Способ крепления обсадной колонны в интервале многолетнемерзлых пород

(55 Е 21 В ЗЗ/138 ЗОБ САНИ ышение эффектвращение смямногократном зание за счетения оттаявшей изобретения - пав крепления и предо дной колонны при астепление-п роме ния полного эамещ нефтяной и частности к ле многолетЦелтивност тия обс цикле р обеспеч ситсяостиинте Изобретение о газовой промышл креплению скважи немерзлых пород,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВ(71) Московский институт нефти и газа им, И. М. Губкина(56) Патент США И. 3830303, кл. 166/297, 1974.Авторское свидетельство СССР М 678180, кл, Е 21 В 36/00, 1979.Грязное Г. С. Конструкция газовых скважин в районах многолетнемерэлых пород. М.: "Недра", 1973.Пешалов Ю. А, и др. Строительство скважин за,рубежом на шельфах и акваториях арктических морей в зонах распространения многолетней мерзлоты, М., 1981, с. 28, Обзорная информация ВНИИОЭКГа, сер, Бурение морских нефтяных и газовых скважин, вып, 2.(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ В ИНТЕРВАЛЕ МНОГОЛЕТНЕ- МЕРЗЛЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности, к крдплению скважин в интервале многолетнемерзлых пород, Цель изобретения - повьшение эффективности крепления и предотвращение смятия обсадной колонны (ОК) при многократном цикле растепление-промерзание за счет обеспечения полного замещения оттаявшей воды на незамерзающую углеводородную жидкость в интервале многолетнемерзлых пород (ММП), В интервале ММП цементируют ОК ниже подошвы ММП и заполняют эатрубное пространство незамерзающей углеводо. родной жидкостью(НУВЖ) с плотностью вы- .ше плотности воды. Дополнительно цементируют слой сезонного промерзания - растепления выше верхней границы ММП и вытесняют на поверхность выделившуюся при растеплении воду дополнительным количеством НУВЖ, уровень которой поддерживают о постоянным, Подачу НУВЖ ведут в условиях обратного промерзания до полного вытеснения оттаявшей воды, Давление, возникающее при фазовом переходе вода-лед, распределяется равномерно по всей ОК через углеводо- Б родную жидкость. В случае п ревы шениядавления допустимой величины оно сбрасывается посредством предохранительного клапана. При повторном пуске скважины .лед растает, а вода вытесняется на дневную О поверхность, Процесс идет до установления СО равновесия в системе ММП - углеводород:.ь ная жидкость - скважина, 1 ил, ЬЭ1698423 30 50 воды на незамерзающую углеводородную жидкость в интервале многолетнемерзлых пород,На чертеже представлена схема крепления скважины в интервале многолетнемерзлых пород(ММП), где 1 - обсадная колонна кондуктор), 2 - подошва ММП, 3 - углеводородная незамерзающая жидкость, 4 - раздел ител ьная колон на, 5 - трубопровод для отвода воды, 6 - трубопровод для подачи углеводородной жидкости, 7 - предохранительный клапан, 8 - обратный клапан, 9 - доливная емкость, 10 - тампонажный материал, 11 - обсадная колонна, 12 - границаслоя сезонного растепления-промерзания,13 - кран.Способ предотвращения смятия обсадных колонн в зоне распространения ММП при многократном цикле растепление-про-,мерзание осуществляют следующим обра зом:- охлажденным буровым раствором бурят интервал ММП с целью получения ствола скважины с минеральнымкоэффициентом кавернозности;- спускают обсадную колонну 1;- цементируют колонну до подошвы ММП 2, а выше затрубное пространство заполняют незамерзающей жидкостью на углеводородной основе 3;- спускают разделительную колонну 4 большего диаметра, чем кондуктор,- оборудуют трубопроводами 5, 6 и за. порно-предохранительной 7, 8 арматурой доливную емкость 9;- заливают тампонажным материалом 10 верхний интервал. После твердения цемента и оборудования устья продолжают бурение скважины.Уровень углеводородной жидкости, состоя щей из дизельного топлива и олеофильного глинопорошка поддерживают постоянным с помощью доливной емкости 9, трубопроводов 5 и 6. При бурении или эксплуатации скважины под воздействием теплоносителя возможно растепление ММП, которое начинается от ее подошвы. Выделившаяся вода будет вытесняться углеводородной жидкостью по границе раздела углеводородная жидкость - стенка скважины через трубопровод на дневную поверхность, Углеводородная жидкость поступает иэ доливной емкости по трубоп роводу по границе раздела колонна - углеводородная жидкость, При остановке скважины и понижении температуры вода в трубопроводе и на границе раздела замерзает, а поступление углеводородной жидкости прекращается. Давление, возникающее при фазовом переходе вода-лед, распределяется равномерно по всей колонне через углеводородную жидкость. Если давление превысит значение давления предохранительного клапана Рп.