Результат интеллектуальной деятельности: Способ заканчивания скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к области строительства скважин и проведению окончательного каротажа перед спуском обсадной колонны.

В процессе строительства скважин возникают проблемы с проведением геофизических исследований перед спуском обсадных колонн. Запись геофизических исследований (далее ГИС) осуществляется последовательным спуском геофизических приборов в скважину на кабеле, после окончания бурения и непосредственно перед началом спуска обсадной колонны. При наличии участков ствола скважины осложненных образованием каверн, спуск приборов на кабеле не возможен, из-за попадания приборов в каверны. Для этого необходимо проводить переподготовку ствола скважины к спуску прибора, с целью беспрепятственного его спуска на кабеле до проектного забоя.

Известен способ заканчивания скважин с проведением окончательного каротажа перед спуском обсадной колонны в скважину (РД 153-39.0-072-01 «Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ приборами на кабеле в нефтяных скважинах», п. 6.3.6.3) при котором при затрудненном спуске скважинных приборов, обусловленном вязкой промывочной жидкостью, наличием в скважине сальников и уступов, допускается увеличение массы приборов за счет закрепляемых снизу специальных грузов. При наличии в скважине уступов целесообразно увеличение длины груза. В особо сложных случаях, по согласованию с недропользователем, приборы спускают в исследуемый интервал через бурильные трубы со скоростью не более 2000 м/ч при условии, что внутренний диаметр труб должен быть больше внешнего диаметра приборов не менее чем на 10 мм.

Недостатками данного способа являются:

- прохождение по стволу скважины геофизических приборов на кабеле может осложняться наличием каверн в интервалах неустойчивых горизонтов. При спуске прибор движется по нижней стенке скважины и попадает в каверну, тем самым препятствуя качественному проведению геофизических исследований на всем протяжении ствола скважины до забоя;

- для подготовки ствола скважины к спуску приборов производят дополнительные работы по переподготовке ствола скважины (проработка, шаблонировка);

- существует риск прихвата и оставления геофизических приборов в скважине из-за обрушения неустойчивых пород в интервале каверн.

Наиболее близким является способ заканчивания скважины (патент RU № 2236558, МПК Е21В 33/13, опубл. 20.09.2004), включающий бурение скважины на проектную глубину, спуск обсадной колонны до кровли продуктивного пласта и цементирование затрубного пространства обсадной колонны до устья скважины, спуск хвостовика и цементирование затрубного пространства хвостовика, при этом после бурения засыпают продуктивный пласт песком и сверху устанавливают цементный мост высотой 2-4 м, после цементирования затрубного пространства обсадной колонны разбуривают цементный мост и вымывают песок, а после цементирования затрубного пространства хвостовика перфорируют хвостовик в интервале продуктивного пласта.

Недостатком является то, что способ предусматривает стандартное проведение геофизических исследований перед спуском и цементированием обсадной колонны. Для подготовки ствола скважины с наличием каверн перед спуском геофизических приборов производят дополнительные работы по переподготовке ствола скважины, при этом существует риск прихвата и оставления геофизических приборов в скважине.

Технической задачей является создание эффективного способа заканчивания скважины путем проведения геофизических исследований при окончательном каротаже за счет беспрепятственного спуска на кабеле геофизических приборов до забоя без предварительной подготовки ствола скважины, осложненного наличием каверн, и дальнейшего цементирования обсадной колонны, а также сокращение временных затрат на этапе заканчивания скважины.

Техническая задача решается способом заканчивания скважины, включающим спуск обсадной колонны и цементирование скважины.

Новым является то, что предварительно на обсадную колонну устанавливают следующую компоновку снизу вверх: проходной прорабатывающий башмак с центральным промывочным отверстием диаметром, равным внутреннему диаметру обсадной колонны, и на расстоянии не менее 1 м от него стоп-кольцо с внутренним диаметром, превышающим диаметр спускаемого геофизического прибора, производят спуск обсадной колонны с компоновкой в скважину на глубину, позволяющую перекрыть кавернозные участки ствола, далее внутрь обсадной колонны на кабеле спускают геофизический прибор до достижения забоя скважины, проводят геофизические исследования и извлекают геофизический прибор на поверхность, после этого обсадную колонну доспускают в скважину до проектной глубины и производят цементирование скважины по общепринятой технологии.

На фиг. 1 представлен общий вид проходного прорабатывающего башмака.

На фиг. 2 представлен вид сверху прорабатывающего башмака.

На фиг. 3 представлен разрез А-А прорабатывающего башмака.

На фиг. 4 представлен в разрезе вид стоп-кольца и продавочной пробки.

Способ заканчивания скважины осуществляют следующим образом.

Предварительно на обсадную колонну (образованную из обсадных труб) устанавливают следующую компоновку снизу-вверх: проходной прорабатывающий башмак 1 (фиг. 1) и стоп-кольцо 2 (фиг. 4) с внутренним диаметром, превышающим диаметр спускаемого геофизического прибора (на фиг. 1-4 не показано), в муфте резьбового соединения обсадных труб между концами двух свинченных обсадных труб (на фиг. 1-4 не показано).

