способ крепления нагнетательной скважины

Формула изобретения

СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ, включающий спуск кондуктора и эксплуатационной колонны и заполнение заколонного пространства эксплуатационной колонны проницаемым материалом, отличающийся тем, что перед спуском эксплуатационной колонны выявляют интервал скважины, опасный по гидроразрыву пород на давление эксплуатации скважины, а в качестве проницаемого материала применяют твердеющий проницаемый материал с жестким скелетом, которым заполняют заколонное пространство скважины в интервале, опасном по гидроразрыву пород, причем выше этого интервала заколонное пространство оставляют свободным для циркуляции жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для крепления нагнетательных скважин.

Известен способ предотвращения смятия колонн скважин, включающий спуск обсадной колонны и создание каналов в кольцевом пространстве вдоль обсадной колонны для выхода жидкости на поверхность. В качестве каналообразователя применяют металлическую гофрированную трубку, заполненную незамерзающей жидкостью [1] Недостаток способа заключается в том, что трубка, заполненная незамерзающей жидкостью, может под воздействием давления не только удлиняться, образуя каналы, но и изгибаться в замкнутых объемах, не образуя каналов для перетока жидкости. В этом случае смятие колонны неизбежно.

Известен способ крепления ствола скважины, состоящий из обсадной трубы и рабочей колонны, включающий заполнение межтрубного пространства сыпучим материалом, представляющим смесь песка или гравия с резиновой крошкой. При этом смесь образуют из частиц одинакового гранулометрического состава [2] Недостаток способа заключается в том, что при наличии трещины гидроразрыва, сыпучий материал, не сдерживаемый жестким скелетом, будет поступать в трещину. При росте трещины гидроразрыва в ней образуется поток глинистого раствора высокой плотности, который будет уносить незакрепленную жестким скелетом, гранулированную засыпку в трещину, в таком случае гранулированной смеси понадобится намного больше расчетного объема. При осыпании незакрепленной гранулированной засыпки в трещину, изменятся силы, действующие на колонну скважины, они приобретут характер ножниц. В этом случае колонну срезает со смещением концов, поврежденная со смещением концов колонна ремонту не подлежит, в таких случаях скважину глушат и списывают с баланса.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в предотвращении нарушения эксплуатационных колонн в скважинах за счет создания высокопроницаемой оболочки вокруг внешней стенки колонны в интервале трещины гидроразрыва.

Для достижения поставленной задачи в предлагаемом способе крепления нагнетательной скважины, включающем спуск кондуктора и эксплуатационной колонны и заполнение заколонного пространства эксплуатационной колонны проницаемым материалом, перед спуском колонны в скважину, в заколонном пространстве определяют интервал скважины опасный по гидроразрыву пород на давление эксплуатации скважины, а в качестве проницаемого материала применяют твердеющий проницаемый материал с жестким скелетом, которым заполняют заколонное пространство скважины в интервале, опасном по гидроразрыву пород, причем выше этого интервала заколонное пространство оставляют свободным для циркуляции жидкости.

Механизм появления трещин горизонтальной ориентации известен и заключается в том, что в результате разгерметизации эксплуатационной колонны нагнетательной скважины, закачиваемая жидкость под давлением в 150 атм попадает в непродуктивные пласты, рвет их, образуя трещины гидроразрыва горизонтальной ориентации. С увеличением жидкости трещины раскрываются, появляются перетоки жидкости большой вязкости на колоннах скважин, вызывающие дополнительные нагрузки, которых они не выдерживают. В результате происходит разгерметизация или разрыв колонн как правило, под кондуктором, причем в большинстве случаев у порванной колонны происходит осевое смещение концов, после чего скважина ремонту не подлежит.

Сущность предлагаемого способа заключается в создании оболочки из твердеющего проницаемого материала с жестким скелетом, а именно твердеющего проницаемого цементного камня или твердеющего проницаемого камня на основе других вяжущих как, например, смол в интервале повреждения эксплуатационных колонн. Это дает ряд преимуществ: не происходит вымывания материала от колонны: при негерметичности эксплуатационной колонны, жидкость через твердеющий проницаемый материал поступает на поверхность, т.е. твердеющий проницаемый материал служит индикатором целостности эксплуатационной колонны; при раскрытии трещин гидроразрыва и возникновении на эксплуатационной колонне дополнительных напряжений происходит смятие твердеющего проницаемого материала и как следствие уменьшение растягивающих усилий на колонну и сохранение ее целостности.

На чертеже представлена схема скважины, поясняющая способ.

По данному месторождению собирают и анализируют промысловый материал в части глубин нарушения эксплуатационных колонн в водонагнетательных и добывающих скважинах. Статистической обработкой выявляют интервал А-Б, скважины, опасной по гидроразрыву пород на давление эксплуатации скважины.

В скважину 1 спускают кондуктор 2 и цементируют тампонажным цементом 3 по существующей технологии, затем спускают эксплуатационную колонну 4, при цементировании ее сначала закачивают твердеющий проницаемый материал 5 с жестким скелетом и продавливают его до нижней границы Б выявленного интервала с перекрытием границы А тампонажным цементом 3, межколонное пространство 6 оставляют свободным для выхода жидкости 7 на поверхность.

Так, например, при анализе материалов по нарушению колонн на С-Варьеганском месторождении, нарушения колонн скважин выявлены на глубинах от 500 до 600 м. Из этого следует, что интервал А-Б трещин гидроразрыва на данном месторождении составляет 100 м. На кусте 75 данного месторождения было произведено строительство скважины с применением указанного способа. До заливки эксплуатационной колонны строительство скважины вдоль по существующей технологии, затем было приготовлено 20 м³ раствора для получения твердеющего проницаемого материала 5 с жестким скелетом. Как указывалось ранее, продавка этого раствора в скважину 1 осуществлялась тампонажным цементом 3 до нижней границы Б выявленного интервала АБ, до глубины 600 м.

Таким образом, раствор для получения твердеющего проницаемого материала с жестким скелетом был поднят до высоты 400 м, перекрыв выявленный интервал А-Б. После затвердевания раствор приобрел прочность камня. Межколонное пространство 6 от 0 до 400 м осталось свободным. После появления жидкости 7 в межколонном пространстве 6 было произведено исследование скважины на герметичность, результаты показали, что на глубине 557 м колонна негерметична.

После проведения ремонтных работ по ликвидации негерметичности, скважина переведена под добычу нефти. Поступление жидкости в межколонное пространство прекратилось. Данной работой предотвращено появление новой трещины гидроразрыва горизонтальной ориентации.

Применение предлагаемого изобретения позволит избежать разрушения эксплуатационной колонны при трещинах гидроразрыва и препятствует дальнейшему развитию трещин гидроразрыва горизонтальной ориентации.