способ герметизации нефтяных и газовых скважин

Формула изобретения

Способ герметизации нефтяной или газовой скважины, заключающийся в пробуривании скважины, сборке обсадной колонны из обсадных труб, очистке наружной поверхности обсадных труб от окалины и ржавчины дробеструйной обработкой и установке обсадной колонны в скважину, отличающийся тем, что на очищенную от окалины и ржавчины наружную поверхность обсадной колонны наносят газотермическим напылением, например дуговой металлизацией, слой нержавеющей стали толщиной 350-400 мкм с шероховатостью поверхности напыленного слоя 60-160 мкм. 2 ил.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к нефте- и газодобывающей промышленности, конкретно к герметизации и изоляции скважин.

Известен способ герметизации нефтяных и газовых скважин (А.И.Булатов. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. - М.: Недра, 1982, 13 с. ), который состоит в пробуривании скважины и установки в ней колонны обсадных труб, при этом пространство между пробуренным отверстием и обсадной трубой герметизируется путем заливки его раствором цемента. Основным недостатком этого способа является плохое сцепление цемента с поверхностью трубы, что приводит на практике в 90% случаев к зазорам между трубой и цементом. Это вызывает проникновение нефти и газового конденсата в верхние почвенные и водоносные слои и приводит к значительным неблагоприятным воздействиям на флору и фауну в районах нефте- и газодобычи. При снижении давления продукта в пластах по мере его добычи почвенные воды могут проникать в нефтеносный слой, что вызывает необходимость его последующей очистки.

Наиболее близким по технической сущности является способ герметизации нефтяных и газовых скважин, принятый за прототип, заключающийся в пробуривании скважины, установки в нее обсадных колонн, причем наружную поверхность обсадных труб до сборки в колонны очищают от окалины и ржавчины дробеструйной обработкой и затем на нее наносят тонкий слой антикоррозионного материала с повышенной шероховатостью поверхности, и последующей изоляции внешнего пространства раствором цемента.(см. патент РФ 2123541, 20.12.1998).

Техническим результатом изобретения является повышение экологической чистоты и долговечности нефтяных и газовых скважин. Технический результат достигается тем, что в способе герметизации скважины, заключающемся в пробуривании скважины, сборке обсадной колонны из обсадных труб, очистке наружной поверхности обсадных труб от окалины и ржавчины дробеструйной обработкой и установке обсадной колонны в скважину, на очищенную от окалины и ржавчины наружную поверхность обсадной колонны наносят газотермическим напылением, например дуговой металлизацией, слой нержавеющей стали толщиной 350-400 мкм с шероховатостью поверхности напыленного слоя 60-160 мкм.

Повышение герметизации стыка "металлическая поверхность - цемент" достигается значительным увеличением адгезии за счет резкого увеличения площади раздела сред и придания ей коррозионной стойкости. При этом тонкий слой антикоррозионного покрытия может наноситься на поверхность обсадных труб, например, дуговой металлизацией.

Предложенный способ схематически представлен на фиг.1 и 2. На фиг.1 показан разрез нефтяной скважины с размещенными в ней колоннами из обсадных труб, а на фиг.2 продольный разрез стыка "металл - цемент". На очищенную, например, дробеструйной обработкой наружную поверхность обсадной трубы 1 до ее сборки в колонны наносят газотермическим напылением, например дуговой металлизацией, тонкий слой антикоррозионного материала, преимущественно из нержавеющей стали толщиной 350-400 мкм с большой шероховатостью поверхности от 60 до 160 мкм. Во время металлизации трубу поворачивают с заданной скоростью, а металлизатор перемещают в осевом направление, что обеспечивает сплошное покрытие поверхности. Увеличенная на порядок по сравнению с исходной шероховатость поверхности напыленного слоя обеспечивает прочное сцепление со слоем 3 цемента скважины.

Режимы металлизации обсадных труб: напыляемый материал - проволока из стали 12Х18Н10Т диаметром 2 мм; напряжение дуги - 30-32 В; ток - 150-200 А; давление воздуха: подслой - 5-6 кг/см², основной слой - 3,5-4 кг/см²; дистанция напыления - 120-150 мм.

Приведенные режимы металлизации обеспечивают требуемую шероховатость поверхности трубы.

Обработанные таким образом обсадные трубы собирают в колонны и опускают в скважину с последующей изоляцией наружного пространства. Нанесенный на поверхность обсадных труб тонкий слой нержавеющей стали с повышенной шероховатостью поверхности обеспечивает более высокую адгезию цемента с поверхностью и тем самым хорошую герметизацию скважины, что обеспечивает повышение экологической чистоты в районах добычи нефти и газа и их долговечности.