способ производства ремонтно-изоляционных работ в скважине

Формула изобретения

Способ производства ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающий установку цементного моста, теоретическое определение объема и уровня тампонажного материала в скважине, спуск колонны заливочных труб, закачку тампонажного материала в скважину к интервалу повреждения, отличающийся тем, что после установки цементного моста, перед закачкой тампонажного материала удаляют жидкость из скважины, производят расчет по определению безопасной глубины установки заливочных труб Н по формуле

Н=Н _ц.м-Н_т.м.,

где Н _ц.м. - глубина установки цементного моста, м;

Н _т.м. - расчетная высота тампонажного материала в обсадной трубе, м;

где V_т.м. - объем закачиваемого тампонажного материала, м³;

V _{1м об.Т.} - объем 1 м внутреннего пространства обсадных труб, м³,

поднимают заливочные трубы и устанавливают их нижний торец на 30 м и более выше расчетной безопасной глубины установки заливочных труб.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам производства ремонтно-изоляционных работ в скважине, и предназначено для догерметизации эксплуатационных колонн.

Известен способ производства ремонтно-изоляционных работ в скважине [Повышение качества тампонажных материалов для повторного цементирования и совершенствование его технологии, И.А.Серенко, А.Г.Аветисов, С.В.Усов, Г.А.Еремин, А.Т.Кошелев, Н.А.Сидоров, Обз. инф. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1984. - Вып.17 (79), стр.40]. Данный способ включает последовательную закачку тампонажного материала и продавочную жидкость по колонне обсадных труб.

Недостатком данного способа является низкая успешность ремонтно-изоляционных работ, так как при производстве ремонтно-изоляционных работ происходит смешивание тампонажного раствора с продавочной жидкостью.

При описании способа изоляции зон водопритока в скважине описывается способ производства ремонтно-изоляционных работ, включающий закачку тампонажного материала в изолируемый интервал по насосно-компрессорным (заливочным) трубам, установленным ниже изолируемого интервала. Тампонажный материал, содержащий структурообразователь, вытесняют в кольцевое пространство между заливочными трубами и обсадной колонной. Далее заливочные трубы приподнимают и инжектируют при их подъеме следующую порцию структурообразователя [патент РФ №2239048, Е21В 33/13, БИ №30, 2004 г.]. Известный способ недостаточно эффективен, так как заливочные трубы находятся в тампонажном материале с коротким сроком отверждения, следовательно, велика вероятность прихвата их в скважине и не исключено разбавление тампонажого материала скважинной жидкостью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ производства ремонтно-изоляционных работ, включающий установку цементного моста, спуск колонны заливочных труб, закачку тампонажного материала в скважину к интервалу повреждения по заливочной колонне, спускаемой в обсадную колонну. Тампонажный материал закачивают в скважину по заливочной колонне исходя из условий соответствия его уровней значениям гидростатического давления в колонне и кольцевом пространстве. Далее заливочные трубы поднимают на 30-100 м выше теоретически определенного уровня тампонажного материала в скважине. После этого, создав давление в заливочной колонне, материал залавливают в зону повреждения [Повышение качества тампонажных материалов для повторного цементирования и совершенствование его технологии. / И.А.Серенко, А.Г.Аветисов, С.В.Усов, Г.А.Еремин, А.Т.Кошелев, Н.А.Сидоров: Обз. инф. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1984. - Вып.17 (79), стр 40].

Недостатком известного способа является низкая успешность ремонтно-изоляционных работ, потому что при производстве ремонтно-изоляционных работ происходит смешивание тампонажного материала как с продавочной жидкостью, так и с жидкостью, находящейся в стволе скважины. Причем для осуществления данного способа предъявляются определенные требования к продавочной жидкости и тампонажному материалу, и незначительная разница в удельных весах приводит к выбросу тампонажного материала из ремонтируемой зоны. Кроме того, нижняя часть колонны заливочных труб находится в тампонажном материале, поэтому велика вероятность прихвата их в скважине.

Технической задачей предложения является увеличение успешности ремонтно-изоляционных работ за счет исключения разбавления тампонажного материала и исключения прихвата нижней части заливочных труб в процессе производства ремонтно-изоляционных работ в скважине.

Задача решается способом производства ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающим установку цементного моста, теоретическое определение объема и уровня тампонажного материала в скважине, спуск колонны заливочных труб, закачку тампонажного материала в скважину, к интервалу повреждения.

Новым является то, что после установки цементного моста, перед закачкой тампонажного материала, удаляют жидкость из скважины, производят расчет по определению безопасной глубины установки заливочных труб Н по формуле:

Н=Н _ц.м-Н_т.м.,

где Н _ц.м. - глубина установки цементного моста, м;

Н _т.м. - расчетная высота тампонажного материала в обсадной трубе, м;

где V_т.м. - объем закачиваемого тампонажного материала, м³;

V _{1м об.т.} - объем 1 м внутреннего пространства обсадных труб, м³,

поднимают заливочные трубы и устанавливают их нижний торец на 30 и более метров выше расчетной безопасной глубины установки заливочных труб.

Анализ патентной и научно-технической литературы позволил сделать вывод об отсутствии технических решений, содержащих существенные признаки заявленного способа, выполняющих аналогичную задачу, поэтому можно сделать вывод о соответствии критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. После определения интервала негерметичности эксплуатационной колонны определяют давление и приемистость в интервале нарушения. Устанавливают цементный мост, далее спускают нижний торец колонны заливочных труб до места установки цементного моста и компрессором удаляют жидкость из скважины. В зависимости от приемистости интервала нарушения определяют необходимое количество тампонажного материала.

