Способ изоляции зоны поглощения бурового раствора

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 В 33/ 5 Н 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ныи наый инса(54) СПОСОБ И ЩЕНИЯ БУРОВ (57) Использован и газовых скваж очищают и про помощью нэддо теля. Закачиваю 5-10%-ного вод ванного нитр водного раст ЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ПОГЛООГО РАСТВОРАие: при бурении нефтяных ин, Сущность изобретения: мывают ствол скважины с отного реактивного смеси- первый компонент - смесь ного раствора гидролизоого волокна и 15 - 20%-ного а перекиси водорода. Пеонн вор м данного способа является вления началом затвердева- -9 при введении формалина, ердевания зависит одновреературы, и от строгсго соотнентов смеси. я к бурению неф, в частности, к ри строительстве Изобретение относитстяных и газовых скважинборьбе с осложнениями искважин. Недостатктрудность упрния смолы ТСДт,к. начало затменно и от темношения комп Д 00 иболее близким м является спосо ения бурового с э ательной закачки в олонну бурильных и упругого раздели е второго компоне техническим реб изоляции зоны твора путем по- зону поглощения труб двух компотеля между ниминта, с последуюшени погло следо через ненто и пос ВТО Р С КО 1 АУ С Б Ид Е ТЕЛ Ь СТВ У(71) Среднеазиатский государственучно-исследовательский и проектнтитут газовой промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 1244289, кл. Е 21 В 33/13, 1983.Авторское свидетельство СССРНт 1193268, кл. Е 21 В 33/13, 1986,Известен способ изоляции зоны поглощения путем закачки буферной жидкости и концентрированной серной кислоты, после чего последовательно закачивают водный раствор алкилрезорциновой смолы ТСДс отвердителем и водный раствор цемента, причем, между указанными агентами закачивают разделительную жидкость из нефти или нефтепродуктов, или пресной воды (1),ред закачкой первого компонента в него вводят нейтральный утяжелитель. Задавливают через другой агрега упругий разделитель, который содержит смесь синтетического полимера - 3%-ный водный раствор гидролизованного гидроксидом натрия полиакрилнитрила и нефти. Содержание нефти в разделителе составляет 5 - 10% от объема раствора полиакрилнитрила. Закачивают второй компонент - 5 - 10%-ный раствор персульфата щелочного металла или аммония. Первый и второй компоненты содержат, мас,%: 3,0-8,0 гидролизованного нитронного волокна, 0,08-0,14 перекиси водорода. 1,0-4,0 персульфата щелочного металла или аммония, вода - остальное.Смешивают компонент поднятием наддолотного реактивного смесителя со скоростью 0,1 - 0,2 м/с до уровня, превышающего (Я кровлю зоны. Задавливают аналогичный второй упругий разделитель, вытесняют быстрозагустеваюшую смесь буровым раствором. 1 ил., 1 табл.щим смешением и продавливанием ох буровым раствором 2).Недостатком прототипа является;- сложность его использования в условиях аномально высокого давления, когда 5 приходится утяжелять закачиеаемые компоненты;- смешение компонентов быстроэатвердевающей смеси (полимерной смолы М и щавелевой кислоты) осуществляется 10 при движении заливочных труб о смесителя сверху вниз. При этих условиях за время.затрачиваемое на смешение компонентов и на подъем заливочных труб, возникает опасность их прихвата, 15Целью изобретения является повышение эффективности изоляции в условиях аномально высокого давления и повышенных температур (60-200 С).