Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при бурении скважины через зоны поглощения промывочной жидкости.

Известен способ бурения скважины, при котором выполняют вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны. Скважину бурят, не доходя до продуктивного пласта на 5-40 м, спускают бурильные трубы с пакером на конце. Пакер размещают над нижним интервалом зоны поглощения. По колонне труб закачивают в зону поглощения глинистый раствор плотностью 1080-1350 г/см³, содержащий волокнистый наполнитель или резиновую крошку из расчета 0,5-3,0 м³ на 10 м³ раствора при производительности насоса не более 15 м³/час до создания давления на устье скважины 2,8-3,2 МПа. Прекращают закачку. Определяют приемистость скважины. При приемистости, отличающейся от нулевой, продолжают закачку раствора, добиваются нулевой приемистости. Последовательно поднимают колонну бурильных труб с пакером в каждый интервал зоны поглощения и повторяют операции. В последнем верхнем интервале поднимают из скважины колонну бурильных труб с пакером и спускают со скоростью 0,5-1,0 м/с колонну бурильных труб с долотом на конце. Через каждые 300-400 м спуска промывают скважину буровым раствором и постепенно заменяют его. Поднимают колонну бурильных труб с долотом из скважины. Спускают бурильную компоновку и добуривают скважину до проектной отметки (Патент РФ №2478769, кл. E21B 21/00, E21B 7/00, опубл. 10.04.2013).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ вскрытия бурением катастрофически поглощающего пласта, включающий определение интервала поглощения, а также таких характеристик, как интенсивность поглощений, наличие в этих интервалах провалов бурильного инструмента, изменений механической скорости бурения по материалам бурения и геофизических исследований в соседних пробуренных скважинах. Определяют пластовое давление поглощающего пласта и вскрывают его бурением с использованием глинистого раствора, обработанного наполнителем. Перед приготовлением глинистого раствора пластовое давление поглощающего пласта определяют по математической зависимости. Вскрытие интервала поглощения с частичным поглощением начинают с использованием глинистого раствора вязкостью 35-40 с и с плотностью, обеспечивающей превышение давления столба бурового раствора над пластовым на 0,3÷0,4 МПа, с содержанием волокнистых наполнителей 8-10% от объема бурового раствора, с компоновкой низа бурильной колонны утяжеленной бурильной трубой длиной 75÷100 метров с диаметром 165÷178 мм и с долотом без насадки. Промывку забоя скважины указанным буровым раствором осуществляют производительностью не более 14-15 л/с, при потере циркуляции бурового раствора содержание волокнистого наполнителя в нем увеличивают до 25÷35%, а промывку забоя при углублении осуществляют с производительностью насоса 3-4 л/с до восстановления циркуляции. После полной проходки интервала поглощения зону поглощения закрепляют закачкой цементного раствора (патент РФ №2259460, кл. E21B 21/00, E21B 33/138, опубл. 27.08.2005 - прототип).

Общим недостатком известных способов является сложность изоляции широкого интервала поглощения в скважине.

В предложенном изобретении решается задача изоляции широкого интервала поглощения в скважине.

Задача решается тем, что в способе изоляции зоны поглощения при бурении скважины, включающем бурение скважины со вскрытием интервала поглощения и закрепление интервала поглощения цементным раствором, согласно изобретению спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом, не доходя до забоя, промывают забой, перекрывают затрубное пространство, в колонну бурильных труб производят заливку глинистого раствора плотностью 1,12-1,16 г/см³ с наполнителем в виде улюка и кордного волокна 10-30% от объема раствора, буферной жидкости, гельцемента в виде смеси цемента с 7-9% глинопорошка, затворенного на технической воде с добавлением 1,5-2,5% хлорида кальция, и технической воды, открывают затрубное пространство, по колонне бурильных труб производят заливку технической воды частично с вращением и частично с расхаживанием колонны бурильных труб, при этом не допускают погружения колонны бурильных труб ниже начально установленной глубины конца, поднимают колонну бурильных труб на глубину выше уровня залитых объемов, вымывают остатки цементного раствора из колонны бурильных труб, закрывают затрубное пространство, по колонне бурильных труб продавливают техническую воду, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента, спускают открытый конец колонны бурильных труб и нащупывают голову цементного моста, повторяют операции на новой глубине столько раз, сколько достаточно для создания общего цементного моста не менее интервала зоны поглощения, поднимают из скважины колонну бурильных труб, разбуривают цементный мост, добуривают скважину до проектной глубины, обсаживают и цементируют затрубное пространство.

Сущность изобретения

Существующие способы строительства скважины достаточно хорошо изолируют интервалы поглощения бурового раствора небольшого размера, однако при изоляции широкого интервала поглощения возникают значительные трудности, проявляющиеся в частичной неполной изоляции. В предложенном изобретении решается задача изоляции широкого интервала поглощения в скважине. Задача решается следующим образом.

