способ ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины

Формула изобретения

Способ ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины, включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами и последующее вымывание водоизоляционного раствора из ствола скважины, отличающийся тем, что колонну трубы оборудуют гидромониторной насадкой и седлом для пробки, имеющим отверстия, сообщающие пространство внутри насосно-компрессорных труб, и ствол скважины, через эти отверстия закачивают в изолируемый интервал сначала высоковязкий гидрофобный водонерастворимый состав, затем цементный раствор на основе цемента марки I-G с водоцементным отношением 0,44, устанавливают пробку с разрушаемой диафрагмой, перекрывающей сквозной внутренний канал, затем закачивают продавочную жидкость до посадки пробки на седло, приподнимают колонну труб в безопасную зону, а после загустевания цементного раствора до консистенции 100 Bc производят спуск колонны труб и поднимают давление в трубах закачиванием продавочной жидкости до разрушения диафрагмы, после чего вымывают цемент из ствола скважины закачиванием промывочной жидкости с замедлителем схватывания цементного раствора по колонне труб через гидромониторную насадку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для проведения ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины.

Известен способ изоляции водопритоков в нефтедобывающей скважине [патент RU № 2114990, МПК Е21В 43/32, 33/13. Опубл. 10.07.1998]. Способ включает закачивание в водоносный интервал ствола скважины высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава и последующую установку в этом же интервале металлического профильного перекрывателя. В качестве высоковязкого водонерастворимого состава используют гидрофобную эмульсию. Согласно описанию способ используют для водоизоляционных работ в горизонтальном стволе нефтедобывающей скважины. Недостатком известного способа является то, что на горизонтальном участке необсаженный ствол скважины в большинстве случаев не имеет строго цилиндрическую форму. Поэтому, даже после создания высокого давления в профильном перекрывателе и его развальцовывания, трудно добиться плотного прилегания профилированной трубы к стенкам скважины. Следовательно, могут иметь места условия, в которых водоизоляционный высоковязкий состав будет вытесняться из пласта в ствол скважины по участкам неплотного прилегания профилированной трубы к стенкам скважины, и эффект от водоизоляционных работ будет кратковременным.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины [патент RU № 2273722, МПК Е21В 33/13. Опубл. 10.04.2006, Бюл. № 10]. Способ включает извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны насосно-компрессорных труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами и последующее вымывание водоизоляционного раствора из ствола скважины. Вымывание водоизоляционного раствора, в качестве которого используют содержащий 0,25-0,5% поливинилацетатного реагента цементный раствор, производят после выдержки в течение 2-3 часов и образования в интервале водопроявляющих пластов непроницаемой корки, изолирующей приток воды. Недостатком известного способа является то, что образующаяся в интервале водопроявляющих пластов непроницаемая корка не может долговременно изолировать приток воды в скважину, так как ее прочность недостаточна для удерживания перепадов давления, существующих в системе пласт-скважина.

Технической задачей изобретения является увеличение эффективности ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины за счет повышения изолирующей способности водоизоляционного экрана.

Задача решается способом ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины, включающим извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами и последующее вымывание водоизоляционного раствора из ствола скважины.

Новым является то, что колонну трубы оборудуют гидромониторной насадкой и седлом для пробки, имеющим отверстия, сообщающие пространство внутри насосно-компрессорных труб и ствол скважины, через эти отверстия закачивают в изолируемый интервал сначала высоковязкий гидрофобный водонерастворимый состав, затем цементный раствор на основе цемента марки I-G с водоцементным отношением 0,44, устанавливают пробку с разрушаемой диафрагмой, перекрывающей сквозной внутренний канал, затем закачивают продавочную жидкость до посадки пробки на седло, приподнимают колонну труб в безопасную зону, а после загустевания цементного раствора до консистенции 100 Вс производят спуск колонны труб и поднимают давление в трубах закачиванием продавочной жидкости до разрушения диафрагмы, после чего вымывают цемент из ствола скважины закачиванием промывочной жидкости с замедлителем схватывания цементного раствора по колонне труб через гидромониторную насадку.

При реализации способа используют цементный раствор на основе цемента марки I-G по ГОСТ 1581-96. В качестве высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава применяют высоковязкую эмульсию на основе водной дисперсной фазы и углеводородной дисперсионной среды, например используемую при реализации способа изоляции водопритоков в нефтедобывающей скважине [патент RU № 2114990, МПК Е21В 43/32, 33/13. Опубл. 10.07.1998] или способа изоляции зон водопритока в скважине [патент RU № 2283422, МПК Е21В 33/138. Опубл. 10.09.2006, Бюл. № 25].

