способ бурения скважины
Классы МПК: | E21B21/00 Способы и устройства для промывки буровых скважин, например с использованием отработанного воздуха двигателя E21B7/00 Особые способы или устройства для бурения |
Автор(ы): | Ибрагимов Наиль Габдулбариевич (RU), Тазиев Миргазиян Закиевич (RU), Рахманов Айрат Рафкатович (RU), Аслямов Айрат Ингелевич (RU), Гараев Рафаэль Расимович (RU), Осипов Роман Михайлович (RU), Гуськов Игорь Викторович (RU), Хамидуллин Фаниль Рависович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-05-16 публикация патента:
10.04.2013 |
Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины с большим зенитным углом. При бурении скважины проводят размещение в скважине компоновки с забойным двигателем, прокачку через компоновку воды, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя. Вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 30-50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20-1,30 г/см3 в объеме 5-10 м 3. При прокачке снимают нагрузку с долота, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой, проводят расхаживание компоновки с частотой 1-2 в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости, заменяют буровой раствор на воду, наращивают компоновку бурильной трубой, продолжают бурение. Воду используют с начальной плотностью 1,00-1,01 г/см3 . В процессе бурения нарабатывают плотность воды за счет частиц выбуренной породы до плотности 1,02-1,06 г/см3. При вскрытии водопроявляющего горизонта используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды. Повышается эффективность бурения.
Формула изобретения
Способ бурения скважины, включающий размещение в скважине компоновки с забойным двигателем, прокачку через компоновку воды, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя, отличающийся тем, что вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 30-50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20-1,30 г/см 3 в объеме 5-10 м3, при прокачке снимают нагрузку с долота, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой, проводят расхаживание компоновки с частотой 1-2 в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости, заменяют буровой раствор на воду, наращивают компоновку бурильной трубой, продолжают бурение, при этом воду используют с начальной плотностью 1,00-1,01 г/см3, в процессе бурения нарабатывают плотность воды за счет частиц выбуренной породы до плотности 1,02-1,06 г/см3, а при вскрытии водопроявляющего горизонта используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола скважины с большим зенитным углом.
Известен способ бурения скважины, включающий вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости из внутренней полости компоновки через долото на забой, при этом в зоне поглощения промывочной жидкости часть потока промывочной жидкости из внутренней полости компоновки направляют в затрубное пространство над долотом (патент РФ № 2024723, кл. Е21В 21/00, опубл. 15.12.94).
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ вскрытия пластов, согласно которому при вскрытии пластов до кровли проводят вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой. Затем спускают и цементируют обсадную колонну с клиновым посадочным кольцом в башмачной части. Продолжают вскрытие с подачей промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой до пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. При вскрытии пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости разобщают затрубное пространство скважины выше пласта с частичным или полным поглощением промывочной жидкости. Подачу всего потока промывочной жидкости ведут через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство скважины выше места разобщения при одновременном создании в затрубном пространстве ниже места разобщения пониженного давления и депрессии на пласт и эжектировании жидкости со шламом с забоя через внутреннюю полость компоновки в затрубное пространство выше места разобщения, перемешивании с промывочной жидкостью и направлении к устью скважины (патент РФ № 2279535, опубл. 2006.07.10 - прототип).
Недостатком известных способов является то, что при строительстве скважины с удаленным смещением забоя от устья, т.е. с большим зенитным углом на забое накапливается шлам выбуренной породы, приводящий к прихвату бурильной колонны и невозможности дальнейшего бурения.
В предложенном изобретении решается задача очистки забоя скважины от шлама, исключения прихватов бурильной колонны.
Задача решается тем, что в способе бурения скважины, включающем размещение в скважине компоновки с забойным двигателем, прокачку через компоновку воды, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя, вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 30-50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20-1,30 г/см 3 в объеме 5-10 м3, при прокачке снимают нагрузку с долота, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой, проводят расхаживание компоновки с частотой 1-2 в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости, заменяют буровой раствор на воду, наращивают компоновку бурильной трубой, продолжают бурение, при этом воду используют с начальной плотностью 1,00-1,01 г/см3, в процессе бурения нарабатывают плотность воды за счет частиц выбуренной породы до плотности 1,02-1,06 г/см3, а при вскрытии водопроявляющего горизонта используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды.
Сущность изобретения
Бурение скважин с большими зенитными углами сопровождают прихваты бурильной колонны. При возникновении прихвата с потерей циркуляции промывочной жидкости кольцевое пространство за бурильной колонной утрамбовано горной породой и шламом. Встречается дифференциальный прихват, при котором циркуляция присутствует, а движение бурильной колонны прекращается из-за силы ее прижатия весом столба бурового раствора при фильтрации последнего в проницаемый пласт с пластовым давлением ниже гидростатического. Общая причина прихватов заключается в зашламленности ствола скважины, которая способствует возникновению прихватов. В предложенном изобретении решается задача очистки забоя скважины от шлама. Задача решается следующим образом.