Поставленная цель достигается тем, что 20 в способе изоляции зоны поглощения бурового раствора путем последовательной закачки в зону поглощения через колонну бурильных труб двух компонентою и уп ругого разделителя между ними и после второго 25 компонента с последующим смешением о продавливанием их буровым растворомсогласно изобретения, перед закачкой компонентов осуществляют очистку и промывку ствола скважины с помощью наддолотного 30 реактивного смесителя, в качестве первого компонента используют смесь 5 - 10%-ного водного раствора, гидролизованного нитронного волокна и 15 - 20 о -ного водного раствора перекиси водорода, е качестве 35 второго компонента - 5-10-ный водный раствор персульфата щелочного металла ило аммония, причем, гидролизоеанное нитронное волокно. перекись водорода, персульфат аммония используют в следующем 40 соотношении, мас. :Гидролизовэнное нитронное волокно 3,0-8,0Перекись водорода 0,08-0,14 Персульфат щелочногометалла или аммония 1,0-4,0Вода Остальное, в качестве упругого разделителя используют смесь синтетического полимера - 37,- ный водный раствор гидролизованного 50 гидроксидом натрия полиакрилнитрила и нефти, взятой в количестве 5-10% От Объе-.ма раствора полиакрилнитрила, причем, перед закачкой в зону поглощения в первый компонент вводят нейтральный утяжели тель, а смешение первого и второго компонентов осуществляют путем поднятия наддолотного реактивного смесителя со скоростью 0,1 - 0.2 м/с до уровня, превышающего кровлю эоны. Сравнение заявляемого решения нетолько с прототипом, но о с другими техническими ргшеноямо в данной областипозволило выявить е нох признаки, Отличающие заявляемое решение От прототипа,что позволяет сделать вывод О соответствиикритериям "новизна" о "существенные отличия".На чертеже представлен способ изоляции зоны поглощения бурового раствора.Перед закачкой компонентов быстрозагустееающей смесл е бурильную колонну 1бросают пластмассовый шар 2, который через некоторое время сквозь буровой раствор достигает долота 3 и закрывает егопромывочные Отверстия, Перекрытие долотных отверстий засекают по изменениюдавления на буровых насосах, Далее, очистку и промывку ствола скважины осуществляют с помощьо наддолотного реактивногосмесителя 4. После перекрытия долотныхотверстий смесотель начинает вращатьсяпод воздействием пары сил, создаваемыхструями иэ 12 отверстий 5, вытекающих попарно е противоположных направлениях.Про работающем смесителе бурильная колонна расхажоеается по стволу скважиныпротив зоны поглощения б со скоростью0,1-0,2 м/с,Таком Образом, ствол скважины очищают От глинлстой корки ээстойногО буроеогОраствора, застрявшего е кавернах, Послеочистки ствола скважины про помощи одного оэ цементироеочных агрегатое(ЦА), обвязанных со скважиной через стояк 7 оеертлюг 8 закачлеают расчетное количествокомпонента быстрозагустевающей смеси 9.е качестве которого используют смесь 5 -10-ного водного раствора годролизованного нитронного волокна и 15-20 с -нО.О еодноГО раствора перекиси водорода. Затем, при ПОмощи второго ЦА через тот же стояк задавливают упругий разделитель 10, в качествекоторого используют смесь синтетическогополимера - Зо -ный водный раствор гидролиэоеэнного гидроксодом натрия полоакрилнитрила ПАН ГП и нефтью. Количествонефти е упругом разделителе составляет 5 - .10 от объема ПАНГП,За упругим разделителем закачивэютвторой компонент 11, состоящий из 5 - 10 о - ного водного раствора персульфатэ натрияоли персульфатэ калия оли персульфата амМОНОЯ.Первый компонент из бурильных трубвытесняют после того, как реактивный смеситель устэнаелоеается е нижней части зоны поглощения, а с момента вытеснениявторого компонента колонна бурильныхтруб со смесителем и долотом должна под 177054815 20 25 30 35 40 45 50 55 ниматься до уровня, превцшающего кровлю эоны (плюс 50 метров) со скоростью 0,1 - 0,2 м/с, За время падьема бурильной колонны реактивный смеситель тщательно размешивает Второй компонент с первым компонентам, образуя бцстроэагустевающую смесь в течение 10-20 минут в зависимости ат температуры забоя и концентрации персульфата во втором компоненте с последу,ащим увеличением в обьеме 2-2,5 раза. За расчетным количеством второго компонента при помощи ЦА задааливаюг Второй упругий разделитель 10. Второй компонент Вместе с упругим разделителем ВытеснЯют