Способ укрепления неустойчивых пород в бурящейся скважине

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19), (11) 887 А ЗОБ ИСАНИ ТЕ ИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКО ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Ивачев Л. М. Борьба с поглощениямипромывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1982. с.218 в 2,(54) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ НЕУСТОЙЧИВЫХ ПОРОД В БУРЯЩЕЙСЯ СКВАЖИНЕ(57) Для повышения эффективности укрепления неустойчивых обломочных пород в условиях полного поглощения. промывочнойжидкости и непрерывного поступления этихпород в ствол скважины за счет обеспечения равномерного распределения тампоИзобретение относится к бурению скважин различного назначения, в частности к укреплению неустойчивых пород, поступающих в ствол бурящейся скважины;Известны случаи, когда скважина пересекает пачки неустойчивых (несцементированных) пород. сложенных, грубообломочными карбонатным или иным материалом. Большое сечение поровых каналов таких пород обусловливает полное поглощение промывочной жидкости, что.осложняет проведение укрепи- тельных работ. В определенных условиях (угол падения пластов и т.д,) обломочный материал непрерывно (по мере его удаления) поступает в ствол скважины, что фиксируется как обвалы,Дальнейшее углубление скважины или перекрытие этого интервала обсадными 3313 щ ьЯ . Г) Онажного материала в укрепляемом массиве, пород закачку тампонажного материала в укрепляемую породу осуществляют в процессе углубления долота в укрепляемую породу и выхода его из интервала укрепляемых пород, При этом промывку осуществляют раствором тампонажного материала при непрерывном вращении и неоднократном повторении в процессе одной операции таких рейсов в укрепляемом интервале, Промывку тампонажным раствором осуществляют. с минимальным расходом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение бурильной колонны с долотом в укрепляемой породе и достижение наибольшего числа рейсов при определенном объеме тампонажного материала. 1 ил,трубами становится невозможным беэ укрепления неустойчивых пород в интервале их залегания. 4Известны способы укрепления неустой- ф чивых пород в бурящихся скважинах путем (Я закачки в укрепляемый интервал вяжущего (р материала через колонну бурильных труб, СрНаиболее близок к предлагаемому способ борьбы с поглощениями в скважинах, пересекающих горные выработки, путем намыва в выработку заполнителя с последую-щим его укреплением,В соответствии с данным способом при пересечении скважиной горной выработки скважину углубляют ниже подошвы выработки при полном поглощении промывочной жидкости. в результате чего в выработке скапливается выбуренная порода (шлам). Вслучае необходимости вкачестве заполнителя в интервал выработки намывают щебень. шлак, песок и т. д. Затем в скважинуспускают колонну бурильных труб, оснащенную коронкой, и подлежащий укреплению интервал рыхлой породы пробуриваютс промывкой водой.Для обеспечения равномерного поступления вяжущего в укрепляемый массив нижняя,часть бурильной колонны, длина которойравна протяженности укрепляемого интервала, выполнена перфорированной,К недостаткам данного способа относится трудность вхождения в укрепляемуюпороду (заполнитель) в связи с тем, что основная часть промывочной жидкости выходит через отверстия перфорированнойтрубы. не заглубленные в заполнитель (выше коронки), Кроме того, в результате неизбежного измельчения заполнителя частьотверстий оказывается забитой.Но главное заключается в том, что. применение перфорированной трубы не решает задачи равномерного распределения. вяжущего в заполнителе,Как показывают рассмотрение физикипроцесса и опыт проведения.укрепительных работ, поток вяжущего не распределяется равномерно в укрепляемой рыхлойпороде (заполнителе), а выходит в зоне наименьшего сопротивления - верхней частиперфорированной трубы.,В результате этого цель работ - создание равномерно укрепленного массива, вкотором возможно образование стволаскважины с устойчивыми стенками. не достигается или достигается под влияниемслучайных факторов.