Способ крепления скважин

 

ОП ИСAНИЕ 88зЗз4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскин

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22)Заявлено 01.11.79 (21) 2834783/22-03 с присоелииением заявки М (23) Приоритет (S! )Ì. Кл.

Е 21 В 33/138

Государственный комитет но делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень М 43 (53) УДК 622.245 .442(088.8) Дата опубликования описания 25 . 1l . 81

P. Х. Ибатуллин, И. С, Катеев, Л. А. Го

Р.,Г. Загидуллин, P. А. Хабибуллин, М.Н и Т. Н. Бикчурин (72) Авторы изобретения

Татарский государственный научно-исслед и проектный институт нефтяной промышлен (71) Заявитель (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к способам крепления скважин при их строительстве.

Известен способ крепления скважины

5 включающии.замену скважинной жидкости глинистым раствором, обработку ствола скважины раствором с крепящими свойствами и закачку тампонажного раствора в заколонное пространство.

При этом раствор с крепящими свойствами включает техническую воду, тампонажный портландцемент, глину, кальцинированную соду и кярбоксиметилцеллюлозу КМЦ t1) .

При использовании данного способа на стенках скважины образуется тонкая твердеющая корка, которая по своим механическим и гидроизолирующим свойствам, хотя и превосходит глинистую корку, но все же обладает низкими прочностпыми и адгезионными показателями, так как B ее составе имеются КМЦ и инертный наполнитель глина. Наличие в растворе гидратиро ванных частиц глины и молекул полимерного материала — КМЦ ослабляет физико-химическое взаимодействие между цементными частицами. Это удлиняет сроки схватывания у формируемой корки, а также снижает механические и адгезионные свойства цементного камня, что в свою очередь, приводит к снижению сопротивления контактной зоны "порода-цементный камень" гидропрорыву. Эти недостатки не позволяют обеспечить надежное разобщение пластов, особенно на поздней стадии разработки месторождений.

Известен также способ крепления скважин, включающий замену скважинной жидкости глинистым раствором, обработку ствола скважины раствором с крепящими свойствами и буферной жидкостью, закачку цементного раствора в заколонное пространство. В качестве крепящего раствора используют силикатно-крепящий раствор (СКР), 883334

45

55 содержащий в своем составе техническую воду, товарное жидкое стекло и карбоксиметилцеллюлозу (21, Недостатком этого способа является низкое качество крепления,поскольку упрочнение глинистой корки в результате взаимодействия с силикатами происходит, лишь на глубину до 4 мм, тогда как общая ее толщина достигает 8-10 мм и более. Такая глинистая корка на праницаемых стенках остается на весь период существования скважины, что, в свою очередь, приводит к снижению сопротивления контактной зоны "порода-цементный камень" гидропрорыву и преждевременному обводнению скважин пластовыми вода ми.

Цель изобретения — повышение качества крепления скважин.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу крепления, об" работку ствола скважины раствором с крепящими свойствами осуществляют перед заменой скважинной жидкости глинистым раствором.

В качестве крепящего раствора может быть использован силикатно-крепящий раствор (CKP), содержащий в своем составе техническую воду, товарное жидкое стекло и карбоксиметилцеллюлозу.

Водорастворимые силикаты, проникая в поры коллектора, вступают в реакцию с катионами поливалентных металлов, находящихся в поровой жидкости,, Продукты реакции — гидросиликаты соответствующих металлов труднорастворимы и способствуют уменьшению парового объема и, следовательно, снижают проницаемость прискважинной зоны коллектора. Кроме того, в зоне проникновения CKP образуется кремниевая кислота, обладающая тампонирующими свойствами. Все это позволяет уменьшить фильтрацию жидкости из--скважины в пласт, толщину фильтрационной глинистой корки и вероятность прихвата колонн, а также облегчить работы, связанные с удалением глинистой корки, и повысить надежность разобщения пластов при креплении.

Работы осуществляют в следующей последовательности.

Пласты, имеющие коэффициент аномальности давления жидкости до 1,0, вскры вают с промывкой естественной водной йуспензией {EBC), в том числе обработанной поверхностно-активными ве4 ществами 1,ПАВ). Затем до замены ЕВС глинистым раствором, скважину обрабатывают путем закачивания по бурильным трубам крепящего раствора, например, силикатно-крепящего раствора (CKP) следующего состава, вес. :

Товарное жидкое стекло 4,4-7,1

Карбоксиметилцеллюлоза 0,2-0,4

Техническая вола 95,4-92,5

Бремя непосредственного контакта

CKP с обрабатываемым интервалом разреза скважины должно быть не менее

3-5 мин.

Объем .СКР определяется исходя из диаметра скважины и скорости восходящего в заколонном пространстве потока жидкости или мощности обрабатываемого интервала.

В случае малой минерализации естественной водной суспензии перед

СКР в скважину прокачивают 2 — 3 м водного раствора минеральных солей, например, хлористого кальция 3-8 -ной концентрации или пластовой девонской воды(ПДВ) . Далее ЕВС в скважине заменяют на глинистый раствор и осуществляют геофизические исследования, спуск колонны, по окончании этих работ скважину промывают буферной жидкостью и производят цементирование заколонного пространства.

