способ разобщения пластов при креплении ствола скважины

Формула изобретения

Способ разобщения пластов при креплении ствола скважины, включающий спуск экспандируемой трубы в интервал крепления и ее выправление за счет создания в ней избыточного давления, отличающийся тем, что в полостях впадин профильной части экспандируемой трубы создают герметичные камеры с радиусом наружной оболочки, равным радиусу окружности, описанной вокруг экспандируемой трубы, в камеры заливают быстросхватывающийся расширяющийся в объеме тампонажный состав, способный отверждаться при взаимодействии со скважинной жидкостью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам разобщения пластов при креплении ствола скважины.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ разобщения пластов при креплении ствола скважины, заключающийся в плотном прижатии экспандируемых труб к стенкам скважины развальцеванием, после предварительного выправления за счет создания внутреннего избыточного давления [1]. В данном способе обеспечивается повышение эффективности разобщения пластов за счет нанесения во впадины профильной части труб герметизирующего состава на основе синтетического каучука или закладки сырой резины с последующим заливанием битумной мастикой. Кроме того, на наружную поверхность экспандируемых труб наносятся пакерующие элементы из масло-, бензостойкой и термостойкой резины.

Недостатком известного способа является то, что надежное разобщение пластов пакерующими элементами достигается только при их установке в плотных некавернозных породах. Использование для герметизации сырой резины и составов на основе синтетического каучука малоэффективно, так как их объем, заложенный во впадины профильной части трубы, недостаточен для перекрытия всего кольцевого сечения между открытым стволом скважины и экспандируемой трубой после ее выправления, особенно в кавернозных породах.

Технической задачей изобретения является повышение качества разобщения пластов с использованием экспандируемых труб в кавернозных породах средней твердости.

Задача решается способом разобщения пластов при креплении ствола скважины, включающим спуск экспандируемой трубы в интервал крепления и ее выправление за счет создания в ней избыточного давления, при этом в полостях впадин профильной части экспандируемой трубы создают герметичные камеры с радиусом наружной оболочки, равным радиусу окружности, описанной вокруг экспандируемой трубы, в камеры заливают быстросхватывающийся расширяющийся в объеме тампонажный состав, способный отверждаться при взаимодействии со скважинной жидкостью.

В способе, показанном на фиг.1, разобщения пластов при креплении ствола скважины, включающем спуск и выправление за счет создания внутреннего избыточного давления экспандируемой трубы 1, разобщение пластов в интервале крепления достигается за счет использования быстросхватывающегося, расширяющегося в объеме тампонажного состава 3, который помещается в полость 4 профилированной части трубы и герметизируется от окружающей среды непроницаемой оболочкой 2.

Сутью предлагаемого изобретения является достижение качественного разобщения пластов в кавернозных породах средней твердости, при установке в стволе скважины экспандируемых труб, за счет герметизации кольцевого сечения между открытым стволом скважины и экспандируемой трубой быстросхватывающимся расширяющимся в объеме тампонажным составом. Перед спуском в скважину в полостях впадин профильной части экспандируемых труб создаются герметичные камеры, в которые затем заливается быстросхватывающийся, расширяющийся в объеме тампонажный состав, способный отверждаться при взаимодействии со скважинной жидкостью. С целью предотвращения нарушения герметичности камер с тампонажным составом при спуске экспандируемых труб в скважину объем и толщина наружной оболочки камер выбираются с таким расчетом, что оболочка не должна выступать за границу, образованную описанной вокруг профиля трубы окружностью радиусом R (фиг.2). После спуска, в процессе выправления за счет создания внутреннего избыточного давления экспандируемых труб, происходит разрушение оболочки герметичной камеры и тампонажный состав взаимодействует со скважинной жидкостью. При взаимодействии со скважинной жидкостью происходит отверждение тампонажного состава, при этом объем образующейся тампонирующей массы многократно превосходит первоначальный объем тампонажного состава. Под действием сил давления, возникающих при увеличении объема тампонирующей массы, происходит ее перераспределение во всем объеме кольцевого сечения между открытым стволом скважины и экспандируемой трубой.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - качественное разобщение пластов при креплении ствола скважины в кавернозных породах средней твердости за счет герметизации кольцевого сечения между стволом скважины и экспандируемой трубой быстросхватывающимся расширяющимся в объеме тампонажным составом.

При использовании данного предложения отпадает необходимость в развальцевании экспандируемых труб в случае, если внутренний диаметр экспандируемой трубы позволяет пропустить технологическое оборудование в процессе эксплуатации скважины, что приводит к значительному сокращению продолжительности работ.

Данный способ позволяет повысить качество разобщения пластов за счет перекрытия тампонажным составом всего объема кольцевого сечения между стволом скважины и экспандируемой трубой.

Пример конкретного исполнения.

1. В полостях впадин профильной части экспандируемой трубы создаются герметизирующиеся камеры одним из способов, приведенных ниже:

- полость впадины экспандируемой трубы герметизируется путем приваривания тонкой металлической оболочки;

- в полости впадины профильной части экспандируемых труб закрепляются пластиковые полые контейнеры.

2. Камеры, созданные в полости впадин экспандируемых труб, заполняются одним из расширяющихся тампонажных составов, приведенных ниже:

- уретановый форполимер типа Спантан, соответствующий требованиям ТУ 2252-324-32972176-2003;

- состав, состоящий из модифицированной негашеной извести, воды и замедлителя - КМЦ;

- состав, состоящий из ацетоноформальдегидной смолы, водного раствора каустической соды и замедлителя - КМЦ.

3. Камеры, заполненные тампонажным составом, герметизтруются.

4. Экспандируемые трубы спускаются в интервал крепления и выправляются за счет создания внутреннего избыточного давления нагнетанием жидкости, например бурового раствора.

5. При выправлении экспандируемых труб, оболочка герметичной камеры разрушается. Тампонажный состав выходит в пространство между стволом скважины и экспандируемой трубой и начинает отверждаться с одновременным расширением. При этом объем образующейся тампонирующей массы многократно превосходит первоначальный объем тампонажного состава. Под действием сил давления, возникающих при увеличении объема тампонирующей массы, происходит ее перераспределение во всем объеме кольцевого сечения между открытым стволом скважины и экспандируемой трубой. Таким образом происходит разобщение пластов при установке в стволе скважины экспандируемых труб за счет герметизации кольцевого сечения между стволом скважины и экспандируемой трубой.

Источники информации:

1. Абдрахманов Г.С., Крепление скважин экспандируемыми трубами. Учебное пособие. - Самара: ИД "РОСИНГ", 2003.