Способ изоляции зон поглощений

(19) (11) 1)5 Е 21 В 33/1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Патент США 1 ч. 3987855,кл. 166 - 294,Патент США йт 3448800, кл, 166 - 294,Крылов В.И, Изоляция поглощающипластов в глубоких скважинах, - М.: Недра1980, с. 217 - 238,(54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ(57) Использование: при изоляции поглощений бурового раствора. Обеспечивает повышение эффективности изоляции зон поглощений большой интенсивности. Это создают за счет возможности массированной ее термообработки с созданием каркаса-барьера на основе породы,Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способу изоляции зон поглощения бурового раствора,Известен способ изоляции зон ухода бурового раствора, предусматривающий закачку по бурильным трубам в область зоны ухода раствора, состоящего из дизельного топлива, утяжелителя (барита) и нефтесмачиваемого диспергатора в количестве, обеспечивающем выпадение в осадок утяжелителя по истечении определенного времени после остановки циркуляции, Недостатками способа являются сложность состава и дороговизна используемого раствора, сложность технологии и малая ее эффективность. обезвоживания тампонирующей смеси и ускорения ее схватывания по всей мощности поглощающей зоны с сохранением структуры пород. Способ включает установку взрывного устройства против зоны поглощения. Затем закачивают тампонирующую смесь в зону поглощения, В качестве тампонирующей смеси применяют углеводородную аэрированную жидкость. В нее включают добавки в виде инертных наполнителей и твердеющих смесей. В качестве взрывного устройства применяют кумулятивный перфоратор. Расстояние между зарядами в кумулятивном перфораторе принимают 0,08 - 0,16 м. Подрыв устройства осуществляют одновременно с поступлением тампонирующей смеси в зону поглощения и подъемом взрывного устройства, Подъем взрывного устройства осуществляют со скоростью не более 0,05 м/с, 4 ил,Известен также способ предотвращения ухода бурового раствора путем нагнета- О ния в скважину жидких компонентов, О которые, смешиваясь, образуют перекрыва- (Ь ющую зону ухода гелеобразную компози- Ос, цию, твердеющую в результате (р полимеризации. Недостатками способа являются дороговизна составляющих компонентов смеси, сравнительно большой срок ф начала схватывания смеси и малая эффек- Ы тивность.Техническим решением, близким к предлагаемому, является способ изоляции зон ухода бурового раствора с помощью взрыва. Сущность способа заключается в следующем. Открытый конец бурильных труб устанавливают выше кровли поглоща 1790668тампонажную смесь, В момент обтекания 5 торпеды смесью производят подрыв заряда,Основными недостатками способа являются необходимость проведения большого объема геофизических и "0 45 50 55 ощего пласта, Через колонну бурильных труб спускают и устанавливают против поглощающего пласта торпеду. Затем по колонне бурильных труб закачивают гидродинамических исследований с целью определения с высокой точностью границ зон ухода бурового раствора и расчленения зоны попроницаемости; необходимость проведения дополнительных геофизических исследований после взрыва торпеды с целью получения информации о степени нарушенности пород выше зоны взрыва; возмокность обрушения массивов горных пород выше и ниже зоны ухода; возможность образования новых трещин и каналов ухода бурового раствора возможность потери ствола скважины. что вызовет необходимость вновь заниматься изоляционными работами; сложность технологии, невысокая вероятность закупбрки каналов ухода бурового раствора без проведения дополнительных тампонажных работ и большие затоаты времени.Целью изобретения является повышение эффективности изоляции зон поглощения большой интенсивности за счет возможности массированной ее термообработки с созданием каркаса-барьера на основе породы, а также обезвоживания тампонирующей смеси и ускорения ее схватывания по всей мощности поглощающей зоны с сохранением структуры пород,Способ осуществляется следующим образом. В сквакину 1 спускают и устанавливают над кровлей поглощающего пласта 2 открытый конец колонны бурильных труб 3 (фиг, 1-4). Через колонну труб на каротажном кабеле 4 спускают и устанавливают против поглощающего пласта и несколько выше кумулятивный перфоратор 5 (например, типа ПКС 105 Т, ПКС 80 или ПКС 65, которые имеют 180 зарядов на длине 30 м, или же типа ПК 105 ДУ, имеющий 12 зарядов на 1 м на длине 3,5 м, и т,д,), Затем по колонне бурильных труб в зону поглощения закачивают аэрированную углеводородую жидкость (нефть, солярка, керосин и т.