Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины с большим зенитным углом.

Известен способ бурения скважины, включающий вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости из внутренней полости компоновки через долото на забой, при этом в зоне поглощения промывочной жидкости часть потока промывочной жидкости из внутренней полости компоновки направляют в затрубное пространство над долотом (патент РФ №2024723, кл. Е21В 21/00, опубл. 15.12.94).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ вскрытия пластов, согласно которому при вскрытии пластов до кровли проводят вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой. Затем спускают и цементируют обсадную колонну с клиновым посадочным кольцом в башмачной части. Продолжают вскрытие с подачей промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой до пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. При вскрытии пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости разобщают затрубное пространство скважины выше пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. Подачу всего потока промывочной жидкости ведут через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство скважины выше места разобщения при одновременном создании в затрубном пространстве ниже места разобщения пониженного давления и депрессии на пласт и эжектировании жидкости со шламом с забоя через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство выше места разобщения, перемешивании с промывочной жидкостью и направлении к устью скважины (патент РФ №2279535, опубл. 2006.07.10 - прототип).

Недостатком известных способов является то, что при строительстве скважины с удаленным смещением забоя от устья, т.е. с большим зенитным углом на забое накапливается шлам выбуренной породы, приводящий к прихвату бурильной колонны и невозможности дальнейшего бурения.

В предложенном изобретении решается задача очистки забоя скважины от шлама, исключения прихватов бурильной колонны.

Задача решается тем, что в способе бурения скважины, включающем размещение в скважине компоновки с забойным двигателем, прокачку через компоновку воды, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя, вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 30-50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20-1,30 г/см³ в объеме 5-10 м³, при прокачке снимают нагрузку с долота, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой, проводят расхаживание компоновки с частотой 1-2 в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости, заменяют буровой раствор на воду, наращивают компоновку бурильной трубой, продолжают бурение, при этом воду используют с начальной плотностью 1,00-1,01 г/см³, в процессе бурения нарабатывают плотность воды за счет частиц выбуренной породы до плотности 1,02-1,06 г/см³, а при вскрытии водопроявляющего горизонта используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды.

Сущность изобретения

Бурение скважин с большими зенитными углами сопровождают прихваты бурильной колонны. При возникновении прихвата с потерей циркуляции промывочной жидкости кольцевое пространство за бурильной колонной утрамбовано горной породой и шламом. Встречается дифференциальный прихват, при котором циркуляция присутствует, а движение бурильной колонны прекращается из-за силы ее прижатия весом столба бурового раствора при фильтрации последнего в проницаемый пласт с пластовым давлением ниже гидростатического. Общая причина прихватов заключается в зашламленности ствола скважины, которая способствует возникновению прихватов. В предложенном изобретении решается задача очистки забоя скважины от шлама. Задача решается следующим образом.

При бурении в скважине размещают компоновку с забойным двигателем, проводят прокачку через компоновку воды, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя. Вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 30-50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20-1,30 г/см³ в объеме 5-10 м³. Вязкий и плотный раствор подобранной плотности и вязкости в наибольшей степени пригоден для удаления шлама с забоя бурящейся скважины. В качестве вязкого бурового раствора могут быть применены глинистый раствор, полимер-бентонитовый раствор, полимерный раствор и т.п. При прокачке снимают нагрузку с долота подъемом компоновки, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой и подъемом компоновки, т.е. проводят расхаживание компоновки с частотой 1-2 в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости. Вымывают шлам с забоя скважины. Расхаживание и упор компоновки на забой как механическое воздействие способствует разбиванию конгломератов шлама, измельчению частиц шлама и облегчает вымывание шлама. После вымывания шлама заменяют буровой раствор на воду, наращивают компоновку бурильной трубой и продолжают бурение. Перед очередным наращиванием компоновки бурильной трубой снова проводят мероприятия по удалению шлама расхаживанием и промывкой вязким буровым раствором. Предложенные мероприятия способствуют разрыхлению и переведению во взвешенное состояние шлама, а вязкий раствор способствует удержанию частиц шлама в растворе и их выносу из скважины.

При бурении в качестве промывочной жидкости используют воду с начальной плотностью 1,00-1,01 г/см³. В процессе бурения частицы выбуренной породы удаляют из воды не полностью и таким образом нарабатывают плотность воды за счет частиц выбуренной породы до плотности 1,02-1,06 г/см³. Более плотная вода способствует лучшему удержанию и удалению частиц породы с забоя скважины. При вскрытии водопроявляющего горизонта вода для промывки смешивается с пластовой водой. После проходки водопроявляющего горизонта в качестве промывочной жидкости используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды.

В результате удается при бурении скважины провести очистку забоя скважины от шлама и исключить прихват бурильной колонны и прочие осложнения при бурении.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. При бурении в скважине размещают компоновку из бурильных труб с забойным двигателем и долотом диаметром 215,9 мм. Проводят прокачку через компоновку воды с начальной плотностью 1,005 г/см³, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя. Начиная с глубины 600 м вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 40 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,25 г/см³ в объеме 8 м³. Буровой раствор имеет следующий состав: глинистый раствор (глинопорошок 130 кг/м³, утяжелитель - доломит 358 кг/м³, сода кальцинированая 5 кг/м³, карбоксиметилцеллюлоза 3 кг/м³, продукт КМК-БУР2 20 кг/м³, катамин АБ 0,45 кг/м³, нефть 5 кг/м³. При прокачке снимают нагрузку с долота, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы 12 м, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой, проводят расхаживание компоновки с частотой 1 спуско-подъем в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости. Заменяют буровой раствор на воду с текущей плотностью 1,03 г/см³, наращивают компоновку бурильной трубой и продолжают бурение. В интервале 810-909 м разбуривают водопроявляющий горизонт. При этом вода для промывки с текущей плотностью смешивается с пластовой водой. После проходки водопроявляющего горизонта в качестве промывочной жидкости используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды. Бурят скважину до проектной отметки без прихватов бурильной колонны.

Пример 2. Выполняют как пример 1.

Применяют полимер-бентонитовый буровой раствор с вязкостью 30 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20 г/см³ в объеме 5 м³, применяют расхаживание компоновки с частотой 2 в минуту, используют воду с начальной плотностью 1,00 г/см³, наработку в процессе бурения плотности воды проводят до плотности 1,02 г/см³.

Бурят скважину до проектной отметки без прихватов бурильной колонны.

Пример 3. Выполняют как пример 1.

Применяют полимерный буровой раствор с вязкостью 50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,30 г/см³ в объеме 10 м³, применяют расхаживание компоновки с частотой 1,5 в минуту, используют воду с начальной плотностью 1,01 г/см³, наработку в процессе бурения плотности воды проводят до плотности 1,06 г/см³.

Бурят скважину до проектной отметки без прихватов бурильной колонны.

Применение предложенного способа позволит решить задачу очистки забоя скважины от шлама.