При бурении в скважине размещают компоновку с забойным двигателем, проводят прокачку через компоновку воды, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя. Вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 30-50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20-1,30 г/см 3 в объеме 5-10 м3. Вязкий и плотный раствор подобранной плотности и вязкости в наибольшей степени пригоден для удаления шлама с забоя бурящейся скважины. В качестве вязкого бурового раствора могут быть применены глинистый раствор, полимер-бентонитовый раствор, полимерный раствор и т.п. При прокачке снимают нагрузку с долота подъемом компоновки, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой и подъемом компоновки, т.е. проводят расхаживание компоновки с частотой 1-2 в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости. Вымывают шлам с забоя скважины. Расхаживание и упор компоновки на забой как механическое воздействие способствует разбиванию конгломератов шлама, измельчению частиц шлама и облегчает вымывание шлама. После вымывания шлама заменяют буровой раствор на воду, наращивают компоновку бурильной трубой и продолжают бурение. Перед очередным наращиванием компоновки бурильной трубой снова проводят мероприятия по удалению шлама расхаживанием и промывкой вязким буровым раствором. Предложенные мероприятия способствуют разрыхлению и переведению во взвешенное состояние шлама, а вязкий раствор способствует удержанию частиц шлама в растворе и их выносу из скважины.
При бурении в качестве промывочной жидкости используют воду с начальной плотностью 1,00-1,01 г/см3. В процессе бурения частицы выбуренной породы удаляют из воды не полностью и таким образом нарабатывают плотность воды за счет частиц выбуренной породы до плотности 1,02-1,06 г/см3. Более плотная вода способствует лучшему удержанию и удалению частиц породы с забоя скважины. При вскрытии водопроявляющего горизонта вода для промывки смешивается с пластовой водой. После проходки водопроявляющего горизонта в качестве промывочной жидкости используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды.
В результате удается при бурении скважины провести очистку забоя скважины от шлама и исключить прихват бурильной колонны и прочие осложнения при бурении.
Примеры конкретного выполнения
Пример 1. При бурении в скважине размещают компоновку из бурильных труб с забойным двигателем и долотом диаметром 215,9 мм. Проводят прокачку через компоновку воды с начальной плотностью 1,005 г/см3, наращивание бурильных труб, вымывание шлама с забоя. Начиная с глубины 600 м вымывание шлама проводят прокачкой бурового раствора вязкостью 40 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,25 г/см3 в объеме 8 м3. Буровой раствор имеет следующий состав: глинистый раствор (глинопорошок 130 кг/м3, утяжелитель - доломит 358 кг/м3 , сода кальцинированая 5 кг/м3, карбоксиметилцеллюлоза 3 кг/м3, продукт КМК-БУР2 20 кг/м3, катамин АБ 0,45 кг/м3, нефть 5 кг/м3. При прокачке снимают нагрузку с долота, приподнимают компоновку на длину ведущей бурильной трубы 12 м, заменяют в бурильных трубах воду на буровой раствор повышенной вязкости, прокачивают буровой раствор с одновременным опусканием компоновки до упора в забой, проводят расхаживание компоновки с частотой 1 спуско-подъем в минуту и амплитудой, равной длине ведущей бурильной трубы, с одновременной прокачкой раствора повышенной вязкости. Заменяют буровой раствор на воду с текущей плотностью 1,03 г/см3, наращивают компоновку бурильной трубой и продолжают бурение. В интервале 810-909 м разбуривают водопроявляющий горизонт. При этом вода для промывки с текущей плотностью смешивается с пластовой водой. После проходки водопроявляющего горизонта в качестве промывочной жидкости используют смесь воды с текущей плотностью и пластовой воды. Бурят скважину до проектной отметки без прихватов бурильной колонны.
Пример 2. Выполняют как пример 1.
Применяют полимер-бентонитовый буровой раствор с вязкостью 30 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,20 г/см3 в объеме 5 м3, применяют расхаживание компоновки с частотой 2 в минуту, используют воду с начальной плотностью 1,00 г/см3, наработку в процессе бурения плотности воды проводят до плотности 1,02 г/см3.
Бурят скважину до проектной отметки без прихватов бурильной колонны.
Пример 3. Выполняют как пример 1.
Применяют полимерный буровой раствор с вязкостью 50 с по вискозиметру ВП-5 плотностью 1,30 г/см3 в объеме 10 м3, применяют расхаживание компоновки с частотой 1,5 в минуту, используют воду с начальной плотностью 1,01 г/см3, наработку в процессе бурения плотности воды проводят до плотности 1,06 г/см3.
Бурят скважину до проектной отметки без прихватов бурильной колонны.
Применение предложенного способа позволит решить задачу очистки забоя скважины от шлама.
Класс E21B21/00 Способы и устройства для промывки буровых скважин, например с использованием отработанного воздуха двигателя
Класс E21B7/00 Особые способы или устройства для бурения