способ изоляции водопроявляющих пластов

Формула изобретения

Способ изоляции водопроявляющих пластов путем установки цементного моста, включающий вскрытие бурением водопроявляющего пласта, промывку скважины, закачивание расчетного объема тампонажного раствора, продавку его в заколонное пространство и удаление излишков тампонажного раствора, отличающийся тем, что вскрытие водопроявляющего пласта осуществляют одновременно с расширением ствола скважины, а в качестве тампонажного раствора используют пластифицированный цементный раствор реагентом СЕПАКОЛЛ СЕ-5381 или отходами водоочистительных сооружений, при этом на период ожидания затвердевания цемента в скважине создают противодавление на изолируемый пласт.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении изоляционных работ в скважине путем установки цементных мостов балансовым способом.

Известен способ установки цементных мостов, включающий спуск в интервал установки заливочных труб, оснащенных инструментом для создания зоны расширения и закачку тампонажного раствора. При этом расширение ствола скважины осуществляют в среде тампонажного раствора с последующим образованием разделительного моста (SU 1615333, кл. E 21 B 33/13, от 23.12.90).

Недостатком известного способа является то, что он позволяет установить мост только ограниченной длины из-за опасности прихвата колонны труб цементным раствором, в среде которого осуществляют расширение ствола скважины, поскольку это связано с временем загустевания и началом схватывания цементного раствора, которое составляет всего 1,5-2 ч с момента закачивания его в скважину. По этой причине его использование с целью одновременного расширения ствола скважины и борьбы с поглощением или водопроявлениями не представляется возможным.

Известен также способ изоляции пласта путем установки цементного моста, включающий спуск оснащенной центраторами заливочной колонны труб до подошвы пласта, промывку скважины, закачивание расчетного объема цементного раствора, его продавливание в заколонное пространство, подъем колонны труб до кровли пласта и срезку лишней порции цементного раствора на дневную поверхность. При этом во время срезки и до конца схватывания цементного раствора заливочную колонну непрерывно перемешивают и далее подъем заливочных труб в безопасную зону осуществляют до затвердевания цементного раствора (SU 1836542, E 21 B 33/13, от 23.08.93).

Недостатком способа является низкая эффективность изоляционных работ, поскольку при разбуривании цементного моста или других работ с созданием давления, под действием знакопеременных нагрузок цементное кольцо, образованное вокруг ствола скважины после разбуривания моста, постепенно разрушается, открывается доступ к пластовым флюидам в скважину, что вызывает необходимость проведения повторных изоляционных работ.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и качества изоляционных работ путем улучшения адгезии тампонажного материала с породой пласта и обеспечения долговечности.

Технический результат способа изоляции водопроявляющих пластов путем установки цементного моста достигается тем, что включает вскрытие бурением водопроявляющего пласта, спуск в скважину колонны труб до подошвы пласта, промывку скважины, закачивание расчетного объема тампонажного раствора, его продавку в заколонное пространство, подъем труб до кровли пласта и удаление излишков тампонажного раствора. При этом срезку лишней порции цементного раствора производят с использованием бурового раствора повышенной плотности, обеспечивающего противодавление на водопроявляющий пласт на время ОЗЦ, а вскрытие водопроявляющего пласта осуществляют одновременно с расширением ствола скважины в прогнозном водопроявляющем интервале с образованием переменного сечения, в качестве тампонажного раствора используют пластифицированный цементный раствор. При этом в качестве пластификатора используют, например, "Сепаколл" СЕ-5381 или отходы водоочистительных сооружений.

Сравнительный анализ аналогичных технических решений позволяет сделать вывод об отсутствии в предлагаемом способе идентичных и эквивалентных признаков в сравнении со сходными признаками известных способов т.е. о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

На фиг. 1 изображен водопроявляющий пласт скважины с установленным мостом после предварительного расширения ствола в указанном интервале, с использованием устройства гидроэрозионного действия, разрез;

на фиг. 2 - то же, после разбуривания цементного моста, разрез,

на фиг. 3 - вид I на фиг. 1.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Вскрытие водопроявляющего пласта, определенного по прогнозу, осуществляют с использованием обычных долот 1.