из бурильной кОлонны буровым растворам 12 пои помощи буровых насосов. Перед Вытеснением второго компонента превентар 13 закрывают, кольцеВое пространство скважины 14 заполняют с устья буровым растворам,Поскольку упругий разделитель ПАНГП, первый компонент - смесь водного раствора гидрализаваннаго нитраннага волокна с перекисью водорода и Второй компонент - Водный раствор персульфата - яВляются саВместимьми и высакозффективньми стабилизаторами качества бурового раствора, их взаимное смешение и смешение с буровым раствором является факторам положительным и отрицательно не скажется при дастикении цели изобретения.После вытеснения из бурильной колонны второго компонента с последующим смешением Всех компонентов, Образующаяся загустевающая смесь при помощи буровых насосов под давлением 0,5 - 1,5 МПа задавливают в трещины и поры поглощающего горизонта 15, Увеличение объема (в 2,0 - 2,5 раза), образуемой в ходе протекания реакции между компонентами под воздействием температуры тампонирующей смеси является дополнительной энергией для эадавливания упругой массы в поры зоны поглощения.Технологическая последовательность осуществления способа заключается в следующем.После обнаружения бурового раствора бурильную колонну 7 с долотом приподнимают от забоя бурящейся скважины до кровли поглощающего горизонта. Отвинчивается рабочая труба и через бурильную колонну забрасывают пластмассовый шар, .Шар доходит до низа бурильной коланнц и закрывает промывочные отверстия долота, Далее промывку скважины осуществляют через реактивный смеситель, Поскольку при промывке интенсивно вращается корпус реактивного смесителя за счет пары сил, возникающих ат сильных и противоположно направленных струй бурового раствора, то происходит очистка стенок скважины от глинистой корки с последующим вытеснением его из зоны поглощения, Очищают и каверны от застоявшегося загущенного раствора. Промывку интервала поглощения осуществляют при расхаживании бурильной колонны со скоростью 0,1 - 0,2 мс, После очистки ствола скважины От глинистой корки в ка лонну бурильных труб закачивают первый компонент иэ расчета 0,7850 - б ) (Ь+ 20), где О - диаметр скважины с учетом каверн,б - наружный диаметр бурильной колонны, м;и - высота поглощающей зоны.Первый компонент закачивают буровым насосом через линию 16. Перед его закачкой в него вводят нейтральный утяжелитель, который утяжеляет первый компонейт до удельного веса бурового раствора, применяемого в данной скважине. Учитывая высокую вязкость компонента, последний заблаговременно закачивают в обвязанную. с буровым насосом мерную емкость, позволяющую точно измерить количество жидкости. При этом, дно емкости должно быть не ниже 1 метра от уровня всасывающих клапанов бурового насоса, Для закачки этого ксмпонента также может быть использован цементировочнцй агрегат. После закачки первого компонента через линию 17 в бурильные трубы задавливают упругий разделитель. Причем, заранее отмеренный Объем (0,05 - 0,06 мз) упругого разделителя поддерживают на линии 17; Вслед за упругим разделителем при помощи ЦА закачивают второй компонент через ту же линию 17), который в отмеренном количестве поддерживают в мерной емкости ЦА. Объем второго компонента равняется абьему смеси первого компонента и определяют ега па той же вышеприведенной формуле. Вводимые компонента нагреваются в пределах б 0 - 200 С за счет пластовай энергии. После закачки второго компонента эадавливают через линию 17 вторую порцию (0,05-0,0 б) м упругого разделителя. Затем, при помощи того же ЦА закачивается точно измеренный объем бурового раствора, соответствующий внутреннему объему бурильной колонны. При этом, буровой раствор В емкость ЦА подают буровым насосом. Тщательное смешение двух компонентов осуществляют путем поднятия наддолотного реактивного смесителя са скоростью 0,1 -0.2 м/с до уровня, превышающего кровлюзоны, 1770548В период подвема бурильной колонны при помощи ЦА через линию 18 кольцевое пространство скважины заполняется буровым раствором, К концу заполнения скважины буровым раствором закрывается превентор. Тут же после смешения двух компонентов загустевшую смесь при помощи ЦА через линию 17 под давлением 0,5- 1,5 мПа задавливают в трещины и поры поглощающего горизонта.