубу до 110 - 120^oC, а это выше температуры, при которой, например, полиэтилен размягчается и проявляет повышенную текучесть. Труба увеличивается диаметре без разрушения, и в случае ее предварительного спуска в скважину в зону негерметичности обсадной колонны с натягом прижимается к обсадной колонне, термопластичный материал проникает в свищ или трещину и после окончания реакции и нормализации температуры затвердевает и обеспечивает надежную изоляцию повреждений в обсадной колонне.

Пример реализации. Предположим, что на глубине 400 м эксплуатационная колонна диаметром 146 мм с толщиной стенок 8 мм имеет трещину шириной 2 мм и длиной 2 м.

Берут полиэтиленовую трубу длиной 4 м с наружным диаметром на 2 мм меньше внутреннего диаметра обсадной колонны в интервале негерметичности (т.е. 128 мм) и толщиной стенок 6 - 8 мм. Заглушают нижний конец труб. Готовят суспензию СИГБ, для чего берут 100 кг порошка и 30 л технической воды. Суспензию заливают в полиэтиленовую трубу. Герметизируют верхний конец труб и на колонне НКТ или тросике трубу спускают в зону негерметичности обсадной колонны.

Через 1,5 ч начинается реакция и происходит разогрев и раздувание полиэтиленовой трубы вплоть для соприкосновения со стенками обсадной колонны. Более того, поскольку материал трубы размягчен, он проникает и в трещину, таким образом дополнительно ее герметизирует.

После окончания реакции, которая протекает 0,5 - 1,0 ч, скважину оставляют в покое на 4 - 5 ч для восстановления температуры и затвердевания полиэтиленовой трубы. Затем колонну НКТ или тросик, на которых пластырь был спущен в скважину, поднимают на поверхность. В скважину спускают колонну бурильных труб с малогабаритным турбобуром, долотом или фрезой и разбуривают герметизирующие узлы и содержимое полиэтиленовой трубы. Колонну бурильных труб поднимают. Производят опрессовку обсадной колонны согласно действующим инструкциям.

Преимущества предлагаемого способа основываются на том, что повреждение в обсадной колонне изолируется более надежно за счет проникновения материала пластыря в свищ или трещину. К тому же пластырь из синтетического материала долговечнее, так как не подвержен коррозии.

Источники информации: 1. Блажевич В.А., Уметбаев В.Г. Справочник мастера по капитальному ремонту скважин. М., Недра, 1985, с.163.

2. Авторское свидетельство N 1601330, СССР, кл. E 21 B 29/10, 1990 - прототип.

3. Инструкция по применению смеси известковой для горных и буровых работ (СИГБ). Изд. АО "Стройматериалы", 7 с.

Формула изобретения

1. Способ восстановления герметичности обсадных колонн, включающий перекрытие зоны негерметичности изнутри пластырем, выполненным в виде деформируемой трубы, и расширение пластыря по всей длине путем создания избыточного давления, отличающийся тем, что в качестве деформируемой трубы используют трубу из термопластичного материала, а избыточное давление создают за счет расширения саморазогревающегося и саморасширяющегося материала, которым заполняют трубу из термопластичного материала перед перекрытием зоны негерметичности обсадной колонны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве термопластичного материала используют полиэтилен.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве саморазогревающегося и саморасширяющегося материала используют СИГБ смесь известковую для горных и буровых работ.

РИСУНКИ

Рисунок 1