При строительстве скважины бурят скважину со вскрытием интервала поглощения. Спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом, не доходя до забоя ориентировочно 10 м. Промывают забой водой с производительностью бурового насоса 15-16 л/с. Перекрывают затрубное пространство, т.е. пространства между колонной бурильных труб и стенками скважины, постановкой лубрикатора. Верхнюю трубу колонны бурильных труб снабжают воронкой. Через воронку заливают глинистый раствор плотностью 1,12-1,16 г/см³ с наполнителем в виде улюка и кордного волокна в объеме 10-30% от объема раствора. Затем заливают буферную жидкость - воду. После этого заливают гельцемент в виде смеси цемента с 7-9% глинопорошка, затворенного на технической воде с добавлением 1,5-2,5% хлорида кальция. В конце заливают техническую воду. Открывают затрубное пространство. По колонне бурильных труб производят заливку технической воды частично с вращением и частично с расхаживанием колонны бурильных труб. При этом не допускают погружения колонны бурильных труб ниже начально установленной глубины конца колонны. Поднимают колонну бурильных труб на глубину выше уровня залитых объемов, вымывают остатки цементного раствора из колонны бурильных труб, закрывают затрубное пространство. По колонне бурильных труб продавливают техническую воду для удаления из колонны остатков цемента и прочих закаченных компонентов. Проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента. Спускают открытый конец колонны бурильных труб и нащупывают голову цементного моста. Повторяют операции на новых глубинах столько раз, сколько достаточно для создания общего цементного моста не менее интервала зоны поглощения. Поднимают из скважины колонну бурильных труб. Спускают в скважину бурильную компоновку и разбуривают цементный мост. Промывают скважину и определяют уход жидкости. При полной циркуляции, т.е. отсутствии ухода жидкости, добуривают скважину до проектной глубины, обсаживают и цементируют затрубное пространство.

В результате удается заизолировать широкий интервал поглощения в скважине.

Пример конкретного выполнения

Выполняют строительство скважины. Бурят скважину до текущего забоя на глубине 960 м. Зона поглощения (зона полного ухода жидкости) определена на глубинах 770-960 м. В интервале зоны поглощения наблюдается полное поглощение, т.е. полный уход бурового раствора. Для изоляции зоны поглощения проводят следующие мероприятия.

Спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом до забоя, т.е. спускают до глубины 950 м. Промывают забой водой с производительностью бурового насоса в пределах 15-16 л/с. На устье скважины отворачивают квадратную штангу и на верхнюю бурильную трубу наворачивают воронку. Закрывают превентор, таким образом перекрывают затрубное пространство, т.е. пространство между колонной бурильных труб и стенками скважины. Через воронку производят заливку 35 м³ глинистого раствора. Плотность раствора поддерживают в пределах 1,12-1,16 г/см³. Раствор используют с наполнителем в виде улюка и кордного волокна. Поддерживают объем наполнителя в пределах от 10 до 30% от объема раствора. Раствор подают на воронку буровым насосом с производительностью бурового насоса не более 5 л/с. Посредством цементировочного агрегата ЦА-320 внутрь бурильных труб заливают буферную жидкость - техническую воду в объеме 2 м³. Заливают через воронку 7 т гельцемента в виде смеси цемента с глинопорошком, затворенного на технической воде с добавлением хлорида кальция. Количество глинопорошка поддерживают в пределах 7-9%, количество хлорида кальция поддерживают в пределах 1,5-2,5%. Производят заливку через воронку технической воды в объеме 2 м³.

Открывают превентор, т.е. открывают затрубное пространство.

По колонне бурильных труб производят заливку технической воды в объеме 7,1 м³, из них 2,2 м³ с вращением и 4,9 м³ с расхаживанием колонны бурильных труб на длину квадратной штанги, ориентировочно 12 м. При этом не допускают погружения колонны бурильных труб ниже начально установленной глубины конца на глубине 950 м. Поднимают колонну бурильных труб на 300 м. Промывают скважину в объеме не менее 2 циклов циркуляции воды и вымывают остатки цементного раствора из колонны бурильных труб. Закрывают превентор, т.е. закрывают затрубное пространство. По колонне бурильных труб продавливают техническую воду в объеме 1 м³. Проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента в течение 4 часов.

Спускают открытый конец колонны бурильных труб и нащупывают голову цементного моста. Голова цементного моста определена на глубине 826 м.

Далее выполняют все действия, описанные выше. После проведения технологической выдержки для схватывания и твердения цемента в течение 4 часов вновь спускают открытый конец колонны бурильных труб и нащупывают голову цементного моста. Голова цементного моста определена на глубине 778 м.

Опять выполняют все действия, описанные выше. После проведения технологической выдержки для схватывания и твердения цемента в течение 4 часов вновь спускают открытый конец колонны бурильных труб и нащупывают голову цементного моста. Голова цементного моста определена на глубине 699 м.

Полностью поднимают из скважины колонну бурильных труб. Разбуривают цементный мост в интервале 699-950 м. Спускают колонну бурильных труб с долотом и забойным двигателем и проверяют циркуляцию воды в скважине. Циркуляция составляет 100%, т.е. никакого ухода жидкости в зону полного ухода не наблюдается. Делают вывод о полной изоляции зоны полного ухода.

Бурят скважину до проектной отметки, обсаживают, цементируют затрубное пространство и осваивают скважину.

В результате удается решить задачу изоляции широкого интервала поглощения.