Далее расчетным путем определяют безопасную зону установки колонны заливочных труб, т.е на 30 и более метров выше от расчетной безопасной глубины:

Н=Н_ц.м.-Н _т.м.,

где Н_ц.м. - глубина установки цементного моста, м;

Н_т.м. - расчетная высота тампонажного материала в обсадной трубе, м.

где

V_т.м. - объем закачиваемого тампонажного материала, м³;

V _{1м об.т.} - объем 1 м внутреннего пространства обсадных труб, м³;

V_{1м об.т.} - определяется из справочника по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин в зависимости от диаметра обсадных труб и толщины стенок.

После этого поднимают заливочные трубы и нижний торец заливочных труб устанавливают на безопасную зону от интервала ремонтно-изоляционных работ, т.е на 30 и более метров выше от расчетной безопасной глубины.

В качестве тампонажного материала можно применять различные смолы, например ацетоноформальдегидная, карбамидоформальдегидная, фенолформальдегидная и др., жидкое стекло и т.д. Закачку тампонажного материала в зону ремонтно-изоляционных работ в скважине осуществляют после удаления жидкости из скважины.

Разбавление тампонажных материалов жидкостью, находящейся в стволе скважины, существенно влияет на качество образуемого камня и соответственно на успешность ремонтно-изоляционных работ. Удаление жидкости из скважины позволяет исключить контакт тампонажного материала с жидкостью, благодаря чему повышаются прочностные свойства образуемого камня, увеличивается успешность ремонтно-изоляционных работ и продолжительность эффекта, а так как нижняя часть заливочных труб удалена из опасной зоны, то и прихват ее невозможен.

Пример №1 практического осуществления способа.

Заглушили скважину. Поинтервальной опрессовкой эксплуатационной колонны выявили место нарушения герметичности эксплуатационной колонны. На глубине 267-268 м была обнаружена негерметичность 146 мм эксплуатационной колонны (толщина стенки 7 мм). Падение давления с 12 до 4 МПа за 30 минут. Установили цементный мост на глубине 271 м, далее установили башмак заливочных труб на глубину 270,8 м и компрессором удалили жидкость из скважины. Произвели расчет по определению безопасной глубины установки колонны заливочных труб:

Из справочника по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин [А.С.Яшин, С.В.Авилов, О.А.Гамазов. «Справочник по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1973, стр.164], зная диаметр обсадных труб и толщину стенок, диаметр обсадной трубы - 146 м, толщина стенки - 7 мм, следовательно, объем 1 м внутреннего пространства обсадных труб равен 0,0137 м³.

V_т.м.=0,1 м³; V_{1 м об.т.}=0,0137 м³;

H=H_ц.м.-H_т.м. ;

Н=271-51=220 м - расчетная безопасная глубина установки заливочных труб.

Произвели подъем башмака заливочных труб на безопасную глубину, равную 190 м (220-30 м). На поверхности в мернике цементировочного агрегата ЦА-320М приготовили 0,7 м ³ тампонажного материала на основе ацетоноформальдагидной смолы и водного раствора едкого натра.

Приготовленный тампонажный материал закачали в «сухую» скважину по заливочным трубам, после этого долили скважину до устья продавочной жидкостью и закачали тампонажный материал в интервал нарушения до получения нулевой приемистости. Скважину оставили под давлением на время отверждения тампонажного материала. После этого, путем доспуска заливочных труб, определили стакан из затвердевшего тампонажного материала, разбурили его. При испытании на герметичность под давлением 12 МПа и снижении уровня свабированием эксплуатационная колонна показала полную герметичность. Произвели освоение и пуск скважины в работу.

Пример №2 практического осуществления способа.

Заглушили скважину. Поинтервальной опрессовкой эксплуатационной колонны выявили место нарушения герметичности эксплуатационной колонны. На глубине 235-238 м была обнаружена негерметичность 168 мм эксплуатационной колонны (толщина стенки 7 мм). Падение давления с 10 до 1 МПа за 30 минут. Установили цементный мост на глубине 241 м, далее установили башмак заливочных труб на глубину 240,8 м и компрессором удалили жидкость из скважины. Произвели расчет по определению безопасной глубины установки колонны заливочных труб:

Из справочника по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин [А.С.Яшин, С.В.Авилов, О.А.Гамазов. «Справочник по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1973, стр.164], зная диаметр обсадных труб и толщину стенок, диаметр обсадной трубы - 168 м, толщина стенки - 7 мм, следовательно, объем 1 м внутреннего пространства обсадных труб равен 0,0186 м³.

V_т.м.=0,7 м³; V_{1 м об.т}=0,0186 м³;

Н=H_ц.м.-H_т.м. ;

Н=241-54=187 м - расчетная безопасная глубина установки заливочных труб.

Произвели подъем башмака заливочных труб на безопасную глубину, равную 147 м (187-40 м). На поверхности в мернике цементировочного агрегата ЦА-320 М приготовили 1 м ³ тампонажного материала на основе ацетоноформальдагидной смолы и водного раствора едкого натра.

Приготовленный тампонажный материал закачали в «сухую» скважину по заливочным трубам, после этого долили скважину до устья продавочной жидкостью и закачали тампонажный материал в интервал нарушения до получения нулевой приемистости. Скважину оставили под давлением на время отверждения тампонажного материала. После этого, путем доспуска заливочных труб, определили стакан из затвердевшего тампонажного материала, разбурили его. При испытании на герметичность под давлением 10 МПа и снижении уровня свабированием эксплуатационная колонна показала полную герметичность. Произвели освоение и пуск скважины в работу.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - повышение эффективности ремонтных работ и продолжительности эффекта за счет исключения разбавления тампонажного материала, снижения трудоемкости технологии, длительности ремонтных работ и исключения вероятности прихвата нижней части заливочных труб в скважине в процессе производства ремонтно-изоляционных работ.