способ разобщения полости обсаженной и необсаженной скважины

Формула изобретения

Способ разобщения полости обсаженной или необсаженной скважины, включающий доставку материала в заданный интервал разобщения, время ожидания окончания процесса герметизации, отличающийся тем, что в скважину доставляют капсулу, заполненную расширяющимся в объеме материалом, который обеспечивает увеличение объема капсулы по диаметру до соединения с внутренней стенкой колонны или ствола скважины, при этом в качестве расширяющегося в объеме материала применяют невзрывчатое разрушающее средство "НРС-1".

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разобщению полости обсаженной или необсаженной скважины при эксплуатации, ремонте и строительстве нефтяных, газовых и водяных скважин.

Известен способ, включающий доставку в заданный интервал скважины порцию тампонажного раствора с последующим его затвердением и образованием цементного моста с отсечением нижнего горизонта от верхнего (РНГ "Бурение", М. : ВНИИОЭНГ, вып. 24, 1980, с. 35-37).

При реализации данного способа расходуется достаточно много цемента с большими трудовыми и энергетическими затратами, как при установке цементного моста, так при его разбуривании. Кроме того, данный способ не обеспечивает качественное цементирование.

Известен способ разобщения обсадных колонн или открытого ствола скважины, включающий спуск в скважину взрывного разбуриваемого пакера, состоящего из толстостенного алюминиевого корпуса, взрывного вещества и детонатора (А.с. СССР 150076, Е 21 В 33/12, опубл. 1961, БИ 8).

Применение таких пакеров для осуществления способа из-за неправильной (неточной) дозировки взрывчатых веществ не исключает возможность повреждения колонны или недожим корпуса к ее стенке, а также существует вероятность несрабатывания детонатора. В результате таких недостатков поставленная цель - разобщение не достигается. Кроме того, применение взрывных веществ в данном способе опасно с точки зрения техники безопасности для жизни обслуживающего персонала. Взрывные пакеры металлоемки и требуют значительных затрат при их изготовлении и разбуривании.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является спуск в скважину пакера, эластичная капсула которого расширяется в диаметре до контактного соединения со стенкой колонны или открытого ствола за счет использования в полости расширяющихся цементов и времени ожидания окончания процессов герметизации (Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1973, с. 125).

Недостатком данного способа является то, что расширяющиеся цементы не обладают достаточными величинами объемного расширения и не обеспечивают контактную прочность на сдвиг капсулы по стенке колонны (ствола), особенно при необходимых увеличенных транспортно-технологических зазорах при спуске пакера в скважину, что не обеспечивает решение поставленной цели. Еще одним недостатком применяемого пакера, как и цементного моста, является то, что под действием осевой нагрузки (гидравлического давления) в скважине пакер смещается и герметизация нарушается.

Целью настоящего изобретения является повышение качества разобщения (герметичности, прочности и долговечности), упрощение технологического процесса, улучшение условий безопасности труда, ликвидация вероятности разрушения колонны, снижение материальных и трудовых затрат при разобщении обсадной колонны или открытого ствола скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разобщения полости обсаженной или не обсаженной скважины, включающем доставку материала в заданный интервал разобщения, время ожидания окончания процесса герметизации, согласно изобретению в скважину доставляют капсулу, заполненную расширяющимся в объеме материалом, который обеспечивает увеличение объема капсулы по диаметру до соединения с внутренней стенкой колонны или ствола скважины, при этом в качестве расширяющегося в объеме материала применяют невзрывчатое разрушающее средство "НРС-1".

Невзрывчатое разрушающее средство НРС-1 обеспечивает эффективное (диаметральное) расширение капсулы за счет реакции (набухания) порошка в воде. Этот материал гидроскопичен, способен к пылению, не горюч, не взрывоопасен, не токсичен и безопасен для человека.

Невзрывчатое разрушающее средство -1 (НРС-1) в соответствии с ТУ 21-53-22-84 выпускается серийно Красновским опытным предприятием Московской области.

Для увеличения технологического времени до начала процесса набухания в материал (НРС+вода) вводят один из различных видов замедлителей: ССБ, КМЦ, КБП и др.

Количество вводимого в расширяющийся материал замедлителя определяют по заданному времени на спуск капсулы в скважину. Так при добавке КБП в количестве 0,5% в расширяющийся материал технологическое время до начала набухания его в капсуле составляет в пределах 6 часов, а без добавки замедлителя это время соответствует 40-50 мин.

Наличие свойств набухания применяемого материала и, как следствие, расширение капсулы, заполненной этим материалом, до соединения со стенкой колонны (ствола) скважины, обеспечивает реализацию поставленной цели.

На фиг.1 представлена схема спуска капсулы в заданный интервал скважины, на фиг.2 расширение капсулы по диаметру до соединения ее со стенкой колонны, на фиг.3 - срез штифта и подъем инструмента на поверхность.

Способ осуществляют следующим образом.

Расширяющийся в объеме материал готовят у устья перед спуском в скважину.

Расширяющийся в объеме материал 1 на основе невзрывчатого разрушающего средства (НРС), состоящее из 100 весовых единиц порошка (НРС) и 30 весовых единиц воды с добавкой или без добавки одного из замедлителей, тщательно перемешивают, загружают в капсулу 2, которую опускают в скважину на тросе 3 в заданный интервал обсадной колонны 4.

Для ускорения спуска капсулы в скважину на упор 5 ставят дополнительный груз (утяжеленная бурильная труба) 6.

После завершения процесса объемного расширения и кристаллизации материала обеспечивается соединение капсулы с обсадной колонной (породой). Затем путем приложения расчетной осевой нагрузки на трос срезают штифт 7 во втулке 8 и инструмент поднимают на поверхность.

Для дополнительной герметизации применяют герметик 9, например самоклеящуюся ленту "ГЕРЛЕН-Д", которая при расширении капсулы растекается и заполняет раковины, поры в колонне (породе). Ленту "ГЕРЛЕН-Д" наклеивают по центру на наружную поверхность капсулы.

Капсулу в рабочем положении оставляют в колонне (стволе) скважины. После выполнения целевых робот при необходимости разбуривают капсулу или химическим способом освобождают ее от стенки колонны по известным технологиям.

Экспериментальные исследования показали, что установка капсулы с материалом на основе НРС в обсадной трубе обеспечила герметизацию разобщения полости при гидравлическом давлении 15 МПа и выше, а сдвиг капсулы по колонне не зафиксирован при осевой нагрузке более 85 тс.

Использование настоящего изобретения позволит повысить качество разобщения (герметичности, прочности и долговечности цементного моста), кроме этого, улучшить условия безопасности труда, а также снизить материальные и трудовые затраты при разобщении обсадной колонны или открытого ствола скважины.

Настоящее изобретение упрощает технологический процесс и позволяет ликвидировать вероятность разрушения колонны.