Результат интеллектуальной деятельности: Способ заканчивания скважины

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к бурению, промывке, очистке и строительству.

Известен способ строительства скважины малого диаметра (патент RU № 2407879, МПК E21B 7/00, E21B 33/138, опубл. 27.12.2010 Бюл. № 36), включающий бурение ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационных колонн, при этом первую часть ствола скважины - направление бурят диаметром не более 300 мм с применением глинистого бурового раствора плотностью 1,12-1,20 кг/м³, вторую часть - кондуктор бурят диаметром не более 220 мм, третью основную часть бурят диаметром не более 160 мм, в качестве бурового раствора при бурении кондуктора и третьей части используют техническую воду плотностью 1,00-1,09 кг/м³, расход технической воды задают превышающими поглощение технической воды зонами поглощений, после вскрытия зоны осыпания и углубления забоя ниже зоны осыпания на 10-15 м производят промывку ствола скважины технической водой в объеме 1-2 объема скважины, поднимают компоновку с долотом, спускают компоновку с открытым концом ниже зоны осыпания, промывают 1,5-2,5 ч водой для образования каверн в зоне осыпания, поднимают компоновку выше зоны осыпания на 10-30 м, проводят технологическую выдержку в течение 0,5-1 ч для осыпания грунта из каверн, спускают компоновку и определяют величину осыпания по изменению глубины забоя, при наличии осыпания проводят дохождение конца труб до забоя с промывкой, спускают компоновку и проводят заполнение интервала осыпания: закачивают глинистый раствор плотностью 1,12-1,25 кг/м³ в объеме от 1 до 5 м³, буфер пресной воды для отсечения глинистого раствора от цементного раствора в объеме 0,5-1 м³, цементный раствор с ускорителем схватывания хлористым кальцием 1-3% в объеме, равном 1,1-1,3 расчетного для перекрытия зоны осыпания, проводят продавку технической водой, поднимают компоновку из скважины, проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента в течение 4-6 ч, спускают бурильную компоновку, которой пробурен ствол скважины, разбуривают цементный мост в интервале зоны осыпания и продолжают бурение скважины до проектной глубины, при этом при закачке цементного раствора производят вращение труб с частотой вращения от 10 до 60 об/мин, а при продавке цементного раствора водой проводят расхаживание колонны труб на величину 8-12 м с частотой от 1 до 4 подъемов в мин.

Недостатками данного способа являются сложность реализации, большие затраты времени на цементирование и разбуривание цементного моста, большое количество операций реализации способа, закачка разного по составу бурового состава приводит к необходимости подвоза его на большом количестве техники, что приводит к удорожанию строительства.

Известен также способ строительства скважины (патент RU № 2410514, МПК E21B 7/00, E21B 7/00, опубл. 27.01.2011 в Бюл. № 3), включающий бурение направления, кондуктора и основного ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационных колонн, при этом направление бурят долотом диаметром 490 мм с применением глинистого бурового раствора плотностью 1,12-1,20 кг/м³, бурение кондуктора проводят в два этапа, вначале бурят промкондуктор долотом диаметром 393,7 мм с применением в качестве бурового раствора минерализованной воды плотностью 1,16-1,20 г/см³, при бурении под промкондуктор каждые 12 м выполняют шаблонировку, заключающуюся в подъеме и спуске долота с вращением и промывкой, а при проявлении эффекта прихвата выполняют проработку интервала прихвата, для чего прокачивают минерализованную воду и вращающимся долотом проходят интервал зоны прихвата до ликвидации эффекта прихвата, на втором этапе после бурения промкондуктора бурят кондуктор долотом диаметром 295,3 мм, а после обсаживания и крепления кондуктора бурят основной ствол скважины долотом диаметром 215,9 мм.

Отсутствие шаблонировки и подготовки основного ствола скважины может привести к аварийным ситуациям при спуске основной обсадной колонны труб, закачка разного по составу бурового состава приводит к необходимости подвоза его на большом количестве техники, что приводит к удорожанию строительства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ крепления горизонтального ствола скважины (патент RU № 2541985, МПК E21B 7/00, МПК E21B 33/13, опубл. 20.02.2015 в Бюл. № 5), заключающийся в том, что в пробуренный ствол скважины спускают компоновку для цементирования, включающую колонный башмак, фильтр, патрубок с заглушками и колонну обсадных труб, при спуске компоновки производят промывку скважины через 350-450 м, потом периодические промывки через 250-350 м и перед входом в горизонтальный ствол, при проводке компоновки по горизонтальному стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса на 2-3 т производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки на 8-10 м до возвращения веса, таким образом проходят весь интервал горизонтального ствола до забоя, при упирании в забой проводят дополнительный цикл промывки с расхаживанием, упирают компоновку в забой, закачивают тампонажный цемент и продавливают через патрубок с заглушками в заколонное пространство, открывая давлением продавки заглушки патрубка.

Отсутствие шаблонировки и подготовки основного ствола скважины может привести к аварийным ситуациям при спуске основной обсадной колонны труб.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание надежного способа заканчивания скважины, исключающего аварийные ситуации при бурении, шаблонировании и спуске обсадной колонны за счет фиксации глубины и интервалов посадок бурового инструмента при шаблонировке и прохождении этих участков с повышенной скоростью вращения и подачей промывочной жидкости до восстановления веса компоновки для цементирования.

Техническая задача решатся способом заканчивания скважины, включающим спуск в пробуренный ствол скважины до забоя компоновки для цементирования, содержащую колонный башмак и колонну обсадных труб, с периодической промывкой скважины, причем при проводке компоновки по стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки до возвращения веса.

