Способ изоляции зон поглощения бурового раствора

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) Ш) Эа) Е 21 В 33 13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и .дф т. ,.(71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектныйинститут нефтяной промышленности(56) 1. Патент СЯА У 3987855,кл. 166-294.2. Авторское свидетельство СССРВ 641074, кл. Е 21 В 33/138, 1976,3. Авторское свидетельство СССР9 121741, кл. Е 21 В 33/138, 1958(54)(57) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающийзакачку в зону поглощения цементного раствора с добавками порошкообразного магнетита и обработку цементного раствора магнитным полем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности изоляции зон поглощения за счет увеличения области влияния магнитного поля и повышения степени его однородности, цементный раствор обрабатывают полем постоянных магнитов, которые внедряют в стенки скважины в виде пуль, причем размещение последних в стенках скважины и нх размеры выбирают из условия получения магнитного поля напряженностью не менее 20000 А/м, а порошкообразный ф магнетит добавляют в цементный раствор в количестве не менее 30 мас.Х.Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам изоляции зон поглощения бурового раствора.Изоляция зон поглощения бурового 5 раствора большой интенсивности является сложной технологической задачей, для решения которой существует множество способов тампонирования зон поглощения. 1 ОИзвестен способ изоляции зон поглощения бурового раствора путем закачки в зону поглощения раствора, состоящего из дизельного топлива, утяжелителя и нефтесмачиваемого дис пергатора в количестве, обеспечивающем выпадение в осадок утяжелителя по истечении определенного времени после остановки циркуляции 11.Однако этот способ характеризует ся большим расходом дорогостоящих ,тампонирующих материалов при малой .эффективности изоляции зон поглощения большой интенсивности.Известен также способ изоляции 25 зон поглощения бурового раствора путем предварительного намагничивания труб специальным устройством, последующего эакачивания ферромагнитной жидкости и тампонирующего ма териала 2 .Однако известный способ характеризуется сложностью технологии изоляции, длительностью проведения операций и недостаточной эффективностью при изоляции зон поглощения.Наиболее близким к предлагаемому является способ изоляции зон поглощения бурового раствора, включающий закачку в зону поглощения цементного 0 раствора с добавками порошкообразного магнетита и обработку цементного раст. вора магнитным полем 3.Однако известный способ изоляции зон поглощения бурового раствора характеризуется недостаточной надежностью изоляции зон поглощения, поскольку наиболее эффективное удержание тампонирующей смеси от растекания происходит в основном в стволе сква жины на близком расстоянии вокруг магнитного устройства, а в приствольной части скважины где находятся каналы поглощения, магнитное поле неоднородно и влияние его слабое; 55 сложностью технологических операций и применяемых устройств; опасностью прихвата устройств при твердении тампонирующей смеси и созданиемаварийных ситуаций, а также тем, чтов случае, если поглощающий пластимеет достаточно большую мощность,из-за постепенного ослабеваниявлияния магнитного поля с увеличением расстояния от устройства и увеличения степени его неоднородности растекание цементного раствора усиливается.Пель изобретения - повышение эффективности изоляции зон поглощения за счет увеличения области влияния магнитного поля и повьшение степени его однородности.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изоляции зон поглощения бурового раствора, включающему закачку в зону поглощения цементного раствора с добавками порошкообразного магнетита и обработку цементного раствора магнитным полем, цементный раствор обрабатывают полем постоянных магнитов, которые внедряют в стенки скважины в виде пуль, причем размещение последних в стенках 1 скважины и их размеры выбирают из условия получения магнитного поля напряженностью не менее 20000 А/м, а порошкообразный магнетит добавляют в цементный раствор в количестве не менее 30 мас.Е.Способ осуществляют следующим образом.В скважину до поглощающего горизонта на каротажном кабеле спускаютнулевой перфоратор, заряженный пулямииз постоянного магнита. Произведявыстрелы из пулевого перфоратора, вмассиве породы в приствольной частискважины создают требуемую напряженность магнитного поля, величина которой завйсит от магнитных свойствматериала, из которого изготовленыпули, и от расстояния между пулями,В зависимости от диаметра скважиныподбором количества выстрелов на1 пог.м. получают необходимое расстояние между пулями, т,е. на стенкахскважины в приствольной ее части создают каркас или своего рода сеткуиз магнитных пуль,Преимущество и новизна предлагаемой технологии заключается в том, что постоянные магниты, равномерно располагаясь в массиве породы в приствольной части скважины, создают требуемую напряженность магнитного поля непосредственно в поглощающихканалах, и повышают степень однородности магнитного поля в порах и трещинах, что является определяющим в обеспечении эффективности и надежности эоны поглощения. 5После создания требуемой напряженности магнитного поля на стенкахскважины во всем поглощающем ичтервале в скважину на бурильных трубахопускают гидромеханический пакер и 1 Оустанавливают над поглощающим пластом, Затем через бурильные трубы взону поглощения закачивают и продавливают цементный раствор, первая порция которого (объемом 1-2 мз ) содержит 15порошкообразный магнетитВ поглощающем пласте цементныйраствор по каналам поглощения начинает растекаться вглубь пласта. Поскольку первая порция цементного 20раствора содержит магнетнт и постоянные магниты находятся в каналах итрещинах, то в момент прохожденияраствора в пространстве между двумяпулями, т.