Перед спуском бурильной колонны труб 2 в скважину 3 ее низ снабжают наддолотным расширением гидравлико-механического действия или боковыми насадками 4 на переводнике, диаметр насадок выбирают из расчета обеспечения скорости формируемой струи не менее 70 м/с, например, 15-15-18 мл для гидроэрозионного расширения стенок скважины. Далее приступают к бурению с использованием естественных водных суспензий. По мере углубления скважины долотом буровой раствор разрушает стенки скважины, образуя в стволе скважины расширенный участок. Качество и надежность изоляционных работ кратно повышается, если расширенный участок 5 выполняют переменного сечения. Для этого после проходки долотом каждые 2-3 м в глубину несколько раз инструмент приподнимают на эту высоту и дополнительно прорабатывают ствол на различных скоростях.

При этом под воздействием высоконапорной струи происходит не только расширение ствола скважины, но и одновременно его уплотнение и закупоривание частицами выбуренной породы наиболее раскрытых каналов водопроявления. Затем после вскрытия всего интервала водопроявляющего пласта, не поднимая инструмент, в колонну бурильных труб закачивают расчетный объем тампонажного раствора и продавливают в заколонное пространство до равновесия. Далее колонну бурильных труб 2 приподнимают с расчетом установки низа колонны на уровне кровли расширенного участка ствола скважины, после чего путем срезки удаляют излишки тампонажного раствора. При этом для создания противодавления на пласт используют буровой раствор с повышенной плотностью. После чего колонну бурильных труб с долотом поднимают на поверхность и скважину оставляют в покое на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ). После ОЗЦ цементный мост разбуривают и продолжают дальнейшее углубление забоя.

В качестве тампонажного материала для установки цементного моста применяют пластифицированный цементный раствор, формирующий безусадочный малопроницаемый камень.

В качестве такого пластификатора применяют, например, Сепаколл СЕ-5381 или отходы водоочистительных сооружений.

"Сепаколл" СЕ-5381 производства концерна БАСФ (Германия) - темно-коричневая жидкость с плотностью 1200 кг/м³ при 23^oC. Химически он представляет натриевую соль сульфированных нафталиновых смол.

При использовании реагента "Сепаколл" СЕ-5381 в качестве пластификатора можно получить нормально прокачиваемый цементный раствор с плотностью до 1940 кг/м³. При уменьшенном водосодержания и при содержании "Сепаколла" в 0,5 мас. долях растворы характеризуются повышенной плотностью и седиментационной устойчивостью, сокращенными сроками схватывания цемента и формированием безусадочного камня с повышенной прочностью и низкой проницаемостью.

Пластификатор Сепаколл СЕ-5381 не опасен для человека и окружающей среды.

При применении его следует соблюдать обычные меры предосторожности, принятые при работе с химическими веществами - избегать вдыхание паров, применять рабочую одежду, рукавицы и защитные очки.

В таблице приведены результаты лабораторных исследований цементного раствора с пластификатором из отходов водоочистительных сооружений (ОВОС). Цемент взят тампонажный из Новоульяновского завода по ГОСТ 1581-91, который при обработке хлористым натрием резко уменьшает растекаемость.

ОВОС представляет собой пульпу, содержащую диспергированные частицы, высаженные флоакулянтами и коагулянтами.

Как видно из таблицы (см. позицию 5), при меньшем содержании воды, т.е. в 35 мас. ч. хотя плотность высокая, но раствор становится плохо прокачивемым (растекаемость 180 см). Наилучшие показатели имеет состав, когда вода взята в 40 мас. ч. и 5 мас. ч. ОВОСа, плотность раствора 1880 кг/м³, обладает более высокой прочностью - 4,6 МПа на изгиб через 48 ч, а также малой проницаемостью.

Технико-экономические преимущества предложения заключается в следующем.

Использование данного способа позволяет повысить успешность изоляционных работ водопроявляющих пластов за счет использования цементного раствора, формирующего безусадочный камень, что обеспечивает плотность контакта цементного камня с породами. Это приводит к повышению эффективности изоляционных работ, исключаются повторные изоляционные работы, обеспечивается безаварийная проводка скважин в осложненных интервалах. Применение предложения при изоляции осложненных участков в скважинах даст ощутимые экономические выгоды.