Сущность предлагаемого изобретения заключается в создании в интервале ремонтно-изоляционных работ протяженного водоизоляционного экрана из высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава с закреплением последнего цементным раствором. Объем высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава и цементного раствора определяют в зависимости от геолого-технических условий по типовым методикам, используемым для выбора объема тампонажных композиций при ремонтных работах в скважинах. Из скважины, подлежащей ремонту, извлекают насосное оборудование, после чего геофизическими или другими методами определяют интервал притока воды. Представленные чертежи поясняют суть изобретения. На фиг.1 изображена скважина с необсаженным горизонтальным стволом со спущенной компоновкой для ремонтно-изоляционных работ в момент закачивания в обводненный интервал высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава. В скважину до ближнего к устью скважины конца установленного интервала водопритока 1 спускают колонну труб, например колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 2, оборудованную гидромониторной насадкой 3 и, седлом 4 для пробки, имеющим отверстия 5 сообщающие пространство внутри НКТ и ствол скважины 6. В НКТ последовательно закачивают высоковязкий гидрофобный водонерастворимый состав, затем цементный раствор на основе цемента марки I-G с водоцементным отношением 0,44 устанавливают пробку 7 с разрушаемой диафрагмой 8, перекрывающей сквозной внутренний канал, затем закачивают продавочную жидкость (фиг.1). При этом происходит закачивание в обводненный интервал высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава. В качестве продавочной жидкости используют техническую воду, используемую при проведении ремонтных работ на скважине. На фиг.2 изображена скважина со спущенной компоновкой для ремонтно-изоляционных работ в момент закачивания в обводненный интервал цементного раствора. Закачивание продавочной жидкости продолжают до посадки пробки 3 на седло 4. В момент посадки пробки 3 на седло 4 высоковязкий гидрофобный водонерастворимый состав и цементный раствор вытесняются продавочной жидкостью из НКТ и закачиваются в изолируемый интервал (фиг.2). Как правило, проницаемость обводненных интервалов пласта больше проницаемости нефтенасыщенных коллекторов, чем обеспечивается закачивание высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава и цементного раствора в интервал притока воды, а не в другие имеющиеся коллектора. На фиг.3 изображен момент подъема спущенной в скважину компоновки на безопасную высоту. Подъем компоновки на безопасную высоту, на 50 м и более, с целью исключения прихвата отверждающимся цементным раствором, производят сразу после посадки пробки на седло. В процессе подъема производят долив скважины. На фиг.4 изображен момент спуска в скважину компоновки с целью вымывания остатков цементного раствора из ствола скважины. После загустевания цементного раствора до консистенции 100 Вс производят спуск компоновки и закачивание в НКТ продавочной жидкости, при этом давление в НКТ повышается, так как седло перекрыто пробкой. При достижении давления разрушения диафрагмы 8, последняя разрушается и производится вымывание цементного раствора из ствола скважины закачиванием промывочной жидкости по НКТ через гидромониторную насадку. Вымывание начинают после загустевания цементного раствора до консистенции 100 Вс, так как при такой консистенции цементный раствор в большинстве случаев уже не может выйти из пласта в скважину из-за набора прочности. Использование при реализации способа цементного раствора на основе цемента марки I-G с водоцементным отношением 0,44 обусловлено тем, что для данной марки цемента и указанного водоцементного отношения, согласно ГОСТ 1581-96 регламентировано время загустевания до консистенции 100 Вс. Тогда как для других марок цемента время загустевания цементного раствора до консистенции 100 Вс не регламентировано, и определить момент времени, когда необходимо начинать вымывание цементного раствора затруднительно без проведения дополнительных лабораторных исследований. При посадке пробки 7 на седло 4 происходит перекрытие отверстий 5, сообщающих пространство внутри НКТ и ствол скважины. Поэтому, закачиваемая по НКТ промывочная жидкость, проходя через сквозной внутренний канал пробки 7, будет под давлением выходить через сопла гидромониторной насадки 3 и размывать находящийся в стволе скважины цементный раствор (фиг.4). На этом этапе работ колонну НКТ соединяют, используя шланг, с насосным агрегатом, и по мере размывания цементного раствора колонну НКТ продвигают в сторону забоя до размывания всего цементного раствора в стволе скважины. Размываемый цементный раствор путем промывки удаляют из скважины. С целью исключения повторного образования из размываемого цемента раствора, способного к отверждению в стволе скважины при промывке, используют замедлитель схватывания цементного раствора. Замедлитель схватывания добавляют в техническую воду, используемую в качестве промывочной жидкости и жидкости для размывания цементного раствора. В качестве промывочной жидкости и жидкости для размывания цементного раствора может быть использован, например, 0,1-0,6%-ный водный раствор сульфит-дрожжевой бражки (ССБ), соответствующей требованиям ТУ 13-0281036-029-94. Лигносульфонаты технические жидкие. Далее скважину оставляют на время отверждения цементного раствора в течение 24-48 часов, осваивают и пускают в эксплуатацию.