е. через постоянное магнит ное поле, происходит практическимгновенное запирание.потока (застывание) цементного раствора. Это приводит к быстрой закупорке каналовпоглощения и прекращению дальнейшего З 0растекания цементного растворавглубь поглощающего пласта, Успешность изоляции зоны поглощения фиксируется повьппением давления нагнетания цементного раствора,Установлено, что минимальная напряженность магнитного поля из постоянного магнита, при которой происходит практически мгновенное запираниепотока (застывание) цементного раствора, содержащего магнетит, составляет 20000 А/м.На фиг. 1 приведена разверткаповерхности стенки скважины в интервале поглощения (площадь этой поверх ности составляет 1,8 м); на фиг. 2 -схема осуществления способа,П р и м е р. Предположим, что скважина диаметром 190,5 мм имеет глубину 1500 м. Поглощающий пласт - в 50интервале 1497-1500 м. Предположимтакже, что магнитные свойства материала из постоянного магнита дляизготовления пуль таковы, что дляобеспечения напряженности магнитного 55поля величиной 20000 А/м на стенкахскважины расстояние между пулями,диаметром 10 мм составляет 30 мм,Пули на стенках скважины располагаются в шахматном порядке. Следовательно, на данной поверхности общее количество пуль составляет 2160 шт, Это достигается производством 720 встрелов на 1 логм. После производства выстрелов пулевым перфоратором в интервале поглощения в скважину на бурильных трубах 1 спускают гидромеханический пакер 2 и устанавливают над поглощающим горизонтом 3 (фиг. 2). По бурильным трубам в зону поглощения продавливают цементный раствор 4, содержащий в первой порции магнетит в количестве 30 мас.Х. В поглощающем пласте цементный раствор по каналам поглощения начинает растекаться вглубь пласта. Проходя в пространстве между магнитными пулями 5, цементный раствор, содержащий магнетит, быстро застывает, закупоривая тем самым каналы поглощения, что отмечается повьппение давления нагнетания цементного раствора.В лабораторных условиях были проведены исследования влияния величины напряженности постоянного магнитного поля на тиксотропные свойства цементного раствора; Для проведения опытов были взяты две пластины из постоянного магнита, размером 80-120 мм. в зависимости от расстояния между пластинами замерялась напряженность маг.нитного поля.Результаты замеров напряженности магнитного поля приведены в табл, 1.Приготовлялся цементный раствор из тампонажного цемента Стерлитамакского завода с плотностью 1820 кг/м, Проба цементного раствора заливалась в стальную пробирку диаметром 30 мм и объемом 30 см. В пробу цементного раствора поочередно добавлялись навески тонкодисперсного порошка магнетита в количестве 5; 1 О; 15; 20; 30;40 мас.7. Проба цементного раствора с одним определенным количеством добавки магнетита помещалась между двумя пластинами постоянного магнита, и в зависимости от величины напряженности магнитного поля исследовались тиксотропные свойства цементного раствора, содержащего магнетит. Изменение напряженности магнитного поля достигалось изменением расстояния между пластинами.При определенной концентрации магнетита в цементном растворе и соот1121394 Таблица 1 48400 18 47 32160 28800 58 84 20720 12500 120 ветствующей напряженности магнитного поля отмечалось мгновенное застывание или нетекучесть цементного раствора в магнитном поле. Нетекучее состояние цементного раствора опре- э делялось следующим образом: в перевернутом положении пробирки в магнитном поле цементный раствор из.пробирки не выливался, поверхность раздела цементного раствора с возду" хом оставалась неизменной.В текучем состоянии проба цементного раствора в пробирке перемешиваиию не поддавалась После снятия пробирки из магнитного поля цементный раствор, содержащий магнетит, снова стано" .вился текучим.Результаты исследований приведены в табл. 2.Результаты проведенных исследо ф ваний показывают, что в исследованном диапазоне напряженности магнитного поля до 50000 А/м при концентрации магнетита в цементном растворе до 10 Ж мгновенного застывания цементного раствора не происходит;при концентрациях магнетита в цементном растворе 152 и более для определенной концентрации магнетита в цементном растворе соответствует ЗО 1 Расстояние между пластинами, мм определенная напряженность магнитного поля, при которой происходит мгновенное застывание цементного раствора; прн напряженности магнитноготполн 12500 А/м и менее даже привысоких концентрациях магнетита в растворе (до 507) мгновенного застывания цементного раствора не происходит; оптимальными (применительно к призабойной зоне скважины) условиями для мгновенного застывания цементного раствора в магнитном поле являются добавка магнетита в количестве 307, весовых и напряженность магнитного поля, величной не менее 20000 А/м.Предлагаемый способ изоляции зоны поглощения повышает эффективность изоляции зоны. поглощения, поскольку именно в приствольной части скважины, где находятся каналы поглощения, в поглощающем интервале создается равномерно требуемая напряжвнность магнитного поля, что предотвращает растекание тампонажной смеси вглубь пласта; уменьшает расход тампонажных материалов; сокращает время на изоляционные работы; упрощает технологические операции; исключает аварийные ситуации. Напряженность магнитногополя, А/м,ал- -11111 Юо1111111111111 1 + + + 1 + + + 1 1, 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 О О О Ю О Ю О О а О а О сЧ ОЮсч сч м О Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю а Ю Ю 1 мю 1"Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 лиал ВНИИПИ Государственного по делам изобретений3035, Москва, Ж, Раушск и открытий я наб., д. 4/5