При осуществлении способа на стенках скважины формируется глинистая корка значительно меньшей толщины,. чем при обычном способе. Такая гли35„ нистая корка легко отмывается моющей буферной жидкостью, что положительно сказывается на надежности разобщения пластов.

Пример 1. Скважину Ф 4733 Шегурчийской площади Альметьевского УБР пробурили долотом 215,9 мм с промывкой естественной возной суспензией, обработанной поверхностно-активным веществом (ПАВ) — превоцеллом шкапау

0,35 (по объему) .

В период последнего долбления при вскрытии продуктивного пласта, залегающего на глубине 1189-1191 м, в меринке цементировочного агрегата приготовили силикатно-крепящий раствор указанного состава. Для этого мерник заполнили тремя. м технической воды, 200 л жидкого стекла и 12 кг

КИЦ. После полного растворения последнего путем добавления технической оды довели объем раствора до 4 м .

После вскрытия пласта в бурильную колонну перед глинистым раствором за883334

35 качали подготовленный объем CKP u

1,5 м3 технической воды.(в качестве разделительной жидкости) и продавили их по заколонному пространству на поверхность глинистым раствором при работе одного бурового насоса БРН-1 производительностью 8-10 л/с.

После подъема бурильной колонны проводят геофизические исследования„ спускают колонну, после чего осуще- 10 ствляют промывку ствола скважины глинистым раствором, затем закачивают буферную жидкость, представляющую техническую воду в объеме 5 м . Далее цементировочным агрегатом в зако- 15 лонное пространство закачивают це1 ментный раствор плотностью 1,75 и

I 80 г/см3 в объеме 28 м, который продавлен до расчетной высоты /до устья).

Данные кавернометрии, проведенной через 2 и 8 ч после замены ЕВС на глинистый раствор показывают, что сужения ствола в интервале залегания .нефтеносного пласта практически не происходит. Это свидетельствует об отсутсвии на стенках скважины толстой фильтрационной корки.

В аналогичным условиях в скважине

1Ф 1194 на щегурчинской площади, где

30 интервал залегания нефтеносного пес.чаника (1107-1111 м) не обработан СКР, толщина .глинистой корки составляла

5-6 мм.

Известный и предлагаемый способы испытывали в лабораторных условиях.

Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

При предварительном воздействии на керны силикатно-крепящим раство- 40 ром CKP-1 толщина глинистой корки значительно меньше.

Как видно из таблиц, характерным для предлагаемого способа является снижение в 3-4 раза толщины формируемой глинистой корки на кернах, причем корка, сформированная после снижения проницаемости керна, менее прочная и легче удаляется при цементировании в процессе прокачивания буферной жидкости.

Применение способа позволяет предотвратить формирование толстой плотной глинистой корки, отрицательно влияющей на качество крепления скважины.

На стенках скважины, обработанных раствором с крепящими свойствами до перехода на бурение глинистым раст. вором, образуется малопрочная глинистая корка незначительной толщины.

Сформированная тонкая глинистая корка легко отмывается буферной жидкостью. При отсутствии глинистой кор ки обеспечивается хорошее сцепление цементного камня с породой, что позволяет повысить качество крепления и надежность разобщения пластов, а следовательно, сократить число капитальных ремонтов, связанных с обводнением скважин.

При известной технологии цементирования количество обводненных скважин в первые три месяца эксплуатации составляет 23,5Х. Применение предлагаемого способа позволяет сократить число таких скважин примерно на 50Х.

По объединению "Татнефть" средняя стоимость одного капитального ремонта, связанного с изоляцией вод, эа

1978 год составляет 12,8 тыс.руб.

Следовательно, на каждые 100 скважин экономия составит: 12,8 х 23,5 =

150 тыс. руб.

883334

Т а б л и ц а 1 проницаемость керна, дарси

Толщина глинистой корки, мм после воздействия СКР после прокачивания глинистого раствора в течение 30 мин

7560

0,40

7,0

3,5

6630

- 0,34

0,23

6,0

3,- 0

2420

3,0

2,0

Таблица 2

Проницаемость керна, мдарси

Толщина глинистой корки при прокачивании глинистого раствора в течение

30 мин, мм после воздействия пла стовой водой в течени

1 ч

0,47

0,47

7620

1,5

0,90

1,5

0,40

0,40

0,59

6520

0,49

0 18

0,18

1,0

2870

Формула изобретения

Составитель В. Никулин

Редактор Н. Кончицкая Техред Э.фечо Корректор Г. Огар

Заказ 10147/45 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. no делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 после вакуумирования после формирования глинистой корки, мм

I после насыщения после прокачивапластовой во- ния СКР дой

Способ крепления скважин, вклюЧающий замену скважинной жидкости, глинистым раствором, обработку ствола скважины раствором с крепящими свойствами и буферной жйдкостью,за качку цементного раствора в заколонное пространство, о т л и ч а ю— щ и Й с я тем, что, с целью повышения качества крепления, обработку ствола скважины раствором с крепящими свойствами осуществляют перед заме.ной скважинной жидкости глинистым раствором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды ТатНИПИнефть, вып.ХХ11, Казань, 1973, с. 96-103.

2. Перов А. В. и др. Повышение качества разобщения пластов при креплении скважин. -"Нефтяное хозяйство", 1976, У б, с. 20-22(прототип).