способ изоляции водонефтепроницаемых пластов

Формула изобретения

Способ изоляции водонефтепроницаемых пластов, включающий доставку сухой тампонажной смеси с цементом в зону поглощения в легкоразрушаемых контейнерах отдельными порциями по колонне бурильных труб по столбу жидкости в скважине, находящейся в статическом состоянии, освобождение их от смеси и задавливание их в пласт вращением и при одновременном возвратно-поступательном перемещении колонны бурильных труб с последующим неоднократным повторением перечисленных операций, после доставки в скважину каждой порции, отличающийся тем, что перед доставкой контейнеров каждой порции в водонефтепроницаемый интервал пласта их выдерживают в воде до начала схватывания цемента в тампонажной смеси, а доставку их осуществляют в водной среде путем одновременной подачи в колонну бурильных труб воды и контейнеров, при этом после окончания доставки каждой порции контейнеров подачу жидкости в колонну бурильных труб прекращают, причем контейнеры для тампонажной смеси изготавливают из водопроницаемого тканевого материала, а для повышения эффективности задавливания тампонажной смеси в пласт и затирки стенок скважины в интервале поглощающего пласта, нижний конец колонны бурильных труб снабжают башмаком в виде муфты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству скважины, в частности к изоляции поглощений промывочной жидкости пластов, а также защите продуктивного пласта от проникновения фильтрата цементного раствора при креплении скважины.

Известен способ изоляции поглощающего пласта (см. а.с. РФ №905433, МПК Е21В 33/13, опубл. в 1989 г.), включающий доставку сухой тампонажной смеси в зону поглощения в контейнерах, освобождение их от смеси, перемешивание с водой и задавливание образовавшегося тампонажного раствора в пласт вращением колонны бурильных труб, причем доставку сухой тампонажной смеси осуществляют в разрушаемых контейнерах по столбу жидкости, находящейся в статическом состоянии.

Недостатком известного способа является то, что его использование не дает гарантии изоляции поглощающего пласта за один прием доставки тампонажной смеси. При необходимости повторной операции придется снова спускать бурильные трубы и снова доставлять очередную порцию тампонажной смеси, что вызывает значительные гидродинамические нагрузки на пласт, под действием которых тампонажный раствор уходит по высокопроницаемым каналам вглубь пласта. Кроме того, все эти операции связаны с трудоемкостью работ, большими затратами времени и материалов.

Известен также способ изоляции поглощающих пластов в скважине (см. патент РФ №279229, МПК 7 Е21В 33/13, опубл. в БИ №4, 10.02.02), включающий доставку сухой тампонажной смеси с цементом в зону поглощения в легкоразрушаемых контейнерах отдельными порциями на колонне бурильных труб по столбу жидкости в скважине, находящейся в статическом состоянии, освобождение их от смеси и задавливании их в пласт вращением и при одновременном возвратно-поступательном перемещении колонны бурильных труб с последующим неоднократным повторением перечисленных операций, после доставки в скважину каждой порции.

Этот способ по технической сущности и достигаемому результату более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа. В этом способе недостатки, присущие аналогу, частично устранены, однако затраты времени на проведение изоляционных работ остаются еще большими. Так, после задавливания в пласт каждой порции тампонажной смеси теряется время в пределах 4-5 часов на ожидание начала схватывания цементного раствора. Кроме того, большие затраты связаны с тампонажной смесью из-за повышенной текучести после перемешивания ее со скважинной жидкостью.

Технической задачей настоящего изобретения является сокращение затрат времени и материальных средств на изоляционные работы.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим доставку сухой тампонажной смеси с цементом в зону поглощения в легкоразрушаемых контейнерах отдельными порциями по колонне бурильных труб по столбу жидкости в скважине, находящейся в статическом состоянии, освобождение их от смеси и задавливании их в пласт вращением и при одновременном возвратно-поступательном перемещении колонны бурильных труб с последующим неоднократным повторением перечисленных операций, после доставки в скважину каждой порции.