В результате закачивания в изолируемый интервал высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава в пласте образуется протяженный водоизоляционный экран, препятствующий притоку воды в скважину гораздо лучше, чем непроницаемая корка, создаваемая на стенках скважины по прототипу. В отличия от известного способа изоляции водопритоков в нефтедобывающей скважине [патент RU № 2114990, МПК Е21В 43/32, 33/13. Опубл. 10.07.1998], где закрепление высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава производится установкой профильного перекрывателя, проблема предотвращения вытеснения в ствол скважины высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава решается гораздо более успешно. Так как в результате закрепления водоизоляционного экрана цементным раствором, не остаются открытыми какие-либо каналы, по которым высоковязкий гидрофобный водонерастворимый состав может быть вытеснен из пласта.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - увеличение эффективности ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины за счет повышения изолирующей способности водоизоляционного экрана.

Пример практического применения.

Нефтедобывающая скважина с горизонтальным стволом длиной 300 м по результатам геофизических исследований обводнена в результате притока воды из интервала 45-55 м от забоя. Из скважины поднимают насосное оборудование и спускают колонну НКТ с условным диаметром 73 мм, оборудованную гидромониторной насадкой и седлом для пробки, имеющим отверстия, сообщающие пространство внутри НКТ и ствол скважины. Компоновку спускают с учетом установки гидромониторной насадки на расстоянии 40-45 м от забоя. В НКТ последовательно закачивают 20 м³ высоковязкой эмульсии, затем цементный раствор, затворенный из 4-х т цемента марки I-G с водоцементным отношением 0,44, устанавливают пробку со сквозным внутренним каналом, затем закачивают техническую воду в объеме, равном внутреннему объему НКТ. Высоковязкая эмульсия приготовлена из 10 м³ пластовой девонской воды, 9,0 м³ нефти и 1,0 м³ кремнийорганического продукта Силор по ТУ 2229-052-05766764-2003. После закачивания всего объема технической воды пробки садится на седло, а эмульсия и цементный раствор вытесняются из НКТ и закачиваются в изолируемый интервал. С целью исключения прихвата отверждающимся цементным раствором поднимают компоновку на 200 м. После загустевания цементного раствора до консистенции 100 Вс производят спуск компоновки. В НКТ закачивают продавочную жидкость, при этом давление в НКТ повышается так как седло перекрыто пробкой. При достижении давления разрушения диафрагмы, равного 12 МПа, последняя разрушается и производится вымывание цементного раствора из ствола скважины закачиванием промывочной жидкости по НКТ через гидромониторную насадку. В жидкости для размывания цементного раствора используют 0,6%-ный водный раствор ССБ. При посадке пробки на седло происходит перекрытие отверстий, сообщающих пространство внутри НКТ и ствол скважины. Поэтому, закачиваемая по НКТ промывочная жидкость, проходя через сквозной внутренний канал пробки под давлением выходит через сопла гидромониторной насадки и размывает находящийся в стволе скважины цементный раствор. На этом этапе работ колонну НКТ соединяют, используя шланг, с насосным агрегатом, и по мере размывания цементного раствора колонну НКТ продвигают в сторону забоя до размывания всего цементного раствора в стволе скважины. Размываемый цементный раствор путем промывки удаляют из скважины. После промывки скважину оставляют в течение 24 часов на время набора прочности водоизоляционного экрана, затем осваивают свабом, спускают подземное оборудование и пускают в работу.

Предлагаемый способ ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины позволяет повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины за счет повышения изолирующей способности водоизоляционного экрана.