Новым является то, что после бурения до проектной глубины, но перед спуском компоновки для цементирования производят подъем бурильной колонны выше потенциальных интервалов осложнений или в башмак предыдущей обсадной колонны, осуществляют технологическую выдержку при превышении времени подъема бурильной колонны выше потенциальных интервалов осложнений, превышающих время оседания оставшейся в стволе выбуренной породы и шлама, производят повторный спуск бурильной колонны до забоя с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервалов посадок по глубине и интервалу, при достижении проектного забоя производят промывку скважины для выноса из ствола скважины на поверхность остатков выбуренной породы и обвального шлама, подъем бурильной компоновки осуществляют с доливом бурового раствора для исключения нефтегазоводопроявления на поверхности скважины, проводят геофизические исследования скважины, при спуске компоновки для цементирования скорость и подачу промывочной жидкости увеличивают при прохождении зафиксированных интервалов посадок для выноса на поверхность породы и шлама из зон осыпания.

Способ осуществляют следующим образом.

После бурения до проектной глубины, но перед спуском компоновки для цементирования производят подъем бурильной колонны выше потенциальных зон осложнений или в башмак предыдущей обсадной колонны. Осуществляют технологическую выдержку, обеспечивающую оседание оставшейся в стволе выбуренной породы и шлама потенциальных зон осыпания. Для шаблонировки производят повторный спуск бурильной колонны до забоя с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервалов посадок по глубине и интервалу. При достижении проектного забоя производят промывку скважины для выноса из ствола скважины на поверхность остатков выбуренной породы и обвального шлама. Подъем бурильной компоновки осуществляют с доливом бурового раствора для исключения нефтегазоводопроявления на устье скважины. Проводят геофизические исследования скважины. После чего низ обсадной колонны перед спуском оснащают башмаком (например, прорабатывающий, силовой, эксцентриковый, лопастной и т.п.) для сборки компоновки для цементирования. Осуществляют спуск до забоя компоновки для цементирования в пробуренный ствол скважины с периодической промывкой скважины. При проводке компоновки по стволу постоянно определяют вес компоновки на подъемнике, при уменьшении веса производят промывку скважины с одновременным расхаживанием компоновки до возвращения веса. При этом скорость и подачу промывочной жидкости увеличивают при прохождении зафиксированных интервалов посадок для выноса на поверхность породы и шлама из зон осыпания. Скорость и подачу промывочной жидкости определяют эмпирическим путем.

Пример конкретного выполнения.

Бурят скважину глубиной 1764 м.

Исходные данные:

Продуктивный горизонт – Пашийский;

Глубина спуска эксплуатационной колонны - 1763 м;

Альтитуда ротора – 229 м;

Направление диаметром 324 мм спущено на глубину 52 м и зацементировано до устья;

Кондуктор диаметром 245 мм спущен на глубину 451 м и зацементирован до устья;

Диаметр скважины 215,9 мм, Vпм=40 л/м, (4 м³/100 м);

Скважина заполнена естественной водной суспензией;

Бурильные трубы ТБПН 127×9,2, Vпм=9,3 л/м⋅см.

После добуривания до проектной глубины 1764м (абсолютная отметка - 1458 м), промывка на забое перед шаблонировкой в режиме: Q=32 л/с; P=95 атм; Циркуляция 100 %. Произвели подъем бурильной колонны с буровым инструментом в интервал 1764-1624 м (без затяжек), произвели технологическую выдержку 2 часа. Шаблонировка: спуск бурильной колонны в интервал 1624-1764 м определена посадка (снижение веса бурильной колонны) на 3 т. Произвели повторный спуск бурильной колонны с циркуляцией жидкости с промывкой и расхаживанием мест посадки бурового инструмента до восстановления веса с фиксацией интервала посадки по глубине и интервалу - 1624-1764 м. Осуществили спуск бурового инструмента и буровой колонны до забоя. Подняли бурильную колонну на поверхность. Разбор компоновки с ревизией элементов.

Геофизические исследования скважины - ГИС.

Подготовительно-заключительные работы на скважине (ПЗР). Монтаж роликов. Размотка кабеля. Монтаж прибора. Исследование произвели приборами прибором К1, МАРК (РК), МАГИС 5БК. Приборы дошли до глубины 1765 м. В связи с дохождением приборов до проектной глубины и отсутствии посадок (затяжек), принято решение подготовку ствола скважины к спуску обсадной колонны не производить.

Подготовительные работы к спуску обсадной колонны.

Сборка низа обсадной колонны 146×7,0 мм, установка прорабатывающего башмака (конструкции аналогичной патенту на ПМ RU № 184027). Спуск обсадной колонны в интервал 0-1745 м. Промывку в режиме Q=10 л/с начали с глубины 1624 м. На глубине 1745 м посадка 5 т от собственного веса. Промыли скважину буровым раствором с расхаживанием обсадной колонны в интервале 1745-1757 м до восстановления веса, причем спуск с расхаживанием осуществляли с промывкой буровым раствором с расходом Q=20 л/с при давлении Р=25 атм. Далее обсадная колонна была спущена в интервале 1757-1764 м (без посадок) до забоя. Промыли на забое в течение 2 циклов в режиме: Q=20 л/с Р=25-35 атм. Циркуляция 100%. Произвели подготовительные работы к цементированию обсадной колонны.

Предлагаемый способ заканчивания скважины позволяет исключить аварийные ситуации при бурении, шаблонировании и спуске обсадной колонны за счет фиксации глубины и интервалов посадок бурового инструмента при шаблонировке и прохождении этих участков с повышенной скоростью и подачей промывочной жидкости до восстановления веса компоновки для цементирования.