Способ определения устойчивости приствольной зоны скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 47 06 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кого. давления .в скважине и спуск инструмента в скважину, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения устойчивости приствольной эоны скважины и улучшения условий буренияпутем выбора минимального гидростатического дав" ления, обеспечивающего устойчивость ,приствольной эЪны скважины, герметизируют на устье кольцевое пространство скважины, заменяют часть бурового раствора в герметиэдрованном кольцевом пространстве буровым раствором меньшей плотности, выдерживают приствольную зону скважины в течение не менее 0 25 ч и оценивают состоя"Рй ние приствольной эоны скважины по характеру изменения веса бурильного инструмента, спускаемого в открытом стволе, при этом укаэанную последовательность операций, циклически пов- С торяют до появления признаков нарушения устойчивости. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Туркменский государственный научно исследовательский и проектныйинститут нефтяной промышленности(56) 1. Кеворков С.А. и др. Некоторые технологические причины потериустойчивости пород в приствольнойзоне скаажины, РНТС, серБурениеф,вып. 7, М., ВНИИОЭНГ, 1977.2. Австисян Н.Г. Критерий оценкиустойчивости стенок скважины, осложненных глинистыми породами. РНТС,сер, Бурениеф, вып4, М.,ВНИИОЭНГ 1980 (прототип) .(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.УСТОЙЧИВОСТИ ПРИСТВОЛЬНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫрвключающий изменение гидростатичес,я 01010261Изобретение относится к нефтянойи газовой, промышленности и можетбыть использовано при бурении скважин в сложных геологических условиях, например, в глинистых и соленосных породах, районах, характеризующихся аномально высокими давлениямив недрах, а также при совершенствовании технологии процесса бурения,Известен способ определения устойчивости приствольной зоны скважины, 10основанный на использовании данныхпрофилеметрии,Устойчивость приствольной зоныскважины оценивается при этом поизменению конфигурации и поперечного сечения ствола скважины 1).Недостатками известного способаопределения устойчивости приствольной эоны скважины являются необходимость подъема бурильного инструмента, спуска скважинного профилемера,проведения геофизического измерения,а также косвенный характер оценкиустойчивости приствольной зоны скважины.25Наиболее близким по техническойсущнооти и достигаемому результатук предложенному является способ определения устойчивости приствольнойэоны скважины, основанный на оценкепорогового давления вскрытых породо данным геофизических измеренийплотности, влажности и минералиэации плаотовой жидкости и созданиигидростатического давления на стенкискважины не менее, чем поровое давле"З 5ние вокр етых пластов,Известный способ включает операции подготовки ствола скважины к проведению геофизических работ, подъембуровой колонны, спуск в скважину 40геофизического снаряда для регистра"ции электрометрических характеристикпороды, в соответствйи с которымиустанавливается паровое давление впластах, слагающих стенки скважины, 45и подъема геоФизического инструмен"та 2 .Недостатками известного способаопределения устойчивости приствольной зоны скважи.ы являются необходи 50мость подъема буровой колонны, про"ведения геофизических исследований,а также то, что устойчивость приствольной зоны скважины определяетсяпо косвенным признакам, в силу чегоможет давать большую погрешность,т.е. неверную оценку состояния скважины и возможностей совершенствования технологического процесса бурения.60Например, при погрешности +10 в оценке величины порогового давления, соответственно, на 10 выше оптимальной величины будет выбрана для бурения плотность бурового раствора. 65 Кроме того, устойчивость стенокскважины зависит от горно-геологических условий формирования пород и ус"ловий их взаимодействия с Физико-хи"мичеакими свойствами бурового раствора, .что, в свою очередь, обуславливает определенную погрешность в оценке устойчивости приствольной зоныскважины.Целью изобретения является повышение точности определения устойчивости приствольной зоны скважины и улучшение условий бурения.Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу определения устойчивости приствольной зоны скважины,включающему изменение гидростатического дазления в скважине и спускинструмента в скважину, герметизируют на устье кольцевое пространствоскважины, заменяют часть бурового,раствора в герметиэированном кольцевом пространстве буровым растворомменьшей плотности, выдерживают приствольную зону в течение не менее0,25 ч и оценивают состояние приствольной эоны скважины по характеруизменения веса бурильного инструмента, спускаемого в открытом стволе,при этом указанную последовательность операций циклически повторяютдо появления признаков нарушения устойчивости,Определение устойчивости приствольной зоны скважины.по предложенномуспособу осуществляется следующим образом,В башмак промежуточной обсаднойколонны спускается (поднимается) бу- .