Новым является то, что перед доставкой контейнеров каждой порции в водонефтепроницаемый интервал пласта их выдерживают в воде до начала схватывания цемента в тампонажной смеси, а доставку их осуществляют в водной среде путем одновременной подачи в колонну бурильных труб воды и контейнеров, при этом после окончания доставки каждой порции контейнеров подачу жидкости в колонну бурильных труб прекращают, причем контейнеры для тампонажной смеси изготавливают из водопроницаемого тканевого материала, а для повышения эффективности задавливания тампонажной смеси в пласт и затирки стенок скважины в интервале поглощающего пласта, нижний конец колонны бурильных труб снабжают башмаком в виде муфты.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Сначала в зависимости от поглощающей способности и мощности пласта для каждой скважины отдельно определяют количество доставляемой в скважину порции контейнеров с тампонажной смесью. Предварительно в лабораторных условиях определяют также время начала схватывания тампонажной смеси в зависимости от состава, т.е. от рецептуры. Затем в скважину опускают колонну бурильных труб с открытым концом, присоединив к нему удлиненную муфту, в зону поглощения, расположив его выше подошвы поглощающего пласта на 1-2 м. Затем по колонне бурильных труб в зону водонефтепроницаемого пласта доставляют первую порцию контейнеров с тампонажной смесью путем сбрасывания вручную с устья скважины через воронку. Контейнеры изготавливают из водопроницаемого тканевого материала типа мешковина диаметром на 1-2 см меньше внутреннего диаметра бурильной трубы и высотой 0,5-1,0 м и заполняют их тампонажной смесью. Перед доставкой их в скважину сначала выдерживают в воде до начала схватывания цемента, который является основным компонентом тампонажной смеси. Для цемента начало схватывания составляет 3-4 часа.

Тампонажная смесь корме цемента содержит и другие составляющие, например гипс, хлористый кальций и т.д.

Контейнеры доставляют в скважину порциями по 10-15 штук и более.

После доставки каждой порции тампонажной смеси на забой скважины осуществляют вращение колонны бурильных труб при одновременном возвратно-поступательном движении, при котором происходит разрушение контейнеров и освобождение их тампонажной смеси. При этом основная масса густой тампонажной смеси задавливается в поглощающий пласт усилием создаваемой муфтовой частью нижнего конца колонны бурильных труб и затиранием стенок скважины. Затем доставляют следующую порцию тампонажной смеси в контейнерах и таким же образом задавливают в пласт. Перед доставкой каждой последующей порции колонну бурильных труб приподнимают на 1-2 м с целью исключения прихвата бурильных труб. После доставки последней порции тампонажной смеси колонну бурильных труб приподнимают и скважину оставляют в покое на 8-10 часов на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ), после чего приступают к дальнейшему углублению ствола скважины. Количество порций определяют конкретно для каждой скважины в зависимости от ее поглощающей способности, а количество сухой смеси в каждой порции определяют расчетным путем.

В таблице 1 приведен расход цемента и количество контейнеров, необходимые на изоляцию высокопроницаемых карстовых и трещиноватых пород.

Таблица 1
Диаметр формируемого экрана, см	Толщина поглощающего пласта, м	Объем тампонажного раствора, м3	Необходимое кол-во цемента, т	Кол-во контейнеров, шт.
Карстовые поглощающие интервалы
100	1	0,79	1,02	100-204
	2	1,57	2,04	200-408
	3	2,35	3,05	300-610
	4	3,14	4,08	400-816
	5	4,00	5,10	510-1020
200	1	3,14	2,04	200-408
	2	6,28	4,08	400-816
	3	9,40	6,10	600-1210
	4	12,56	8,10	810-1620
	5	15,70	10,10	1000-2020
Порово-трещиноватые поглощающие интервалы
3÷5 диаметров скв.	1	0,1-0,28	0,13-0,36	72
	2	0,2-0,55	0,26-0,72	2-144
	3	0,3-0,83	0,39-1,08	78-218
	4	0,4-1,10	0,52-1,44	104-288
	5	0,5-1,40	0,65-1,80	130-360

В таблице 2 приведены результаты испытаний заявляемого способа при изоляции зон поглощения с использованием контейнеров с тампонажной смесью быстросхватывающего типа.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

За счет исключения повышенной растекаемости тампонажной смеси и ухода ее в пласт бесконтрольно способ обеспечивает сокращение затрат материалов изоляции, а также времени тампонажа.