Результат интеллектуальной деятельности: Способ бурения скважины

Изобретение относится к строительству скважины и может найти применение при проводке ствола скважины через зоны обрушений породы.

Известен способ строительства скважины, включающий бурение и крепление направления, кондуктора и промежуточной или эксплуатационной колонны. При бурении промежуточной или эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду. Разбуривают зону осыпания породы и забуривают нижележащую зону с неосыпающимися породами. Поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом. Через скважину прокачивают глинистый буровой раствор, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой, вращают колонну бурильных труб и закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор. При вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение и проводят расхаживание колонны бурильных труб на длину 10-14 м. Продавливают цементный раствор технической водой той же плотности, что находится в скважине, в затрубное пространство до установления одинакового уровня в колонне бурильных труб и затрубном пространстве. Поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее, и продолжают строительство скважины до проектной отметки (патент РФ №2439274, опубл. 10.01.2012).

Известен способ строительства скважины, который включает вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, спуск и цементирование обсадной колонны. Бурение ведут с применением гидравлического забойного двигателя. При достижении зенитного угла более 25° и возникновении опасности прихвата бурильной колонны периодически через каждые 0,5-1,5 часа проводят расхаживание бурильной колонны на величину бурильной трубы плюс 1,0-2,5 м с одновременным вращением бурильной колонны в диапазоне 20-40 об/мин, при этом используют промывочную жидкость с плотностью 1,0-1,4 г/см³, а расход промывочной жидкости устанавливают в пределах 16-45 л/с (патент РФ №2453674, опубл. 20.06.2012).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ строительства скважины, включающем бурение ствола скважины бурильной компоновкой с забойным двигателем с применением гидравлического забойного двигателя, в зоне осложнения периодическое расхаживание бурильной колонны с одновременным вращением бурильной колонны, согласно изобретению бурение скважины повышенного диаметра выполняют долотом диаметром 220,7 мм, разбуривают горизонт с осыпающимися породами и используют буровой раствор с плотностью 1,3-1,4 г/см³, вязкостью 50-90 сП по В3-1, нагрузку на долото выдерживают в пределах 10-15 т, давление бурового раствора устанавливают 7-11 МПа, закачивают буровой раствор с расходом 32-45 л/с, входят на глубину 1,0-1,5 м в продуктивный пласт с зенитным углом 75-85 градусов, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше горизонта с осыпающимися породами, проводят технологическую выдержку в течение 1-2 часов, производят шаблонировку или проработку пробуренного интервала, поднимают компоновку из скважины, проводят каротажные исследования, спускают ту же компоновку в скважину, при спуске определяют интервалы посадки компоновки, проводят проработку интервалов посадки, поднимают компоновку из скважины, спускают до забоя эксплуатационную колонну с нижней секцией из обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной 500-700 м, стыковочным узлом и верхней секцией из бурильных труб, цементируют заколонное пространство нижней секции, отсоединяют от стыковочного узла верхнюю секцию, поднимают верхнюю секцию из бурильных труб, спускают верхнюю секцию из колонны обсадных труб диаметром 177,8 мм длиной от стыковочного узла до устья скважины, стыкуют секции в стыковочном узле, цементируют заколонное пространство верхней секции через стыковочный узел, проводят технологическую выдержку для схватывания и твердения цемента, внутрь эксплуатационной колонны спускают бурильную компоновку с долотом диаметром 155,5 мм, прорабатывают интервал стыковки секций и продолжают бурение продуктивного пласта (Патент РФ №2541978, кл. Е21В 7/00, Е21В 21/00, опубл. 20.02.2015 - прототип).

Недостатком известных способов является сложность прохождения зон осложнения при бурении скважины повышенного диаметра, выражающаяся в прихватывании инструмента, затруднении крепления скважины в зонах осыпания породы.

В предлагаемом изобретении решается задача исключения прихватов бурового инструмента при проведении скважины повышенного диаметра через зоны с осыпающимися породами.