рильный инструмент в рабочей компоновке, в нижней части которого устанавливается (установлено) посадочноеседло отсекателя потока (для разобщения полости бурильной колонны откольцевого пространства). Закрывает"ся превентер противовыбросового оборудования, и в кольцевое пространство обратной циркуляцией эакачиваютагент меньшей плотности, чем буровойраствор (например, воду, облегченныйраствор и т.п.) . При этом раствор,вытесняемый иэ скважины через буровую колонну, отбирается в мерникибуровой установки, а в кольцевом пространстве на устье за счет разницыплотностей бурового раствора и эаканчиваемого агента возникает избыточное давление. По достижении необходимой величины избыточного давления в буровую колонну сбрасывается отсекатель потока(например, клапан диафрагменного типа), фиксируют избыточное устьевоедавление Р в,кольце, Разрядкой кольцевого пространства понижают давление в скважине. При этом отсекатель потока разобщает полости скважины иВ3 1010261 4 5 1 О 15 ь В.,Стрельченкоеце Корректор А, Повх Заказ 2432/20 Тираж 601 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5г.ужгород, ул,Проектная, 4 Филиал ППП Патент,буровой колонны, предупреждая переток бурового раствора и передачу гид ростатического давления из полости буровой колонны в полость кольцево,. го пространства, При отсутствии проницаемых пластов в необсаженной части ствола скважины избыточное давле" ние на устье падает до нуля по истечении упругого объема жидкости.При возбуждении проницаемых пластов исследуемого разреза и притока иэ скважины задвижка на выкидной линии превентера закрывается и регистрируется кривая восстановления давления на устье; фиксируют восстановленное давление, определяют уменьшение гидростатического давления на стенки скважины по формулеР: Р РВОсст Оставляют ствол скважины разгруженным в течение не менее 0,25 чПо истечении времени выдержки создают избыточное давление в буровой колонне для разрушения диафрагмы отсекателя потока. Закачкой бурового 25раствора в трубы вытесняют из кольцевого пространства агент меньшейплотности, при этом в кольцевом пространстве на устье известными при;емами регулируют избыточное давление, чтобы предупредить безконтроль"ный приток иэ пластов. Затем разгерметизируют кольцевое пространство,осуществляют спуск бурильной колонныв скважину в рабочем режиме, наблюдая за изменением веса бурильной колонны.Если устойчивость приствольнойэоны скважины при,созданном уменьшении давления на стенки скважины иданном времени выдержки не нарушилась, буровой инструмент спускаетсяв скважину без фпосадок и (затя"жек), При нарушении устойчивости приствольной зоны места посадок бурильной колонны прорабатываются и по ха" 45рактеру изменения веса бурильной колонны в интервалах проработок делается заключение о степени нарушенияустойчивости приствольной зоны,Определение устойчивости приствольной зоны скважины по предложенному способу иллюстрируется следующим примером,В одной из скважин последняя промежуточная колонна - хвостовикустановлена в интервале 3400-4200 м55и перекрыла зону сверхвысоких пороСоставителРедактор А.Шандор Техред О,Н вых давлений. Бурение ствола скважины ниже 4200 м осуществляется долотом диаметром 161 мм, Плотность буро"вого раствора в скважине - 2,33 г/смПосле углубления скважины до от"метки 4245 м поцняли бурильный инструмент в башмак промежуточной колонны, закрыли превентер, обратной циркуляцией в затрубное пространствозакачали 13 мводы до расчетного,избыточного давления 75 кг/см (фактическое давление эа счет предельного напряжения сдвига бурового раст-,вора составила 95 кг/см). Сбросилив бурильную колонну отсекатель пото"ка (посадочное седло было включено всостав бурильной колонны заранее)Плавно уменьшили давление на устьедо Офф приняв в емкости агрегата0,5 м 3 упругого объема воды, Далее втечение 1,5 ч наблюдался приток воды30-50 л/ч и прекратился. Оставилискважину на выдержке в течение 5 ч.Таким образом, открытый ствол оставался разгруженным (на 75 кг/см 2) втечение 6,5 ч,Давлением 140 кгс/см на стоякебуровой установки срезали диафрагмуклапана и прямой промывкой буровыминасосами вытеснили воду из кольцевого пространства, Осуществили пуск бу"рильного инструмента и в открытыйствол скважины, Он дошел до забоябез посадок и затяжек.На основании выполненных работплотность бурового раствора в скважи-.не уменьшили до 2,25 г/см 3. В интер,вале 4200-4500 .м определение устойчивости предлагаемым способом выполняли 4 раза. Плотность бурового раствора в скважине уменьшили до 2,0 г/смЗ,что способствовало доведению па"раметрической скважины до проектнойглубины без осложнений,Технико-экономический эффект,отиспользования изобретения возникаетза счет исключения электрометрических работ для оценки состояния ствола скважины;предупреждения осложнений (гидроразрыва пород, нарушения устойчивости стенок скважин и прихвата бурильного инструмента);- сокращения затрат времени и материалов для регулирования свойствбурового раствора,Годовой экономический эффект, связанный с внедрением изЬбретения, составляет 250-300 тысруб. в год,