д.) с тампонирующими материалами в виде инертных наполнителей и твердеющих смесей 6, Способ может осуществляться и через ствол скважины без спуска бурильных труб при условии герметизации устья скважины,15 20 25 30 35 40 В качестве добавки в углеводородную жидкость и в твердеющую смесь могут быть использованы следующие типы инертных наполнителей в диспергированном виде; гудрон, битум, воск, парафин, пластмассы, резина, каучук, латекс, различные смолы. синтетические материалы, органические и неорганические вещества. В качестве твердеющих смесей могут применяться цементный, гипсоцементный, силикатный, известковый, меловой, карбамидный растворы и их комбинации. Могут применяться тампонажные смеси на основе высокомолекулярных органических соединений (полиакриламид, гипан, метас и т,д,) и отверждаемые растворы,В момент поступления тампонирующей смеси в зону ухода бурового раствора подается электрический импульс на кумулятивный перфоратор и осуществляется поджог установленных зарядов на нем. Высокотемпературная кумулятивная струя воздействует на углеводородную жидкость, инертные наполнители и твердеющую смесь. Под действием кумулятивной струи происходит возгорание углеводородной жидкости, Для более эффективного горения углеводородной жидкости в области поглощающего пласта и в кавернах, трещинах и каналах поглощения ее предварительно аэрируют. Для аэрирования углеводородной жидкости могут быть использованы компрессоры буровой установки или же передвижные компрессорные станции.Источниками высокой температуры являются кумулятивная струя и горящая углеводородная жидкость, Основная суть предлагаемого способа заключается в вызове быстротечных физико-химических изменений в составе тампонирующих инертных наполнителей и твердеющих смесей под влиянием высокой температуры в области поглощающего пласта, Эти изменения (различные по характеру) ооеспечивают эффективную закупорку каналов ухода бурового раствора,Таким образом производится массированная термообработка зоны поглощения с созданием каркаса-барьера на основе породы, При этом происходит обезвоживание тампонирующей смеси и ускорение схватывания ее по всей мощности зоны поглощения с сохранением структуры пород,Указанные типы кумулятивных перфораторов на 1 м длины имеют от 6 до 12 зарядов, т,е, расстояние между ними 0,08- 0;16 м, Известно, что кумулятивная струя действует в течение 3 - 5 с, Для обеспечения эффективного горения углеводородной жидкости во всем объеме необходимо пер10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 форатор поднимать от уровня одного заряда до уровня другоо, При этом скоростьподъема перфоратора по приведенным условиям должна быть не более 0,05 м/с,Для эффективной изоляции зон уходапредлагаемым способом могут применяться перфораторы со специальными зарядами, испускающими более рассеяннуюкумулятивную струю.Для изоляции зон ухода большой интенсивности предлагаемым способом можетприменяться 4 варианта закачки тампонирующих смесей,Первый вариант(фиг, 1). В качестве тампонирующей смеси используется армированная углеводородная жидкость синертными наполнителями 6. Например,аэрированная нефть содержит диспергированный гудрон (или битум, парафин, воск ит,д.) с высокой концентрацией, От действиякумулятивной струи и возгорания нефти гудрон расплавляется и превращается в жидкую однородную массу в стволе скважиныпротив поглощающего пласта, Затем по мере движения по каналам, трещинам поглощающего пласта эта масса застывает изакупоривает пути ухода бурового раствора,Могут использоваться также наполнителииз синтетических материалов, пластмасс,резины и т.