Задача решается тем, что в способе бурения скважины, включающем бурение ствола скважины бурильной компоновкой с забойным двигателем с применением гидравлического забойного двигателя, в зоне горизонта с осыпающимися породами периодическое расхаживание бурильной колонны с одновременным вращением бурильной колонны, разбуривание горизонта с осыпающимися породами с использованием бурового раствора, подъем бурильной компоновки выше горизонта с осыпающимися породами, шаблонировку или проработку пробуренного интервала, подъем бурильной компоновки из скважины, спуск бурильной компоновки в скважину, определение интервалов посадки бурильной компоновки, проведение проработки интервалов посадки, подъем бурильной компоновки из скважины, согласно изобретению, при спуске бурильной компоновки первую промывку производят на глубине 400 м в течение 1,5 циклов, последующие промывки производят через каждые 300 м спуска в течение 1,5 циклов, при бурении проводят контрольный отрыв бурильной компоновки на длину ведущей трубы не реже 1 раза в час, при появлении затяжек останавливают углубление скважины, проводят интенсивную промывку с расхаживанием бурового инструмента с перекрытием муфт до прекращения затяжек, прорабатывают пробуренный интервал, продолжают углубление, проводят контрольные отрывы не реже, чем через каждые 0,5 часа бурения, при продолжении затяжек проводят очистительный рейс ствола скважины бурильной компоновкой, через каждые 50 м бурения поднимают бурильную компоновку до интервала зенитных углов 35°, прорабатывают ствол скважины до забоя для снятия корки и удаления шлама, перед наращиванием бурильной компоновки проводят промывку не менее 1,5 цикла, скорость спускоподъемных операций в интервале горизонта с осыпающимися породами устанавливают не более 0,2 м/с, вынос шлама при бурении устанавливают в объеме 0,4-0,6 м³ шлама на каждые 9 м бурения, после вскрытия продуктивного пласта проводят расхаживание с промывкой до прекращения выноса шлама, подъем бурильной компоновки производят с доливом через каждые 250-300 м, а после спуска компоновки и проработки интервала осложнений прокачивают с забоя вязкоупругий состав, шаблонируют и прорабатывают ствол скважины.

Сущность изобретения

Существующие способы строительства скважины обеспечивают прохождение через зону осложнения, т.е. осыпания, обрушения породы при бурении ствола скважины малого и среднего диаметра. Однако при бурении скважины повышенного диаметра сложность прохождения зоны осыпания возрастает и приемы, подходящие для обычных скважин, не годятся для бурения скважин повышенного диаметра. В предложенном изобретении решается задача исключения прихватов бурового инструмента при проведения скважины повышенного диаметра через зоны с осыпающимися породами. Задача решается следующим образом.

После бурения и крепления направления и кондуктора бурение скважины под эксплуатационную колонну выполняют долотом диаметром не менее 215,9 мм. Бурение ствола скважины ведут бурильной компоновкой с забойным двигателем с применением гидравлического забойного двигателя. При этом закачивают буровой раствор с расходом 32-35 л/с. При бурении и спуске бурильной компоновки первую промывку производят на глубине 400 м в течение 1,5 циклов, т.е. 1,5 объема пробуренной скважины.

Последующие промывки производят через каждые 300 м спуска в течение 1,5 циклов. При бурении проводят контрольный отрыв бурильной компоновки на длину ведущей трубы не реже 1 раза в час. При появлении затяжек останавливают углубление скважины, проводят интенсивную промывку с расхаживанием бурильной компоновки с перекрытием муфт до прекращения затяжек, прорабатывают пробуренный интервал, продолжают углубление, проводят контрольные отрывы не реже, чем через каждые 0,5 часа бурения. При продолжении затяжек проводят очистительный рейс ствола скважины бурильной компоновкой. Через каждые 50 м бурения поднимают бурильную компоновку до интервала зенитных углов 35°, прорабатывают ствол скважины до забоя для снятия корки и удаления шлама. Перед наращиванием бурильной компоновки проводят промывку не менее 1,5 цикла. Вынос шлама при бурении устанавливают в объеме 0,4-0,6 м³ шлама на каждые 9 м бурения.

Разбуривают горизонт с осыпающимися породами. В зоне горизонта с осыпающимися породами выполняют периодическое расхаживание бурильной компоновки с одновременным вращением бурильной колонны, Разбуривание горизонта с осыпающимися породами ведут с использованием бурового раствора. После разбуривания горизонта с осыпающимися породами выполняют подъем бурильной компоновки выше горизонта с осыпающимися породами, шаблонировку и проработку пробуренного интервала, спуск бурильной компоновки в скважину, определение интервалов посадки бурильной компоновки, проведение проработки интервалов посадки, подъем бурильной компоновки из скважины. Скорость спускоподъемных операций в интервале горизонта с осыпающимися породами устанавливают не более 0,2 м/с. После спуска компоновки и проработки горизонта с осыпающимися породами прокачивают с забоя вязкоупругий состав, шаблонируют и прорабатывают ствол скважины, Добуривают скважину и вскрывают продуктивный пласт. После вскрытия продуктивного пласта проводят расхаживание с промывкой до прекращения выноса шлама. Производят подъем бурильной компоновки с доливом через каждые 250-300 м. Выброс инструмента производят с доливом жидкости.

В результате удается выполнить строительство скважины большого диаметра в пластах с осыпающимися породами.

Пример конкретного выполнения

Бурят скважину глубиной 1900 м.