к. Рсм, то клапан откроется и сбросит давление, тем самым предохранит колонну от смятия, При повторном пуске скважины под воздействием теплоносителя лед растает, а вода вытесняется на дневную поверхность. Этот процесс будет происходить до тех пор,пока не установится равновесие ММП углеводородная жидкость - скважина,П р и м е р, Технология осуществления способа при бурении скважины глубиной 2000 м при нижней границе многолетнемерзлых пород 400 м, верхней границы толщины слоя сезонного растепления - промерэания ЗО м.Бурение верхнего интервала осуществляют роторным способом с промывкой охлажденным раствором на углеводородной основе долотом диаметром 295,3 мм до глубины 550 м. Перед спуском обсадной колонны верхний интервал расширяют долотом диаметром 508 мм до глубины 50 м, с целью спуска разделительной колонны и крепления трубопроводов. Спускают обсадную колонну диаметром 244,5 мм. Интервал 400-550 м цементируют обычным тампонажным цементом. Интервал 30 - 400 м заполняют углеводородной жидкостью, состоящей из дизельного топлива и олеофильного глинопорошка. Спускают разделительную колонну диаметром 407 мм длиной 30 м, Спускают трубопроводы для подачи углеводородной жидкости и отвода воды диаметром 50 мм, Интервал цементируют специальным тампонажным материалом, твердеющим при отрицательных температурах, например ТЦН, Оборудуют доливную емкость запорной арматурой и трубопроводами. Заливают в нее углеводородную жидкость. Открывают вентиль и заполняют трубопровод углеводородной жидкостью. После твердения цемента и монтажа условного оборудования продолжают бурение скважины. При бурении раствором с положительной температурой оттаявшая вода поднимается по границе раздела стенка скважины - углеводородная жидкость, вытесняется углеводородной жидкостью через трубопровод на дневную поверхность, В том случае, когда скважина будет остановлена, а вода в трубопроводе в зимнее время замерзнет, поступление углеводородной жидкости прекратится. Смятия колонны не произойдет, поскольку за обсадной, колонной по всей ее высоте будет находиться углеводородная жидкость, 1698423Расчет количества углеводороднойжидкости. Объем затрубного пространстваот 30 до 400 м. 370 =9,5 м Согласно работам Грознова Г. С. при температуре теплоносителя 30 С максимальное растепление при работе скважины в течение б лет достигнет 1,5 м. При использовании углеводородйой жидкости, теплопроводность которой в 5 раз ниже цементного кольца, растепление составит 0,3 м. Следовательно, объем заколонного пространства сставит 20103 6 мз ливнои емкохности, приб использускважин нждении, гдемере опорой или иной с Объем до емой нэ пове скольку спос эксплуатации ном месторо бурение,то и емкости на то сти, устанавливанимаем 50 м, Поют при бурении иа газоконденсатведется кустовоежнения доливнойкважине, объем ее 30 будет пополняться свежей углеводороднойжидкостью. Формула изобретения Способ крепления обсадной колонны в интервале многолетнемерэлых пород, включающий цементирование обсадной колонны ниже подошвы многолетнемерзлых пород и заполнение затрубного пространства незамерзающей углеводородной жидкостью с плотностью выше плотности воды, о тличающийся тем,что,сцельюповышения эффективности крепления и предотвращения смятия обсадной колонны при многократном цикле растепление-промерзание за счет обеспечения полного замещения оттаявшей воды на незамерзающую углеводородную жидкость в интервале многолетнемерзлых пород, дополнительно осуществляют цементирование слоя сезонного промерзания - растепления выше верхней границы многолетнемерзлых пород, а выделившуюся при растеплении воду вытесняют на поверхность дополнительным количеством незамерзающей углеводородной жидкости, уровень которой поддерживают постоянным, причем подачу незамерзающей жидкости ведут в условиях обратного промерзания до полного вытеснения оттаявшей воды..Фельдман Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова едак роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага аказ 4374 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5