Способ установки легкоразрушаемого цементного моста в горизонтальной скважине

Авторы патента:

Хасанова Дильбархон Келамединовна (RU)

Кадыров Рамзис Рахимович (RU)

Зиятдинов Радик Зяузятович (RU)

Вашетина Елена Юрьевна (RU)

Гвоздь Михаил Степанович (RU)

E21B33/138 - глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы

C09K8/467 - Материалы для различного использования, не отнесенные к другим подклассам

Владельцы патента RU 2565618:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам установки временных мостов в горизонтальных скважинах. Способ установки легкоразрушаемого цементного моста в горизонтальной скважине включает спуск в горизонтальную скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ - до интервала установки моста, закачку по колонне НКТ в интервал установки моста цементного раствора и мела, а также буферной жидкости, разрушение моста после проведения ремонтных работ раствором соляной кислоты. В качестве цементного раствора используют облегченный тампонажный раствор плотностью 1270-1410 кг/м³ на основе седиментационно-устойчивого тампонажного материала - СУТМ - при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.: СУТМ 29,2-49,3, мел 9,8-23,4, вода - остальное, причем в качестве буферной жидкости используют технологический раствор на основе ксантанового полимера плотностью 1010-1600 кг/м³, который закачивают до и после закачки облегченного тампонажного раствора в объеме не более 30% от объема облегченного тампонажного раствора, причем для разрушения моста из облегченного тампонажного раствора в горизонтальную скважину спускают колонну НКТ с гидромониторной насадкой и осуществляют гидромониторное воздействие на мост 12%-ной ингибированной соляной кислотой с вращением и осевым перемещением колонны НКТ с устья скважины, после чего промывкой удаляют продукты реакции из горизонтальной скважины. Технический результат - осуществление герметичной установки моста в горизонтальной скважине, повышение прочности устанавливаемого моста. 3 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам установки временных мостов в горизонтальных скважинах.

Известен способ установки цементного моста в скважине (Блажевич В.А. и др. Справочник мастера по капитальному ремонту скважин. - М.: «Недра», 1985, с. 165), включающий спуск башмака на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) до нижней границы цементного моста, закачивание через колонну НКТ цементного раствора и продавливание его продавочной жидкостью, подъем башмака с колонной НКТ до верхней границы цементного моста и вымывание излишков цементного раствора.

Недостатки данного способа:

- во-первых, способ предназначен для вертикальных скважин, а в горизонтальных скважинах цементный раствор растекается по стволу горизонтальной скважины и размещается по нижнему периметру обсадной колонны горизонтальной скважины, что не обеспечивает герметичную установку цементного моста в горизонтальной скважине;

- во-вторых, при необходимости разбуривания цементного моста возникают сложности, связанные с неравномерной нагрузкой на разрушающий инструмент, и уход инструмента в сторону с возможным заклиниванием разрушающего инструмента в обсадной колонне ввиду того, что в горизонтальной скважине закачанный по колонне НКТ цементный мост растекается и застывает лишь по нижнему периметру обсадной колонны.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ установки моста из тампонажного пеноцементного состава в скважине (патент RU №2089717, МПК Е21В 33/138, опубл. 10.09.1997, бюл. №25), включающий спуск в скважину колонны НКТ, закачку по колонне НКТ в интервал установки моста тампонажного пеноцементного состава, содержащего цемент, поверхностно-активное вещество, воду и мел, а также буферной жидкости, в качестве которой используется пластовая вода, при этом в качестве поверхностно-активного вещества применяют синтанол при следующем соотношении исходных ингредиентов, мас.ч.:

цемент	37-60
мел	7-30
синтанол	0,5
вода	38,

а разрушение моста из тампонажного пеноцементного состава производят после проведения ремонтных работ с использованием 15%-ного раствора соляной кислоты.

Недостатки данного способа:

- во-первых, способ невозможно реализовать в условиях горизонтальных скважин, так как тампонажный пеноцементный состав растекается и размещается лишь по нижнему периметру обсадной колонны, что не обеспечивает герметичность моста из тампонажного пеноцементного состава в горизонтальной скважине;

- во-вторых, в качестве буфера используется пластовая вода, которая при закачке и продавке может разбавлять цементный раствор, в результате чего он теряет свою прочность, а также вымывает цементный мост, который может образоваться в другом интервале скважины;

- в-третьих, технологически сложный в приготовлении состав с большим количеством ингредиентов, требующих четкого соблюдения указанных пропорций;

- в-четвертых, высокая вероятность неполного разрушения моста в скважине. Это связано с тем, что для разрушения моста закачивают в скважину 15%-ный раствор соляной кислоты, после чего производят технологическую паузу в течение 12-24 ч, в процессе технологической паузы происходит химическая реакция по разрушению моста, при этом велика вероятность разбавления соляной кислоты пластовой водой в скважине и, как следствие, неполное удаление моста в скважине;

- в-пятых, длительный технологический процесс разрушения моста, связанный с технологической паузой в 12-24 ч.

Техническими задачами предложения являются возможность установки герметичного цементного моста в горизонтальной скважине за счет применения состава, исключающего его растекание по обсадной колонне до застывания, а также повышение прочности устанавливаемого цементного моста за счет применения буферной жидкости, исключающей разбавление цементного раствора и обеспечивающей гарантированную установку моста в заданном интервале скважины, упрощение технологии приготовления состава за счет уменьшения количества ингредиентов состава, а также сокращение длительности технологического процесса разрушения моста и гарантированное разрушение моста за счет гидромониторного воздействия на него.

Технические задачи решаются предлагаемым способом установки легкоразрушаемого цементного моста в горизонтальной скважине, включающим спуск в горизонтальную скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ - до интервала установки моста, закачку по колонне НКТ в интервал установки моста цементного раствора и мела, а также буферной жидкости, разрушение моста после проведения ремонтных работ раствором соляной кислоты.

Новым является то, что в качестве цементного раствора используют облегченный тампонажный раствор плотностью 1270-1410 кг/м³ на основе седиментационно-устойчивого тампонажного материала - СУТМ - при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

СУТМ	29,2-49,3
мел	9,8-23,4
вода	до получения водотвердого отношения 0,6-0,9,

причем в качестве буферной жидкости используют технологический раствор на основе ксантанового полимера плотностью 1010-1600 кг/м³, который закачивают до и после закачки облегченного тампонажного раствора в объеме не более 30% от объема облегченного тампонажного раствора, причем для разрушения моста из облегченного тампонажного раствора в горизонтальную скважину спускают колонну НКТ с гидромониторной насадкой и осуществляют гидромониторное воздействие на мост 12%-ной ингибированной соляной кислотой с вращением и осевым перемещением колонны НКТ с устья скважины, после чего промывкой удаляют продукты реакции из горизонтальной скважины.

Реагенты, представленные в заявке.

Седиментационно-устойчивый тампонажный материал (СУТМ), получаемый путем тщательного совместного смешивания тонкомолотого портландцемента и специальных добавок, регулирующих тампонажно-технические свойства. Состав СУТМ представлен в табл. 1.

Оптимальное количество минеральной и облегчающей добавок в материале СУТМ было установлено опытным путем так, чтобы достичь максимально возможного положительного результата - образования цементного камня без каналов и трещин, не ухудшая при этом его прочностные и коррозионные характеристики.

Ингибированная соляная кислота представляет собой смесь соляной абгазной кислоты и ингибитора кислотной коррозии. Требования, предъявляемые к кислоте соляной ингибированной, представлены в табл. 2.

Мел по ГОСТ 12085-88 Мел природный обогащенный. Технические условия.

Буровой раствор на основе ксантанового полимера содержит в своем составе крахмал модифицированный, ингибитор набухания глин на кремнийорганической основе, смазывающую добавку на основе фосфолипидов, бактерицид и карбонатный кольматант. Раствор имеет плотность 1010-1600 кг/м³ и условную вязкость, замеренную на воронке ВБР-1, 35-65 с.