Для бурения используют следующую компоновку: новое долото диаметром 215,9 мм, наддолотный модуль ЗТС-42, гидравлический забойный двигатель ДШОТР-178.7/8, обратный клапан, немагнитные утяжеленные бурильные трубы НУБТ-172 с телесистемой ЗТС, бурильные трубы с приваренными замками ТБПН 127×9,2 - 300 м, толстостенные бурильные трубы ТБТ127 мм - 75 м + буровой инструмент для создания ударной нагрузки с целью освобождения бурильной колонны от прихвата Ясс ЯМБ-172Н, буровой инструмент для создания ударной нагрузки механического действия ЯМБ - ЯСС, буровой инструмент для создания ударной нагрузки гидравлического действия Ясс ЯГБ-172 мм 125 м, бурильный инструмент.

После бурения и крепления направления и кондуктора бурение скважины под эксплуатационную колонну выполняют долотом диаметром не менее 215,9 мм. Бурение ствола скважины ведут бурильной компоновкой с применением гидравлического забойного двигателя. При этом закачивают буровой раствор с расходом, регулируемым в пределах от 32 до 35 л/с. При бурении и спуске бурильной компоновки первую промывку производят на глубине 400 м в течение 1,5 циклов, т.е. 1,5 объема пробуренной скважины. Промывку ведут буровым раствором с плотностью 1,40-1,45 г/см³, условной вязкостью 70-80 с, фильтрацией 1-2 см³/30 мин. Последующие промывки производят через каждые 300 м спуска в течение 1,5 циклов. При бурении 1 раз в час проводят контрольный отрыв бурильной компоновки от забоя на длину ведущей трубы. При появлении затяжек останавливают углубление скважины, проводят интенсивную промывку: длительная промывка скважины с объемным расходом бурового раствора плотностью 1,40-1,45 г/см³, условной вязкостью 70-80 с, фильтрацией 1-2 см³/30 мин, с расхаживанием бурильной компоновки с перекрытием муфт до прекращения затяжек. Прорабатывают пробуренный интервал, продолжают углубление, проводят контрольные отрывы через каждые 0,5 часа бурения. При продолжении затяжек проводят очистительный рейс ствола скважины бурильной компоновкой. Через каждые 50 м бурения поднимают бурильную компоновку до интервала зенитных углов 35°. Как практика показала, шламонакопление в стволе скважины начинается в интервале зенитных углов 35-40°. Прорабатывают ствол скважины до забоя для снятия корки и удаления шлама. Перед каждым наращиванием бурильной компоновки проводят промывку не менее 1,5 цикла. Вынос шлама при бурении устанавливают в объеме 0,4-0,6 м³ шлама на каждые 9 м бурения.

Разбуривают горизонт с осыпающимися породами. В зоне горизонта с осыпающимися породами выполняют периодическое расхаживание бурильной колонны с одновременным вращением бурильной колонны. В зависисмости от роста количества выносимого шлама производят расхаживание на максимально возможную длину или минимум на длину ведущей трубы до полного выноса шлама. Разбуривание горизонта с осыпающимися породами ведут с использованием бурового раствора плотностью 1,40-1,45 г/см³, условной вязкостью 70-80 сек, фильтрацией 1-2 см³/30 мин. После разбуривания горизонта с осыпающимися породами выполняют подъем бурильной компоновки выше горизонта с осыпающимися породами, шаблонировку и проработку пробуренного интервала, спуск бурильной компоновки в скважину, определение интервалов посадки бурильной компоновки, проведение проработки интервалов посадки, подъем бурильной компоновки из скважины. Скорость спускоподъемных операций в интервале горизонта с осыпающимися породами устанавливают 0,2 м/с. После спуска компоновки и проработки горизонта с осыпающимися породами прокачивают с забоя вязкоупругий состав, представляющий собой тот же буровой раствор с добавлением полимерной основы для увеличения его условной вязкости, шаблонируют и прорабатывают ствол скважины. Добуривают скважину и вскрывают продуктивный пласт. После вскрытия продуктивного пласта проводят расхаживание с промывкой до прекращения выноса шлама. Производят подъем бурильной компоновки с доливом бурового раствора для поддержания уровня раствора в скважине, близким к ее устью, через каждые 250-300 м. Выброс инструмента (извлечение из скважины) производят с доливом раствора.

В результате по примеру удается пробурить скважину повышенного диаметра через зоны с осыпающимися породами без прихватов бурового инструмента. Бурение скважины по режимам прототипа приводит к остановке бурения, прихвату бурового инструмента, трудностям извлечения из скважины буровой компоновки.

Применение предлагаемого способа позволит решить задачу исключения прихватов бурового инструмента при проведении скважины через зоны с осыпающимися породами.