Проходной прорабатывающий башмак 1 включает полый корпус 3 (фиг. 3) с цилиндрической частью и присоединительной резьбой в верхней части для соединения с обсадной колонной (на фиг. 1-4 не показаны) и с нижней частью в форме конусообразного наконечника, что увеличивает проходимость прорабатывающего башмака 1 (фиг. 1). Корпус 3 (фиг. 3) снабжен центральным промывочным отверстием 4, проходящим по всей оси, с внутренней фаской 5 в нижней части, выполненной под углом не более 30 градусов. Причем диаметр центрального промывочного отверстия 4 равен внутреннему диаметру обсадной колонны, т.е. равнопроходной с диаметром обсадной колонны, что позволяет производить внутри обсадной колонны как спуск, так и подъем геофизических приборов при проведении окончательного каротажа. Таким образом повышается надежность спуска и установки проходного прорабатывающего башмака 1 (фиг. 1), а также качество работ. Конусообразный наконечник оснащен как минимум тремя лопастями 6 (фиг. 1, 3), выполненными прямыми или винтовыми и имеющими плоскую форму. Прямые или винтовые лопасти 6 могут быть выфрезерованы в корпусе 1 (фиг. 1) или могут быть наварены на корпус 1 посредством сварки. Применение проходного прорабатывающего башмака 1 с прямыми или винтовыми лопастями 6 (см. фиг. 1, 3) обеспечивает одинаковый положительный эффект.

При этом лопасти 6 по всей поверхности оснащены плоскими твердосплавными зубками 7 (фиг. 3), размещенными на одном уровне с поверхностью лопасти 6. Оснащение лопастей 6 плоскими твердосплавными зубками 7 обеспечивает прочность самого корпуса 3 проходного прорабатывающего башмака 1 (фиг. 1), так как усиливает и повышает износостойкость самого проходного прорабатывающего башмака 1. Твердосплавные плоские зубки 7 устанавливают посредством запрессовки или запайки вровень (на одном уровне) с поверхностью лопасти 6, т.е. зубки 7 не выступают, не увеличивают общий диаметр нижней части корпуса 3 проходного прорабатывающего башмака 1 (фиг. 1) по лопастям 6. А длина лопасти 6 составляет 0,3-0,5 длины цилиндрической части корпуса 3 башмака 1. Например, если длина цилиндрической части корпуса 3 башмака 1 равна 150 мм, то длина лопасти 6 соответствует 50 мм, т.е. 0,3 длины. Или, например, при длине 196 мм цилиндрической части корпуса 3 башмака 1 длина лопасти соответствует 90 мм, т.е. 0,46 длины (округляем до 0,5 длины). Таким образом, лопасти 6 (фиг. 3, 5) с плоскими твердосплавными зубками 7 (фиг. 3) размещены на конусообразном, в т.ч. и торцевом участке наконечника - в нижней части корпуса 3 проходного прорабатывающего башмака 1 (фиг. 1).

Установку стоп-кольца 2 (фиг. 4) на расстоянии не менее 1 м от проходного прорабатывающего башмака 1 (фиг. 1) производят за счет прижатия выступа 8 (фиг. 4) между ниппельными концами обсадных труб с двух сторон. Стоп-кольцо 2 имеет с внутренней стороны в верхней и нижней части конусные фаски 9, выполненные под углом не более 30 градусов, при этом внутри него установлено уплотнительное кольцо 10, и выполнена проточка 11 под посадку стопорного кольца 12 продавочной пробки 13. Внутренний диаметр стоп-кольца 2 превышает диаметр спускаемого геофизического прибора.

Далее производят спуск в скважину обсадной колонны с компоновкой (проходным прорабатывающим башмаком 1 и стоп-кольцом 2) на глубину, позволяющую перекрыть кавернозные участки в пробуренном стволе скважины, с разгрузкой на элеватор. Далее внутрь обсадной колонны на кабеле беспрепятственно спускают геофизический прибор для проведения окончательного каротажа. При этом геофизический прибор проходит осложненные кавернозные участки ствола скважины и далее спускается до достижения забоя в открытом стволе скважины. Производят необходимые геофизические исследования с дальнейшим извлечением геофизических приборов на земную поверхность.

После проведения необходимых геофизических исследований и извлечения геофизических приборов на поверхность обсадную колонну доспускают в скважину до проектной глубины и производят ее цементирование по общепринятой технологии. После получения давления СТОП в конце цементирования, обсадную колонну оставляют на время затвердевания цемента (не менее 2-3 часов) под рабочим давлением.

Предлагаемый способ заканчивания скважин позволяет производить геофизические исследования (окончательный каротаж) с беспрепятственным спуском геофизических приборов на кабеле до необходимой глубины, без предварительной подготовки ствола скважины, в том числе с наличием кавернозных участков, независимо от их величины, тем самым кратно уменьшить время строительства скважины на этапе его заканчивания.