Сущность предлагаемого способа.

Способ установки легкоразрушаемого цементного моста в горизонтальной скважине включает спуск в горизонтальную скважину колонны НКТ до интервала установки моста. Далее по колонне НКТ в интервал установки моста в горизонтальной скважине производят закачку буферной жидкости - технологического раствора на основе ксантанового полимера в объеме не более 30% от объема облегченного тампонажного раствора.

Так, при закачке облегченного тампонажного раствора в объеме, равном 1 м³, закачивают буферную жидкость - технологический раствор на основе ксантанового полимера в объеме не более 0,3 м³, например 0,25 м³.

Затем в колонну НКТ в интервал установки цементного моста производят закачку облегченного тампонажного раствора плотностью 1270-1410 кг/м³, например плотностью 1360 кг/м³, на основе седиментационно-устойчивого тампонажного материала - СУТМ - при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

СУТМ	29,2-49,3
мел	9,8-23,4
вода	до получения водотвердого отношения 0,6-0,9,

в объеме, равном 1 м³.

После закачивания облегченного тампонажного раствора в колонну НКТ закачивают буферную жидкость - технологический раствор на основе ксантанового полимера плотностью 1010-1600 кг/м³ в объеме, равном 0,25 м³.

Облегченный тампонажный раствор обладает тиксотропными свойствами: его вязкость уменьшается при продвижении (разжижается) и увеличивается (сгущается) в покое. При закачивании в скважину тампонажный раствор имеет невысокую вязкость, необходимую для продвижения в колонне НКТ, после достижения необходимой глубины (в покое) вязкость его возрастает, он сгущается.

Благодаря вышеописанным тиксотропным свойствам облегченного тампонажного раствора после его закачки по колонне НКТ в интервал установки моста облегченный тампонажный раствор не успевает растечься по стволу горизонтальной скважины до застывания, в связи с чем после застывания облегченный тампонажный раствор равномерно по периметру заполняет ствол горизонтальной скважины, что обеспечивает герметичность моста в горизонтальной скважине.

Буферная жидкость, в качестве которой применяют технологический раствор на основе ксантанового полимера с плотностью 1010-1600 кг/м³, имеет хорошую удерживающую способность, благодаря чему в заданном интервале горизонтальной скважины образуется мост из облегченного тампонажного раствора. Закачка буферной жидкости, в качестве которой используют технологический раствор на основе ксантанового полимера до и после закачки облегченного тампонажного раствора в объеме не более 30% от его объема, не дает ему уйти из интервала установки и гарантированно обеспечивает установку моста из облегченного тампонажного раствора в заданном интервале горизонтальной скважины. Кроме того, технологический раствор при закачке и продавке не разбавляет облегченный тампонажный раствор, в результате чего он не теряет свою прочность.

После того как необходимость в мосте из облегченного тампонажного раствора отпадает, например, после проведения ремонтно-изоляционных работ, в горизонтальную скважину спускают колонну НКТ, оснащенную снизу гидромониторной насадкой например, выполненную с тремя отверстиями диаметром 5 мм, причем отверстия изготовлены на нижнем торце гидромониторной насадки для осуществления гидромониторного воздействия на разрушаемый мост.

Закачкой 12%-ной ингибированной соляной кислоты в колонну НКТ с устья скважины с одновременным осевым перемещением со скоростью 0,1-0,2 м/мин и вращением со скоростью 20 об/мин колонны НКТ осуществляют гидромониторное воздействие на мост и разрушают его.

В предлагаемом способе обеспечивается гарантированное разрушение моста, так как в процессе гидромониторного воздействия на мост колонна НКТ перемещается вниз, что исключает наличие моста в данном интервале скважины.

