Способ строительства скважины

Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины с большим зенитным углом. Способ включает вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны. Бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя. При достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см³, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с. Обеспечивает бурение скважины без прихватов бурильной колонны. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины с большим зенитным углом.

Известен способ бурения скважины, включающий вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости из внутренней полости компоновки через долото на забой, при этом в зоне поглощения промывочной жидкости часть потока промывочной жидкости из внутренней полости компоновки направляют в затрубное пространство над долотом (Патент РФ №2024723, кл. E21B 21/00, опубл. 15.12.94).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ вскрытия пластов, согласно которому при вскрытии пластов до кровли проводят вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой. Затем спускают и цементируют обсадную колонну с клиновым посадочным кольцом в башмачной части. Продолжают вскрытие с подачей промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой до пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. При вскрытии пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости разобщают затрубное пространство скважины выше пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. Подачу всего потока промывочной жидкости ведут через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство скважины выше места разобщения при одновременном создании в затрубном пространстве ниже места разобщения пониженного давления и депрессии на пласт и эжектировании жидкости со шламом с забоя через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство выше места разобщения, перемешивании с промывочной жидкостью и направлении к устью скважины (Патент РФ №2279535, опубл. 2006.07.10 - прототип).

Недостатком известных способов является то, что при строительстве скважины с удаленным смещением забоя от устья, т.е. с большим зенитным углом, возникают прихваты бурильных колонн, приводящие к невозможности дальнейшего бурения.

В предложенном изобретении решается задача строительства скважины с большим зенитным углом без прихватов бурильной колонны.

Задача решается тем, что в способе строительства скважины, включающем вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны, согласно изобретению бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя, при достижении зенитного угла более 250 и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см³, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с.

Сущность изобретения

Бурение скважин с большими зенитными углами сопровождают прихваты бурильной колонны. При возникновении прихвата с потерей циркуляции промывочной жидкости кольцевое пространство за бурильной колонной утрамбовано горной породой и шламом. Встречается дифференциальный прихват, при котором циркуляция присутствует, а движение бурильной колонны прекращается из-за силы ее прижатия весом столба бурового раствора при фильтрации последнего в проницаемый пласт с пластовым давлением ниже гидростатического. Общая причина прихватов заключается в зашламленности ствола скважины, которая способствует возникновению прихватов.

На фиг.1 представлена схема прихвата бурильной трубы в шламовой подушке, где 1 - скважина, 2 - буровой раствор, 3 - буровая труба, 4 - шламовая подушка.

При удаленном забое ствол скважины имеет наклон более 25°, который способствует накоплению шлама, а на участках набора наклона шлам устремляется вниз как санки по ледяной горке, а не вверх к устью вместе с циркуляцией промывочной жидкости.

Шламовая подушка накапливается, постепенно уплотняется и по мере накопления все крепче сцепляется с бурильной трубой, создает сопротивление свободному движению бурильной колонны. В вертикальном стволе шламонакопление распознаваемо в виде шламового осадка на забое, при попытке его размыть возрастает давление, забивается долото или забойный двигатель в случае скоростного в него вхождения. А вот в наклонном стволе шламовая подушка трудно распознаваема, потому что половина сечения скважины свободна (см. фиг.1), циркуляция по нему имеется, а прихват происходит.

В предложенном изобретении решается задача строительства скважины с большим зенитным углом без прихватов бурильной колонны. Задача решается следующим образом.

При строительстве скважины выполняют вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны. Бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя. При достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин. Используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см³, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с.

Как правило, при зенитных углах менее 25° прихватов не возникает. При возникновении опасности прихвата периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м. При этом муфты, соединяющие бурильные трубы, при расхаживании выполняют роль поршней, ершей, скребков и т.п., ворошат, разрыхляют, отслаивают от стенок скважины частицы отложений шламонакоплений. Величина расхаживания на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м гарантирует перекрытие величины воздействия муфт во всем интервале шламонакоплений. Вращение бурильных труб в диапазоне 20-40 об/мин способствует этому процессу. Циркуляция промывочной жидкости выносит частицы шламонакоплений с забоя скважины. Расход промывочной жидкости 16-45 л/с является оптимальным для промывки забоя и удаления частиц шламонакоплений. Плотность промывочной жидкости достаточна для удаления частиц шламонакоплений.

Пример конкретного выполнения

Выполняют строительство скважины со следующими характеристиками: проектное смещение 1307 м, интервал 0-1288 м обсаживается колонной ⌀245 мм, общая длина скважины 2231 м. Бурят ствол скважины с применением компоновки с забойным гидравлическим двигателем. При бурении производят вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой.

С кровли потенциально водопроявляющего намюрского пласта (≈600 м) и до подошвы потенциально нефтепроявляющего и осыпающегося бобриковского пласта (≈1300 м) бурение ведут на буровом растворе с плотностью до 1300 кг/м³, обеспечивающем репрессию на пласты. При достижении угла наклона скважины 58° начата работа по очищению ствола от шламовой подушки. Периодически через каждый 1 час проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,5 м с одновременным вращением бурильной колонны со скоростью 30 об/мин. Используют промывочную жидкость с плотностью 1,3 г/см³, а расход промывочной жидкости устанавливают равным 30 л/с. В результате скважину без прихватов добуривают до проектной глубины. Спускают обсадную колонну и цементируют заколонное пространство.

Изменение времени выполнения мероприятий по предупреждению прихватов в пределах от 0,5 до 1,5 часов, величины расхаживания бурильной колонны в пределах бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне от 20 до 40 об/мин и использование промывочной жидкости с плотностью в пределах от 1,0 до 1,4 г/см³ с расходом промывочной жидкости в пределах 16-45 л/с приводит к гарантированной ликвидации прихватов бурильных труб на забое скважины.

Применение предложенного способа позволит бурить скважины с большим зенитным углом без прихватов бурильных труб на забое скважины.

Способ строительства скважины, включающий вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны, отличающийся тем, что бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя, при достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 ч проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см³, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с.