д. Под влиянием высокой температуры эти материалы сплавляются, агрегируются и при движении по поглощающимканалам закупоривают их,Второй вариант(фиг. 2). В качестве тампонирующей смеси используются аэрированная углеводородная жидкость снаполнителями и вслед за нею твердеющаясмесь 6, Например, закачивается аэрированная нефть, содержащая вышеуказанные(и другие) наполнители, и вслед за нею цементный раствор, Под действием высокойтемпературы наполнители закупориваютканалы ухода, создают каркас в кавернах,трещинах, Затем закачиваемый вслед цементный раствор закрепляет изоляционныеработы,Третий вариант (фиг, 3). В качестве тампонирующей смеси используется смесь. аэрированной нефти и цементного растворас наполнителями или без них 6. Под действием высокой температуры происходит быстрое структурообразование закачиваемойсмеси,Четвертый вариант (фиг, 4), В качестветампонирующей смеси в зону поглощениязакачивается любая твердеющая смесь с наполнителями или без них 6. В момент поступления указанной смеси в поглощающийпласт осуществляют воздействие на нее кумулятивной струей, Под действием высокой температуры происходит быстрое загущениеи структурообразование смеси, что способствует эффективной закупорке каналов поглощающего пласта,С момента подачи электрического импульса перфоратор без остановки поднимают вверх, Бескорпусные перфораторы могут быть оставлены там же.Количество применяемых материалов и объем смесей зависит от интенсивности поглощения, от характера каналов ухода, мощности поглощающего пласта, типа пород и т.д. Поэтому для эффективной изоляции зон ухода большой интенсивности на каждом месторождении количество материалов и вышеуказанные варианты изоляции устанавливаются опытным путем.Существенные отличия предложенного способа от известных технических решений заключаются в следующем:вызов физико-химических изменений в составе тампонирующих инертных наполнителей и твердеющих смесей за счет высокотемпературного действия кумулятивной струи и возгорания аэрированных углеводородных жидкостей непосредственно в поглощающих каналах и стволе скважины без нарушения их целостности;универсальность способа для изоляции зон поглощения большой интенсивности, т.е. возможность изоляции зон ухода, приуроченных как к кавернозным породам, так и пористо-трещиноватым породам поглощающего пласта большой мощности;быстрота структурообразования тампонирующих смесей под влиянием высокой температуры в области поглощающего пласта,возможность эффективного воздействия высокой температурой на достаточно большом интервале (до 30 м) и большую глубину;возможность эффективного использования для изоляции зон ухода за счет высокотемпературного воздействия широкого спектра тампонирующих материалов и смесей.Предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: обеспечивается целостность ствола скважины и массива породы в области поглощающего пласта; резко уменьшается объем геофизических и гидродинамических исследований; упрощается технология проведения изоляционных работ; уменьшаются затраты времени и материалов; используется широкий ассортимент инертных наполнителей и твердеющих смесей, т,е, обеспечивается их взаимозаменяем ость.Формула изобретенияСпособ изоляции зон поглощений, включающий установку взрывного устройства против зоны поглощения, закачку тампонирующей смеси в зону поглощения и 5 подрыв устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности изоляции зон поглощений большой интенсивности за счет возможности массированной ее термообработки с созданием 10 каркаса-барьера на основе породы, обезвоживания тампонирующей смеси и ускорения ее схватывания по всей мощности поглощающей зоны с сохранением структуры пород, в качестве тампонирующей смеси применяют углеводородную аэрированную жидкость с добавками в виде инертных наполнителей и твердеющих смесей, а в качестве взрывного устройства применяю т кумулятивный перфоратор с расстоянием между зарядами 0,08 - 0,16 м, при этом подрыв устройства осуществляют одновременно с поступлением тампонирующей смеси в зону поглощения и подъемом взрывного устройства, который осуществляют со скоростью не более 0,05 м/с.1790668 ФигСоставитель Р.Вахто в Редактор О С Техред М.Моргентал Корректор Т.Пали аказ 370 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101