Ингибированная соляная кислота представляет смесь соляной абгазной кислоты и ингибитора кислотной коррозии, наличие которого позволяет использовать смесь при химической очистке металлических изделий от отложений (моста из облегченного тампонажного раствора).

После чего извлекают колонну НКТ с гидромониторной насадкой из скважины и спускают в горизонтальную скважину до забоя колонну НКТ с пером и осуществляют промывку горизонтальной скважины, например, закачкой по колонне НКТ технологической жидкости плотностью 1000 кг/м³ в количестве двух объемов скважины, например 36 м³, удаляют продукты реакции из горизонтальной скважины. Затем выполняют запланированные работы в горизонтальной скважине, например обустраивают горизонтальную скважину эксплуатационным оборудованием (технологической колонной труб с глубинным насосом).

В предлагаемом способе не производят технологическую выдержку на химическую реакцию в течение 12-24 ч для разрушения моста, так как разрушение моста производят гидромониторным воздействием на мост 12%-ной ингибированной соляной кислотой в течение 1-2 ч, что позволяет сократить длительность технологического процесса разрушения моста.

В лабораторных условиях подбирали соотношение реагентов облегченного тампонажного цементного раствора на основе седиментационно-устойчивого тампонажного материала - СУТМ при водотвердом отношении (В/Т) от 0,5 до 1. Определяли плотность цементного раствора, его растекаемость, полученные цементные балочки испытывали на изгиб и сжатие, а также на разрушение раствором ингибированной соляной кислоты (опыты №№1-6 табл. 3).

В табл. 3 представлены результаты исследований, из которых следует, что водотвердое соотношение облегченного тампонажного цементного раствора должно находиться в пределах 0,6-0,9. При В/Т<0,6 у раствора растекаемость 160 мм, что затрудняет его закачивание в насосно-компрессорные трубы (НКТ), а при В/Т>0,9 - уменьшается прочность цементного камня, что отрицательно сказывается на качестве установки цементного моста.

В стеклянные стаканы помещали полученные тампонажные камни одинаковой массы, заливали раствором ингибированной соляной кислоты различной концентрации и определяли время их растворения. По результатам исследований установлено (опыты №№1-6), что оптимальным для растворения тампонажного камня является 12%-ный раствор ингибированной соляной кислоты, где растворение происходит в течение 260-320 мин. Растворение тампонажных камней в 24%-ной ингибированной соляной кислоте происходит в течение 20-55 мин, при этом реакция протекает очень бурно со вспениванием, что может вызвать осложнения при промысловых работах. Растворение тампонажных камней в 6%-ной ингибированной соляной кислоте происходит в течение длительного времени - 960-1200 мин, что является нежелательным, так как подвергается опасности коррозии металл обсадной колонны и НКТ.

Таким образом, применение способа установки легкоразрушаемого цементного моста в горизонтальной скважине позволяет:

- произвести герметичную установку моста в горизонтальной скважине за счет применения состава из облегченного тампонажного раствора, исключающего его растекание по обсадной колонне до застывания;

- повысить прочность устанавливаемого моста за счет применения буферной жидкости, исключающей разбавление цементного раствора и обеспечивающей гарантированную установку моста в заданном интервале скважины;

- упростить технологию приготовления состава за счет уменьшения количества ингредиентов, входящих в состав;

- гарантированно разрушить мост за счет прохождения интервала моста колонной НКТ в процессе его разрушения;

- сократить технологический процесс разрушения моста до 1-2 ч за счет гидромониторного воздействия на него 12%-ной ингибированной соляной кислотой.

Способ установки легкоразрушаемого цементного моста в горизонтальной скважине, включающий спуск в горизонтальную скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ - до интервала установки моста, закачку по колонне НКТ в интервал установки моста цементного раствора и мела, а также буферной жидкости, разрушение моста после проведения ремонтных работ раствором соляной кислоты, отличающийся тем, что в качестве цементного раствора используют облегченный тампонажный раствор плотностью 1270-1410 кг/м³ на основе седиментационно-устойчивого тампонажного материала - СУТМ - при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

СУТМ	29,2-49,3
мел	9,8-23,4
вода	до получения водотвердого отношения 0,6-0,9,

Группа изобретений относится к герметизирующим композициям, включающим биутан, и к способам применения таких композиций в подземных операциях. Способ герметизирования подземной формации включает получение герметизирующей композиции, содержащей водную текучую среду, диутановый состав по меньшей мере одну гелевую систему.

Способ изоляции притока подошвенных вод в скважине // 2564704

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к изоляции притока пластовых вод в скважине, забой которой расположен вблизи водонефтяного контакта (ВНК).

Состав для изоляции и ограничения водопритока в скважины // 2564323

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции и ограничения водопритока в скважины, и может быть использовано при изоляции заколонного и межколонного пространства, герметизации обсадных колонн, герметизации резьбовых соединений и изоляции обводнившихся пропластков в нефтяных и газовых скважинах.

Составы и способы для завершений скважины // 2563500

Изобретение касается способа регулирования свойств линейного теплового расширения цементного раствора при размещении в подземной скважине, имеющей по крайней мере одну обсадную трубу, путем введения в состав цементного раствора углеродистого материала для того, чтобы коэффициент линейного расширения раствора был выше, чем у схватившегося цемента, не содержащего углеродистый материал.

Способ изоляции зоны поглощения при бурении скважины // 2562306

Способ изоляции зоны поглощения при бурении скважины включает спуск в скважину компоновки, содержащей пакер и бурильные трубы, посадку пакера, продавливание под пакер изолирующих материалов, проведение технологической выдержки для схватывания цемента, срыв пакера, контроль изоляции, подъем компоновки из скважины, разбуривание цементного моста и продолжение бурения скважины.

Тампонажный состав для изоляции водогазовых притоков в нефтяных нагнетательных и газовых высокотемпературных скважинах // 2559997

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для ограничений водогазопритоков и проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) в нефтяных, нагнетательных и газовых высокотемпературных скважинах от 56 до 120°C.

Гелеобразующий состав для изоляции водопритоков в скважину // 2559233

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к гелеобразующим составам для изоляции водопритоков в нефтяные и газодобывающие скважины, а также может быть использовано для регулирования профилей приемистости в нагнетательных скважинах.

Способ повышения добычи углеводородов путем ограничения выноса песка в нефтяных и газовых скважинах // 2558831

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и может быть использовано для снижения выноса песка в скважину. Технический результат - увеличение межремонтного пробега работы скважины и повышение добычи углеводородов.

Способ поинтервальной кислотной обработки горизонтальной скважины, эксплуатирующей карбонатный коллектор // 2554962

Изобретение относится к нефтедобыче. Технический результат - интенсификация добычи нефти из горизонтальной скважины, увеличение дебита нефти в 1,5-2 раза, снижение обводненности добываемой продукции на 30-50%.

Газоцементный тампонажный раствор // 2552261

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли промышленности, в частности к тампонажным растворам, используемым для крепления слабосцементированных рыхлых пород и цементирования обсадных колонн нефтегазовых, геотермальных и специальных скважин, а также для восстановления призабойной зоны пласта при капитальном ремонте скважин.

Способ установки легкоразрушаемого цементного моста в горизонтальной скважине // 2565616

Способ стабилизации гидрофильной глины // 2564825

Изобретение относится к стабилизации подземной формации, содержащей гидрофильные минералы, посредством способов, включающих введение жидкости переднего фронта, содержащей первую водную базовую жидкость и раствор первого стабилизатора глины, где первый стабилизатор глины присутствует в первой водной базовой жидкости в первой концентрации, затем введение обрабатывающей жидкости, содержащей вторую водную базовую жидкость и раствор второго стабилизатора глины, где второй стабилизатор глины присутствует во второй водной базовой жидкости во второй концентрации, где первая концентрация раствора стабилизатора глины выше, чем вторая концентрация раствора стабилизатора глины.

Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения // 2564708

Состав утяжеленной полисахаридной жидкости для глушения скважин // 2564706

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для глушения скважин. Состав полисахаридного геля для глушения скважин, содержащий минерализованную воду, полученную растворением в пресной воде минеральных солей, и полисахаридный загуститель, содержит в качестве минеральной соли хлорид кальция и/или нитрат кальция, в качестве полисахаридного загустителя - биополимер «Биомикс Плюс» и дополнительно биоцид «Биолан» при следующем соотношении компонентов, масс.

Микробиологическое регулирование в процессе эксплуатации нефтяных и газовых скважин // 2564540

Изобретение относится к использованию биоцидов при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Способ подавления бактериального заражения в жидкости для гидроразрыва пласта, включающий добавление определенного количества перуксусной кислоты, достаточного для подавления роста бактерий, в жидкость для гидроразрыва пласта, включающую воду, по крайней мере, один полимерный загуститель, по крайней мере, один расклинивающий агент, включает также добавление по крайней мере одного поглотителя кислорода, вводимого до перуксусной кислоты.

Состав для предотвращения неорганических отложений // 2564329

Изобретение относится к составам для предотвращения неорганических отложений и может быть использовано в нефтяной и теплоэнергетической промышленности для предотвращения солеотложений в водных системах.

Состав для изоляции и ограничения водопритока в скважины // 2564323

Способ бурения скважин, осложненных поглощающими горизонтами // 2563856

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам предупреждения и ликвидации поглощений бурового раствора в процессе строительства скважины.

Шихта для изготовления магнийсиликатного проппанта и проппант // 2563853

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Способ добычи нефти с применением поверхностно-активных веществ на основе содержащих бутиленоксид алкилалкоксилатов // 2563642

Изобретение относится к способу добычи нефти путем заводнения микроэмульсией Винзор типа III, в котором через не менее чем одну нагнетательную скважину в нефтяное месторождение закачивают предназначенный для снижения поверхностного натяжения между нефтью и водой до значений менее 0,1 мН/м водный состав, поверхностно-активных веществ, содержащий, по крайней мере, одно ионное поверхностно-активное вещество, а из месторождения через не менее чем одну эксплуатационную скважину добывают сырую нефть, отличающийся тем, что используют водный состав поверхностно-активных веществ, содержащий, по крайней мере, одно поверхностно-активное вещество общей формулы R1-O-(D)n-(B)m-(A)l-XY-M+, где R1 означает линейный или разветвленный насыщенный или ненасыщенный алифатический и/или ароматический углеводородный остаток с числом атомов углерода от восьми до тридцати, A означает этиленоксидную группу, B означает пропиленоксидную группу и D означает бутиленоксидную группу, l означает число от 0 до 99, m означает число от 0 до 99 и n означает число от 1 до 99, X означает алкильную или алкиленовую группу с числом атомов углерода от 0 до 10, M+ означает катион и Y- выбирают из группы: сульфатные группы, сульфонатные группы, карбоксилатные группы и фосфатные группы, при этом группы A, B и D могут иметь статистическое или чередующееся распределение или же они могут присутствовать в виде двух, трех, четырех или нескольких блоков в любой последовательности, сумма l+m+n лежит в пределах от 3 до 99 и содержание 1,2-бутиленоксидных групп из расчета на все количество бутиленоксидных групп составляет не менее 80%.

Проппанты для применения в гидравлическом разрыве подземных пластов // 2566347

Изобретение относится к проппантам для гидравлического разрыва пласта - ГРП. Проппант для жидкости обработки скважин включает дискретные частицы подложки, такой как песок, покрытый смолой, содержащей продукт реакции Майяра между углеводами и соединением амина и/или аммония. Жидкость для ГРП, содержащая суспензию жидкости-носителя и проппанта, указанного выше. Способ стимулирования добычи сырой нефти из подземного пласта, включающий введение указанной выше жидкости в пласт. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - повышение эффективности обработки пласта. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 5 пр.