На этом основной технологический процесс изоляции зоны поглощения бурового раствора заканчивают, Далее, проверяют эффективность осуществленной технологической операции. Через 60-90 минут после эадавки быстроэагустевающей смеси колонну бурильных труб с долотом, с проработкой, спускают до забоя. Проработку осуществляют со скоростью спуска инструмента 25-20 м/час при производительности бурового насоса или ЦА не более 8 - 10 л/с. При этом, смеситель вращается с относительно небольшими оборотами. Через долото промывка отсутствует. Однако, поскольку смеситель установлен непосредственно над долотом, промывка наддолотной зоны обеспечивается. При производительности насоса 8-10 л/с углубление скважины продолжается в течение 1 - 2 часов, При этом, осуществляют постоянное наблюдение эа выходом циркуляции на устье, Если циркуляция нормальная, инструмент поднимается на поверхность, снимают пластмассовый шар и реактивный смеситель. Бурильную колонну с новым долотом спу.скают в скважину для нормального бурения. Если же циркуляция не восстанавливается, бурильный инструмент не поднимается и повторяется весь технологический процесс по получению быстрозагустевающей смеси и его эадавки в зону поглощения.В таблице приведены конкретные примеры на значения концентрации используемых компонентов с указанием количественного соотношения их в смеси.Экономическая эффективность от реализации способа заключается в повышении эффективности изоляции эоны поглощения бурового раствора и существенной эконо 15 20 25 30 фь 40 45 мии средств, времени и материалов, необходимых для ликвидации катастрофических поглощений бурового раствора в процессе бурения нефтяных и газовых скважин на месторождениях с аномально высоким давпением и повышен нь 1 х температурах,Формула изобретения Способ изоляции зоны поглощения бурового раствора путем последовательной закачки в зону поглощения через колонну бурильных труб двух компонентов и упругого разделителя между ними л после второго компонента с последующим смешением и продавливанием их буровым раствором, отл и чающий с ятем, что, сцельюповышения эффективности изоляции в условиях аномально высокого давления и повышенных температур, перед закачкой компонентов осуществляют очистку и промывку ствола скважины с помощью наддолотного реактивного смесителя, в качестве первого компонента используют смесь 5-10%-ного водною раствора гидролизованного нитронного волокна и 15-20%-ного водного раствора перекиси водорода, в качестве второго компонента - 5 - 10%-ный водный раствор персульфата щелочного металла или аммония, причем плдролизованное нитронное волокна, перекись водорода, персульфат аммония используют в следующем соотношении, мзс,%;гидролизованное нитронное волокно 3,0 - 8,0;перекись водорода ОЯ 8 - 0,14;персульфат щелочногометалла или аммония 1,0 - 4,0;вода остальное, в качестве упругого разделителя используют смесь синтетического полимера - 3,- ный водный раствор гидролизованного гидроксидом натрия полиакрилнитрила и нефти, взятой в количестве 5-10% от объема раствора полиакрилнитрила, причем перед закачкой в зону поглощения в первый компонент вводят нейтральный утяжелитель, а смешение первого и второго компонентов осуществляют путем поднятия наодолотного реактивного смесителя со скоростью 0,1-0,2 м/с до уровня, превышающего кровлю зоны.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 3722 Тираж Подписное ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5