Способ снижения гидростатического давления в скважине

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ОЮ (1 И А 21 В 43/25 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИС АВ Бозырев рудое ледоваехники о. Зкий.81 3 др ен с,по ы матудиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ(71) Всесоюзный орденаКрасного Знамени научнотельский институт буров(56) 1, Иуравьев И,И, итация неФтяных месторожГостоптехиздат, 1949,2. Справочная книганефти, Под редакцией В.нова. Н., "Кедра", 1974с. 166 (прототип),54)(57) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ГИДРОСТА- ИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ путем замены используемой при бурении сква" вины заполняющей ее утяжеленной про" мывочной жидкости на жидкость, обеспечивающую вызов притока из пласта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа и сокращения времени и средств на освоение, замену утяжеленной жидкости в сква" жине осуществляют переменной закачкой двух жидкостей - жидкости, обеспечивающей вызов притока, и утяжеленной, аналогичной жидкости, заполняющей скважину, причем объемы закачиваемых порций жидкости, обеспечивающей приток из пласта, постепенно увеличивают а утяжеленной - уменьвают сф )е до полного перехода на промывку скважины жидкостью, обеспечивающей вызов притока.Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частностик бурению и эксплуатации скважин пу"тем снижения гидростатического давле"ния, и может быть использовано .прибурении скважин для облегчения процесса разрушения горных пород и выноса выбуренной породы на поверхность; при испытании скважин для вы"зова притока нефти или газа иэ. пласта; при испытании обсадной колоннына герметичность; при подземном, ка"питальном ремонте скважин.Известен способ снижения гидростатического давления в скважине,заключающийся в использовании пусковых клапанов, размещаемых в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ)и позволяющих промывать скважинупоинтервально1 ,Недостатком укаэанного способаявляется сравнительно низкая его эффективность по снижению гидростатического давления в скважине, Этообусловлено тем, что пусковые клапаны, состоящие из пружин и штоков, вскважинных условиях очень быстро забиваются шламом и выходят из строя,Кроме того, недостатком способаявляются неудобства, связанные с тем,что клапаны крепят на наружной поверхности НКТ, Это способствует увеличению диаметральных размеров НКТи затрудняет их спуск в скважину.Известен способ снижения гидростатического давления в скважине путем замены используемой при бурениискважины заполняющей ее утяжеленной промывочной жидкости на жидкость,обеспечивающую вь 1 зов притока изпласта,При осуществлении этого способадля замены утяжеленной жидкости, используемой при бурении, на легкую,обеспечивающую вызов притока изпласта, в затрубное пространствомежду эксплуатационной колонной и.НКТ закачивают глинистый раствор судельным весом на 0,3"0,4 г/см меньше удельного веса раствора, которымзаполнена скважина. Эти операции производят до тех пор, пока разница вудельных весах между эаканчиваемымраствором и легкой жидкостьа, необходимой для вызова притока, не достигает 0,3-0,4 г/см з. После этого оставшийся в скважине раствор заменяютуказанной легкой жидкостью. Положительным качеством этого способа яв 20 ляется то, что для его осуществления используют обычные НКТ без ка ких-либо устройств, осложняющих зкс. плуатацию скважины Г 2 3Недостатком известного способа является сложность реализации способа из-за необходимости иметь несколько промывочных жидкостей различных удельных весов в больших количествах (как минимум, каждого удельного весав количестве, равном объему скважины)и дополнительных емкостей для размещения этих жидкостей,Кроме того, необходимы большиекапитальные затраты на приготовлениеэтих промывочных жидкостей и их тран"спортировку,Целью изобретения является упрощение способа и сокращение времени исредств на освоение.Указанная цель достигается тем, что согласно способу снижения гидро" статического давления в скважине путем замены используемой при бурении скважины заполняющей ее утяжеленной промывочной жидкости на жидкость,обеспечивающую вызов притока из пласта, замену утяжеленной жидкости вскважине осуществляют попеременнойзакачкой двух жидкостей - жидкости,обеспечивающей вызов притока, и утяжеленной, аналогичной жидкости, заполняющей скважину, причем объемызаканчиваемых порций жидкости, обеспечивающей приток из пласта, постепенно увеличивают, а утяжеленнойуменьшают до полного перехода напромывку скважины жидкостью, обеспечивающей вызов притока.Способ осуществляют следующим образом,Замену утяжеленной жидкости, заполняющей скважину, на легкую, необ"ходимую для вызова притока из пласта, начинают с закачки в НКТ или дру 45гие трубы легкой жидкости и доводятдавление в них до предельной величи"ны, определяемой максимально допустимым давлением на насосе,50После достижения предельной величины давления необходимо переключитьнасос или цементировочный агрегатна закачку утяжеленной жидкости, т.е,той которой была заполнена. скважинадо начала работы. Закачку тяжелой55жидкости продолжают до начала выходапервой порции легкой жидкости из башмака труб, что определяют путем замера количества закачиваемых жидкос1033716 3тей (например, в приемных емкостях цементировочного агрегата) или по па" дению давления на насосе. Во время закачки первой порции тяжелой жидкости давление на насосе не меняется, так как не изменяется количество закачанной легкой жидкости в НКТ. Далее насос снова переключают на закач ку легкой. жидкости. При таком процессе первая порция легкой жидкости пе реходит в затрубное пространство, тем самым понижая гидростатическое давление в нем по сравнению с самым начальным моментом. Это позволит продолжать закачку легкой жидкости второй порции и после того, как вся пер вая порция перейдет в затрубное пространство благодаря чему размер второй ее порции превысит размер первой.