Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано на месторождениях и подземных хранилищах газа (ПХГ) при ликвидации газовой скважины или скважины, содержащей в своей продукции природный газ с негерметичным по газу заколонным пространством.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ ликвидации скважины, включающий глушение скважины и создание газонепроницаемой изолирующей перемычки в виде цементного моста (патент на изобретение RU 2222687, E21B 33/13, опубл. 27.01.2004).

В известном способе ликвидации скважины газонепроницаемые изолирующие перемычки выполнены в виде цементных мостов, при этом наблюдается следующая картина.

В результате уменьшения гидростатического давления, создаваемого столбом цементного раствора при его затвердевании, образование миграционных каналов в теле цементного камня начинается уже в самом начале затвердевания цемента.

Градиент гидростатического давления уменьшается сначала до давления, создаваемого жидкостью затворения цемента. Цементный камень имеет меньший объем, чем исходный объем цементного раствора при закачке в скважину в среднем на 6%. За счет всплывания газа при снижающемся гидростатическом давлении твердеющего цементного раствора в процессе ОЗЦ в цементном камне образуются каналы, а в результате водоотдачи и объемной усадки раствора образуются трещины. Из-за ухода воды на формирование цементного камня глинистая корка, как бы усыхает и при некачественном удалении глинистой корки образуется незаполненное кольцевое пространство, обладающее проницаемостью нескольких Дарси. Газ из продуктивного пласта начинает мигрировать по не полностью сформированному цементному кольцу еще до завершения ОЗЦ. Процесс миграции газа по образованным в цементном камне газовым каналам, ведет к образованию межколонных и заколонных газопроявлений в скважине.

Кроме того, в результате контракции раствора и низкой адгезии между цементным камнем и горной породой, а также между цементным камнем и наружной поверхностью обсадной колонны образуются соответствующие зазоры, которые также являются миграционными каналами.

С учетом изложенного, можно сделать вывод о том, что миграцию газа из продуктивного пласта, образование техногенных скоплений газа, межколонных газопроявлений и грифонов на устье скважины нельзя полностью предотвратить при создании обычных цементных мостов в обсадных колоннах, а также при цементировании до устья.

Таким образом, недостатком известного способа ликвидации скважины является недостаточная герметичность и долговечность газонепроницаемых изолирующих перемычек в виде цементных мостов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание способа ликвидации скважины без упомянутого выше недостатка.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности, долговечности и эффективности ликвидации скважин за счет устранения каналов перетока газа от продуктивного пласта к устью.

Технический результат достигается тем, что способ ликвидации скважины включает глушение скважины и создание газонепроницаемой изолирующей перемычки путем вырезки и удаления участка обсадной колонны, находящегося в интервале непроницаемой покрышки продуктивного пласта, удаления тампонажного материала напротив вырезанного участка, расширения ствола скважины через вырезанный участок с созданием кольцевой полости, заполнения кольцевой полости и внутриколонного пространства баритовой пульпой и осаждения в кольцевой полости твердых частиц баритовой пульпы, жидкостная составляющая которой имеет плотность, обеспечивающую превышение гидростатического давления ее столба над пластовым давлением.

Жидкостная составляющая баритовой пульпы, имеющая плотность, обеспечивающую превышение гидростатического давления ее столба над пластовым давлением и заполняющая кольцевую полость и внутриколонное пространство создает в скважине гидрозатвор, чем обеспечивает герметизацию заколонного пространства скважины.

Создание газонепроницаемой изолирующей перемычки за счет осаждения твердых частиц баритовой пульпы в кольцевой полости повышает надежность ликвидации скважины, т.к. обеспечивает устранение межпластовых и заколонных каналов перетока флюидов, а также восстановление естественной разобщенности пластов горных пород друг от друга, нарушенной в процессе проводки и эксплуатации скважины. Газонепроницаемая перемычка является дополнительным препятствием для миграции газа вверх по скважинному и околоскважинному пространству.

Таким образом, герметизация заколонного пространства обеспечивается не только посредством создания гидрозатвора, но также и путем создания газонепроницаемой изолирующей перемычки, что обеспечивает повышение надежности, долговечности и эффективности ликвидации скважин.

Способ осуществляется следующим образом.

Известными методами исследуют имеющую заколонное давление скважину, определяют причину проявления газа, параметры, пути миграции и источник поступления, например, способом построения кривой восстановления давления или геофизическими методами.

Глушат скважину рабочей жидкостью. Спускают на бурильных трубах вырезающее устройство, например, УВУ (универсальное вырезающее устройство) или фрезер колонный раздвижной, и устанавливают его напротив интервала непроницаемой покрышки продуктивного пласта.

Вырезающим устройством вырезают участок в обсадной колонне с удалением части колонны.

Полностью удаляют тампонажный материал из заколонного пространства в интервале удаления обсадной колонны, разрушая миграционные каналы.

Через вырезанный участок обсадной колонны производят расширение ствола скважины до максимально возможного диаметра путем удаления горной породы. Таким образом, формируется кольцевая полость, с помощью которой может осуществляться гидравлическая связь между заколонным и внутриколонным пространством скважины.

Затем промывают скважину и очищают ее от продуктов разрушения металла, тампонажного материала и горной породы.

Извлекают из скважины бурильные трубы с вырезающим устройством. Спускают в скважину трубную колонну, оснащенную циркуляционным клапаном, таким образом, чтобы циркуляционный клапан располагался между продуктивным пластом и сформированным кольцевым каналом.

Через циркуляционный клапан во внутриколонное пространство и через вырезанный участок обсадной колонны в кольцевую полость закачивают баритовую пульпу. Дожидаются осаждения твердых частиц содержащихся в баритовой пульпе.

Осажденные твердые частицы баритовой пульпы создают в кольцевой полости газонепроницаемую изолирующую перемычку. Продолжительность формирования баритовой газонепроницаемой изолирующей перемычки в скважине должна составлять 5-10 ч.

Для ускорения осаждения барита в жидкостную составляющую баритовой пульпы можно вводить вещества, способствующие ослаблению агрегативной и седиментационной устойчивости баритовой пульпы, повышению прочности газонепроницаемой изолирующей перемычки и созданию кольматационного слоя, устойчивого к разрушению.

Выше газонепроницаемой изолирующей перемычки внутриколонное пространство оставляют заполненным до устья скважины жидкостной составляющей баритовой пульпы.

Жидкостная составляющая баритовой пульпы имеет плотность, обеспечивающую превышение гидростатического давления ее столба над пластовым давлением, т.е. плотность, необходимую для создания гидравлического затвора в скважине.

Таким образом, жидкостная составляющая баритовой пульпы создает гидростатическое давление сверху на баритовую газонепроницаемую изолирующую перемычку. Жидкостная составляющая баритовой пульпы не теряет свойства удерживать гидростатическое давление выше давления газа в продуктивном пласте в течение всего периода существования ликвидированной скважины.

Величину упомянутой выше плотности жидкостной составляющей баритовой пульпы рассчитывают с учетом величины максимального пластового давления, высоты столба жидкости, а также принимая во внимание необходимость превышения гидростатического столба жидкости над пластовым давлением.

После того как в скважине созданы изолирующая перемычка и гидравлический затвор, из нее извлекают трубную колонну, демонтируют устьевую арматуру, устье скважины оборудуют в соответствии с требованиями нормативных документов (см. РД 08-492-02. Инструкция о порядке ликвидации, консервации скважин и оборудовании их устьев и стволов: Утв. постановлением Госгортехнадзора России от 22.05.2002 - М.: Госгортехнадзор, 2002. - 12 с.)

Заявленный способ ликвидации скважины позволит качественно не только изолировать газоносные пласты и исключить вероятность возникновения межколонных и заколонных газопроявлений с грифонами на ликвидированных скважинах, но и демпфировать воздействие на колонны природных и техногенных деформационных процессов.

Заявленный способ ликвидации скважины прост в осуществлении и обладает высокой надежностью, так как гарантирует изоляцию ствола и заколонного пространства скважины от продуктивного пласта, устраняет межколонные газопроявления, а также предотвращает экологическое загрязнение окружающей природной среды, обеспечивает сохранность недр.

Заявленный способ применим и при ликвидации как газовых, так и нефтедобывающих скважин, ликвидируемых, например, по причине обводнения.