Цель изобретения - повышение эффективности укрепления неустойчивых пород вусловиях полного поглощения промывочной жидкости и скопления породы на забоеза счет обеспечения равномерного распределения вяжущего (тампонажного раствора)в укрепляемом массиве для получения однородного "шламового" бетона.Указанная цель достигается тем, что углубление бурильной колонны труб, оснащенной коронкой или долотом, вукрепляемую породу и выход из нее производятся при непрерывном вращении колонны труб с промывкой растворомтампонажного материала. При этом обеспечивается максимально возможное при данном обьеме тампонажного раствора числорейсов коронки или долота в скопившейсяпороде. Для этого промывку осуществляютс минимальным расходом, т.е, с расходом,при котором объем продавливаемого эаодин рейс тампонажного раствора наимень ший, Данный режим определяют предварительно при вхождении в укрепляемый массив с промывкой имеющимся буровым раствором на 3-4 режимах и уточняют в 5 процессе рейсов с промывкой тампонажным раствором,Объем тампонажного раствора подсчитывают по формуле: Ч = - и п 1О4 10 2314 Я Х 13 Х 04 =4 где Оэ. - принятый диаметр зоны закрепления, м;и - протяженность укрепляемого интервала, м;а - пористость укрепляемой породы(0.2-0,4 ).На чертеже приведена схема осуществ ления предлагаемого способа укреплениянеустойчивых пород.При бурении в случае вскрытия неустойчивых пород и зоны полного поглэщения 1 и скопления порода (шлама) 2 в стволе в скважину спускают бурильную колонну 3, оснащенную коронкой (долотом) 4, При промывке буровым. раствором 5 определяют минимальный расход и обьем тампонажного раствора за один рейс. Затем в бурильную колонну закачивают тампонажный раствор 6. Тампонажный раствор продавли.вают в затрубное пространство с определенным ранее минимальным расходом при непрерывном вращении и возвратно-поступательном движении бурильной колонны, равномерно заполняя тампонажным раствором укрепляемый массив 7. После твердения образуется "шламовый" бетон 8, где формируется ствол скважины с устойчивыми стенками 9.Использование предлагаемого способапозволяет повысить эффективность укрепи- тельных работ путем исключения повторных 45заливок, а также увеличения доли успешных операций по укреплению, т,е, снижению числа ликвидируемых в связи с обвалами скважин.Пример расчета и проведения работ Исходные данные:Диаметр закрепления ОЗ=1,0 м Протяженность укрепляемого интервала п=13 мПористость укрепляемой породы гл=0,4 1. Определяют обьем тампонажного материала по формуле1745887 15 Составитель В.ШамшиРедактор Т,ФетодовТехред М,Мортентал Л,Лука Корр Заказ 2371 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изоб113035, Москва, Ж, РауПодписноетениям и открытиям икая нэб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, У д, ул.Гагарина, 10 2. Определяют минимальный расход тампонажного раствора ОминНапример, Омин=0,006 .л/с при наименьшем объеме ц=0,5 м .3. Определяют время продавки тампо-, 5 нажного раствора Ч 4 мТр= - = = 10 мин.Омин 0,006 м с104. Количество рейсов в укрепляемой по- роде 17 40 м Ъ =. - =з = 8 рейсов 0.5 мФормула изобретения Способ укрепления неустойчивых пород в бурящейся скважине, включающий закачку тампонажного материала через бурильйую колонну с долотом в укрепляемую породу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности укрепления неустойчивых пород в условиях полного поглощения промывочной жидкости и непрерывного поступления этих пород в ствол скважины за счет обеспечения равномерного распределения тампонажного материала в укрепляемом массиве пород, закачку тампонажного материала в укрепляемую породу осуществляют в процессе углубления долота в укрепляемую породу и выхода его из интервала укрепляемых пород с проМывкой раствором тампонажного материала при непрерывном вращении и неоднократном повторении в процессе од-. ной операции таких рейсов в укрепляемом интервале, при зтом промывку раствором тампонажного материала осуществляют с минимальным расходом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение бурильной колонны с долотом в укрепляемой породе и достижение наибольшего числа рейсов при определенном обьеме тампонэжного материала,