Увеличение размера второй порции легкой жидкости позволит сократить размер второй порции тяжелой жидкости, закачиваемой для оттеснения второй порции легкой жидкости до башма ка НКТ, После оттеснения второй порции легкой жидкости до башмака труб в последние закачивают легкую жид" кость (третью по счету 1, Во время этой закачки начнется выход в затруб" Зо ное пространство второй порции легкой жидкости, при котором также, как и при выходе второй порции легкой жидкости, происходит падение гидро- статического давления столба жидкости в затрубном пространстве. Размер третьей порции легкой жидкости будет большем, чем размер ее второй порции и естественно, что сократится размер третьей порции тяжелой .жидкос 40 ти для оттеснения только что закачанной третьей порции легкой жидкости,Поскольку объем затрубного пространства кратно превышает объем НКТ или других труб, то к вцходу на поверхность первой порции легкой жидкости благодаря попеременным закачкам разных жидкостей в затрубное пространство будет вытеснено несколько порций легкой жидкости., в силу чего 50 существенно снизится давление в за" трубном пространстве. При дальнейших попеременных циклах закачек давление столба жидкости в затрубном про" странстве будет продолжать падать и 55 ,наступит момент, когда представится возможность промывать скважину только легкой жидкостью. 4Пример практического осуществления предлагаемого способа поясняетсяследующим расчетом.Пусть дано;Н - глубина спуска НКТм;.ут - плотность соответственнотяжелой и легкой жидкостейг2 5 и 0,8 г/см 5;5 " площадь поперечного сече" .3,ния затрубного пространст"ва скважины 0,015 м;5 - площадь поперечного каналаНКТ О,ООг м 2;Ч - объем затрубного пространства скважины 75 М;Ч - объем канала НКТ 10 м;Ч - суммарный объем Ч и Ч85 мЗР - максимально допустимое давИление на насосе 25 ИПа;Р - потери давления затрачи"Фваемые на преодоление гидравлических сопротивлений5 ИПа.Полагая, что Р постоянно на всехэтапах замены тяжелой жидкости налегкую (на самом деле по мере заменыойо должно несколько снижаться) оп"ределяем, что на преодоление перепада давления, вызванного разницейудельных весов столбов тяжелой и легкой жидкостей, может быть использова"но не болееР,-РН фт-М=25-5=20 ИПа.1 Величина йервой порции легкой жидкости 1. по высоте составит, меа вв ФРлн Рг 2010 101650т- У 2-0,21 Величина этой порции по объемуй, мЭй= 1,( 5 т = 1650 х 0,002 = 3,33Величина первой порции тяжелойжидкости 1.", по высоте в НКТ составит, м:1.1 = Н- = 5000-1650 = 335011) Величина этой порции по объемум 3мЯ 1= 1.5 = 33500,002 6 75 1 Так как первая порция легкой жидкости оттеснена до башмака НКТ и придальнейшем перемещении выйдет в затрубье, следующим этапом будет закачка легкой жидкости второй порции.В процессе этой операции первая пор"ция легкой жидкости после выхода взатрубное пространство займет тамвысоту Й, м:В 1 Э 3 . 2 ОО,О 15103356 ) Наличие первой порции легкой жид-кости в затрубном пространстве послезакачки второй порции легкой жидкостив объеме первой позволит продолжитьее закачку и увеличить ее Высоту на5величину Й, м2 = .+21650+2208702где . - величина второй порции лег-,2кой жидкости по высоте.7) Величина второй порции легкой жид О9,кости по объему составит Я , ма -5 - 1870 0,002 - 3,74Х 2 т ОПри закачке 3,74 м легкой жидкостив затрубное пространство кроме пер",вой порции легкой жидкости 3,3 м . 1 Фвыйдет еще тяжелая жидкость, которойбыла ранее заполнена скважина, в количестве3,74-3,3 = 0,44 м8) В связи с удлинением второй пор фции легкой жидкости сократится размер второй порции тяжелой жидкостипри котором вторая порция легкойжйдкости дойдет до башмака НКТ..2: Н-. = 000-18703130 (м). 22 29) Величина второй порции тяжелойжидкости по объему Ясоставит м,;2 32=2 5. = 3130 0,002 6,2610) По аналогии . высота третьейпорции легкой жидкости, закачиваемой 30в НКТ, также будет превышать размерпредыдущей порции легкой жидкостивторой, которая после перехода в затрубьв займет высоту равную , м:Х 5 тГ- "02 3,74ЗЮ1.О и 1. + 22 1270+250 2120 71611) По объему третья порция легкой жидкости составит ф , м ;.з5 2120 0,002 4,24 12 ) Подобнйм образом определяем высоту третьей порции тяжелой жидкостизм;Н".5000-2120=2880 13) Третья порция з после выхода в затрубное пространство займет высотуР,м;Р . = 2803 5 0,01 Ц Высота четвертой порции легкой жидкости 1-О м1.з+Кз 2120+280 = 2400Далее, как и после предыдущих операций, размеры очередных эакачивае" мых порций тяжелой жидкости будут сокращаться, а размеры порций легкой жидкости увеличиваться, что позволит закачивать в НКТ только легкую жидкость и вымыть остатки тяжелой жид" кости, Согласно расчету при объеме скважины 85 м З, после прокачкиц 195 мъ жидкости, вся скважина будет заполнена только легкой жидкостью. При использовании цементировочного агрегата 3 ЦАА с подачей ц=6,6 л/с (23276 м /ч) при максимальном давлении, время на замену в дан" ном случае составит, ч:с - 195:23 76 = 823ЮЧКак указывалось ранее, при проведении подобной работы по известному способу, потребуется 6"7 сут.Составитель Н. СпасскаяТехре М.Кастелевич Корректор.В, Бутяга раж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035 Москва Ж/35 03 Подпи нного комитета СССР тений и открытий 35 Раушская наб, илиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна