RU2630519C1 - Способ строительства скважины в осложненных условиях - Google Patents
Способ строительства скважины в осложненных условиях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630519C1 RU2630519C1 RU2016112797A RU2016112797A RU2630519C1 RU 2630519 C1 RU2630519 C1 RU 2630519C1 RU 2016112797 A RU2016112797 A RU 2016112797A RU 2016112797 A RU2016112797 A RU 2016112797A RU 2630519 C1 RU2630519 C1 RU 2630519C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- formation
- drilling
- brine
- oil
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 67
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 67
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 46
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 46
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims description 8
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011440 grout Substances 0.000 abstract description 2
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 abstract 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 abstract 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 150000005323 carbonate salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical class [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- NMGSERJNPJZFFC-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;sulfuric acid Chemical compound OC(O)=O.OS(O)(=O)=O NMGSERJNPJZFFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052949 galena Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000002047 photoemission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L strontium sulfate Inorganic materials [Sr+2].[O-]S([O-])(=O)=O UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству глубоких нефтяных и газовых скважин и, в частности, к способам вскрытия высоконапорных продуктивных пластов и крепления интервалов вскрытия обсадной колонной. Технический результат – повышение эффективности строительства скважин и обеспечение безаварийной добычи нефти и газа. По способу осуществляют бурение и крепление ствола скважины обсадной колонной до кровли высоконапорного пласта, вскрытие бурением высоконапорных пластов с использованием мер противофонтанного выброса. После вскрытия высоконапорных пластов производят подбуривание зумпфа. Осуществляют закачку в призабойную зону пласта буферной жидкости на основе охлажденного рассола. Используют охлажденный частично раскристаллизованный рассол из амбара, полученный ранее при бурении по высоконапорному пласту. Закачивают цементный раствор на основе магнезиально-фосфатного тампонажного раствора в заданном объеме. Его закачивают в зону проявления под давлением, обеспечивающим 5% запас над давлением высоконапорного пласта. После закачки скважину оставляют на этом противодавлении. При необходимости операцию повторяют. После снижения интенсивности проявления до значений 5-10 м3/час продолжают бурение на переливе с этим дебитом с одновременной закачкой получаемого объема притока рассола в заранее сформированную зону поглощения. При достижении забоем проектных отметок кровли продуктивного целевого пласта с нефтяным или газовым насыщением осуществляют спуск дополнительной обсадной колонны с прочностными характеристиками на смятие, превышающими пластовое давление в интервале проявления крепких рассолов. Производят цементирование упомянутой колонны тяжелым цементным раствором и магнезиально-фосфатным тампонажным раствором из расчета превышения гидростатического давления цементного раствора над давлением в проявляющем пласте. Опрессовку обсадной колонны производят не ранее, чем через 3 суток после цементирования. Далее продолжают бурение по целевому нефтяному или газовому пласту. 1 пр., 3 ил.
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к технологии строительства глубоких скважин, добычи нефти и газа, в частности, к способам вскрытия высоконапорных продуктивных пластов и крепления интервалов их вскрытия обсадной колонной.
Особенностью геологического строения некоторых месторождений углеводородов является наличие пластов аномальных по гидропроводности коллекторов с аномально-высокими пластовыми давлениями (АК-АВПД) в средней части разреза осадочного чехла, (например, одно из нефтегазоконденсатных месторождений Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции) на глубинах 1300-2000 м, которые затрудняют или исключают бурение скважин на нижележащие горизонты (3300-3600 м) с углеводородным (УВ) насыщением и низким пластовым давлением (АНПД). Продолжение бурения без перекрытия высоконапорных продуктивных пластов невозможно в силу несовместимости условий бурения. Зоны АВПД характеризуются очень высокими пластовыми давлениями (более 40 МПа на глубинах по вертикали 1300-2000 м) и насыщением в виде предельно насыщенных рассолов (плотность до 1450 кг/м3).
Способ включает бурение и крепление ствола скважины до кровли высоконапорного пласта, вскрытие бурением высоконапорных пластов с использованием мер противофонтанного выброса с последующим снижением или ликвидацией интенсивного рассолопроявления (с 10000 до 5-10 м3/сут), его креплением обсадной колонной и дальнейшим бурением скважины на целевой пласт с углеводородным насыщением (УВ).
В случае интенсивного рассолопроявления (300-10000 м3/сут) осуществляют отвод полученного природного рассола закачкой наземным насосным оборудованием или за счет собственной энергии продуктивного высоконапорного пласта в соседнюю, ранее пробуренную, специально пробуренную скважину или в эту же скважину в предварительно сформированную зону поглощения.
Известен способ обеспечения безопасности буровых работ при вскрытии высоконапорных пластов, состоящий в использовании для профилактики фонтанного выброса специальных утяжеленных буровых растворов [Калинин А.Г., Левицкий A.З. Технология бурения разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. - М.: Недра, 1988. - с. 98-99. Булатов А.И., Пеньков А.И., Проселков Ю.М. Справочник по промывке скважин. - М.: Недра, 1984. - 317 с.]. Для их приготовления необходимы дорогостоящие и дефицитные реагенты: бромиды и нитраты поливалентных металлов, биополисахариды, гидроксиэтилированные производные целлюлозы и многоатомных спиртов, барит, целестин, гематит, галенит и др.
Недостатками данного способа являются высокая стоимость бурового раствора, большие сложности в его приготовлении и поддержании необходимых технологических параметров в условиях поступления высокоминерализованного рассола из высоконапорного пласта и незастрахованность проводимых работ от спонтанных выбросов и разлива пластового флюида по земной поверхности в тех случаях, когда плотность бурового раствора не обеспечивает превышение гидростатического давления над пластовым. Завоз утяжелителей в количестве 400-600 т на скважину и хранение тяжелого бурового раствора крайне затратны.
Наиболее близким способом по технической сущности является способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами (Патент РФ 2365735, кл. Е21В 21/08, 2007 (Прототип)). Он заключается в описании вскрытия высоконапорного пласта с одновременной утилизацией рассола в поглощающий пласт за предыдущей обсадной колонной. Тем самым достигается возможность первичного вскрытия и бурения по высоконапорному пласту с целью его последующего освоения и добычи рассола для переработки на поверхности земли с извлечением брома, лития, магния и других ценных элементов и соединений. Указанный способ разработан с целью скважинной добычи высоконапорных рассолов как самостоятельного гидроминерального сырья.
Данный способ имеет один существенный недостаток, а именно: не учитывает необходимость снижения интенсивности проявления рассолов и крепления обсадной колонной высоконапорного продуктивного пласта в условиях высокодебитного проявления крепких рассолов. Без проведения данной операции невозможно продолжение дальнейшего бурения скважины на нижележащие УВ-горизонты с задачей вскрытия и испытания продуктивного нефтегазоносного пласта.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка алгоритма (последовательности операций) в цикле крепления скважины с целью изоляции высоконапорного пласта, что обеспечит возможность продолжения дальнейшего бурения скважины и в дальнейшем - добычу нефти и газа из нижележащих пластов.
Сущность предлагаемого изобретения - изоляция высоконапорного пласта путем создания комплексного геохимического барьера в призабойной зоне пласта (ПЗП).
Технический результат - доведение скважины до проектного забоя и обеспечение безаварийной добычи нефти и газа.
Технический результат достигается предлагаемым способом строительства скважины в осложненных условиях, включающий бурение и крепление ствола скважины обсадной колонной до кровли высоконапорного пласта, вскрытие бурением высоконапорных пластов с использованием мер противофонтанного выброса, отличающийся тем, что после вскрытия высоконапорных пластов производят подбуривание зумпфа 30 м и осуществляют закачку в призабойную зону пласта буферной жидкости на основе охлажденного рассола температурой до +6°С - летом, -30°С - зимой, при этом используют охлажденный частично раскристаллизованный рассол из амбара, полученный ранее при бурении по высоконапорному пласту. Далее за буферной жидкостью закачивают цементный раствор на основе магнезиально-фосфатного тампонажного раствора (МФТР) в объеме 8-10 м3, который закачивают в зону проявления под давлением, обеспечивающим 5% запас над давлением высоконапорного пласта, после закачки скважину оставляют на этом противодавлении. Причем при необходимости операцию повторяют. Затем после снижения интенсивности проявления до значений 5-10 м3/час продолжают бурение на переливе с этим дебитом с одновременной закачкой получаемого объема притока рассола в заранее сформированную зону поглощения. При достижении забоем проектных отметок кровли продуктивного целевого пласта с нефтяным или газовым насыщением осуществляют спуск дополнительной обсадной колонны с прочностными характеристиками на смятие, превышающими пластовое давление в интервале проявления крепких рассолов. После чего цементирование производится тяжелым цементным раствором и магнезиально-фосфатным тампонажным раствором из расчета превышения гидростатического давления цементного раствора над давлением в проявляющем пласте. При этом опрессовку обсадной колонны производят не ранее чем через 3 суток после цементирования, далее продолжают бурение по целевому нефтяному или газовому пласту. Эффект формирования фильтрационной завесы реализуется за счет комплексного образования а) термобарического (охлаждение ПЗП и кристаллизация рассола в ПЗП, б) геохимического барьера, возникающего при смешении карбонатно-сульфатного буфера с насыщенным хлоридно-кальциевым рассолом в проявляющем пласте в ПЗП; в) адиабатического охлаждения трещин, по которым рассолопроявляющий пласт (или трещиноватая зона) и работает рассолом в открытый ствол скважины за счет резкого расширения потока рассола и разницы давлений (пластовое и забойное); и г) активной запрессовки выпадающих солей давлением продуктивного рассолопроявляющего пласта. Тем самым, выпадающие из рассола соли запечатывают ПЗП, формируя эффект фильтрационной завесы. Периодические промывки интервала рассолопроявления пресной технической водой охлаждают ПЗП и обеспечивают поддержание депрессии на рассолопроявляющий пласт (перепад пласт - скважина), и этим адиабатический процесс и процесс запрессовки выпадающих солей в осадок соли создают непреодолимый барьер в проявляющем пласте. Эффект достигается за счет охлаждения призабойной зоны скважины (трещин, которые служат путями фильтрации рассола) до критической температуры (ниже 25 градусов), что приводит к старту процесса лавинной кристаллизации солей, главным образом CaCl2 из пересыщенной хлоридной системы с ее последующей запрессовкой пластовым давлением из рассолопроявляющего пласта (зоны).
Предлагаемый способ содержит технические решение (опережающее формирование зоны поглощения) и технико-технологические решения, которые базируются на изучении геохимического барьера (смешение разных геохимических типов вод (сульфатной и карбонатной с хлоридной) и температурного (термобарического) барьера - кристаллизация солей из рассолов (тахигидрита, анарктицита, бишофита и др.) в призабойной зоне через введение порций переохлажденного рассола, в котором кристализующиеся соли формируют множество центров кристаллизации. Обвальная кристаллизация в зоне смешения холодного (переохлажденного рассола) с природной флюидной рассольной системой формируют искусственную фильтрационную завесу, которая рыхлыми кристаллами заполняет транзитное трещинное пространство в призабойной зоне пласта. При этом дополнительная изоляция трещин проводится при установке цементных мостов на основе магнезиально-фосфатного цемента с противодавлением на пласт. На втором этапе при продолжении бурения скважины могут сформироваться трещины в цементном камне, однако перепад давлений, который поддерживается в цикле бурения по высоконапорному пласту между флюидной АВПД-системой с аномальным барическим полем давления (Рпл = более 40 МПа) и давлением бурового раствора на глубине закрепленного в два этапа рассолопроявляющего пласта формирует два процесса:
1. Процесс запрессовки солевой пробки в транзитных трещинах - флюидная АВПД - система давит на рыхлую солевую пробку (массу) и спрессовывает ее, удаляя часть свободной, не связанной с кристаллической решеткой воды.
2. Резкое расширение солевой системы (рассола), которая профильтровалась на начальном этапе через трещины в цементном камне и неплотности солевой пробки при выделении из трещин (пластовое давление - Рпл) в скважину (забойное давление - Рзаб), где Рзаб<<Рпл, формирует резкое охлаждение рассола через адиабатический процесс в призабойной зоне пласта, залечивая кристаллами соли фильтрующие трещины и поры.
Запрессовка в новые трещины и поры идет по описанному выше механизму.
Практика длительных испытаний высокодебитной трещинной зоны, вскрытой ниже 1800 м в доломитах усольской свиты скважиной 3А на Знаменском ЛУ, показала, что процесс кристаллизации рассола стартует при охлаждении потока с 32°С (пластовая температура) до 25°С (температура кристаллизации). Установлено, что чем меньше скорость потока, которая регулируется штуцированием на штуцерной батарее, тем раньше по внутренней поверхности лифтовых труб начинается кристаллизация солей в восходящем потоке рассола. Экспериментальное исследование потока рассолопроявления проведено на дебитах 20, 50, 300, 800 и 1600 м3/сут. Показано, что на низких дебитах наблюдается формирование солевых пробок, зарастание трубного пространства, и это явление наблюдается повсеместно на глубоких рассолопроявляющих скважинах юга Сибирской платформы. Зафиксировано, что при записи кривой восстановления давления (КВД), то есть при остановке потока рассола по внутреннему пространству скважины происходит зарастание ПЗП соляными пробками. После КВД дебит пласта на тех же режимах резко падает (таблица) в более чем сто раз. Промывка технологической водой только усиливает процесс формирования фильтрационной завесы. После лабораторных экспериментов по смешению карбонатных и сульфатных вод с хлоридными рассолами обнаружено выпадение карбонатных солей. Это подтверждено проведением соляно-кислотной обработки пласта, после которой дебит скважины был полностью восстановлен до максимальных значений.
Сделаны следующие выводы:
1. Уменьшение производительности рассолопроявляющей зоны ведет к выпадению хлоридных солей, смещению точки фазового равновесия из ствола скважины в пласт;
2. Закачка технической воды приводит к выпадению карбонатных солей, которые уплотняются через эффект поршневания и прорастают хлоридными солями CaCl2;
3. Разрушение фильтрационной завесы (экрана) достигнуто раствором соляной кислоты, что позволяет сделать вывод о карбонатном составе экранирующей противофильтрационной завесы, либо о растворении раствором соляной кислоты карбонатов на контакте соль-карбонат.
Использование полученных экспериментальных данных позволило обосновать следующий алгоритм практических шагов по изоляции высоконапорного рассолопроявляющего пласта в карбонатной соленасыщенной толще нижнего кембрия:
1. Вскрытие рассолопроявляющего пласта на полную мощность с оставлением дополнительного 30 м зумпфа;
2. Изоляция рассолопроявляющей зоны через формирование фильтрационной завесы в ПЗП:
2.1. Слой карбонатов через процесс геохимического барьера
2.2. Слой солевой пробки прорастает через трещины и незакрепленные фильтрующие участки за счет перепада давления АВПД пласт - скважина
2.3. Цементный слой (МФТР), с доказанным непосредственно на обьекте бурения качественным схватыванием на контакте соль - цемент и металл - цемент, устанавливаемый на противодавлении с последующей запрессовкой в призабойную зону пласта
Процесс углубления скважины в условиях слабого поступления рассола (рапы) технологически реализуем, процесс бурения с одновременной закачкой рассола в поглощающий пласт проверен и доказан практикой буровых работ на Знаменском месторождении. За 7-10 суток углубления скважины до проектной гл. 3300 м зона фильтрационного экрана дополнительно уплотняется и зарастает солями.
Перед спуском обсадной колонны ствол скважины прорабатывается, далее выполняется спуск обсадной колонны и цементирование. Буферной жидкостью при цементировании также служит переохлажденный рассол. Полная изоляция рассолопроявляющего пласта достигается при креплении высоконапорного пласта обсадной колонной.
Таким образом, алгоритм заявленного способа включает: управляемое бурение по рассолопроявляющему интервалу высоконапорного пласта (зоны), его первичное вскрытие на полную мощность с зумпфом 30 м зоны аномально-гидропроводного коллектора жильного типа с АВПД на управляемом переливе с одновременным или периодическим возвратом получаемых на поверхность обьемов рассола в предварительно сформированную зону поглощения, изоляцию ствола скважины от высоконапорных пластов через комплексное формирование фильтрационной завесы в ПЗП, дальнейшее бурение до проектной глубины спуска обсадной колонны, крепление высоконапорных пластов обсадной колонной соответствующей прочности и цементирование тяжелыми цементными растворами. Крайне важным здесь является технологическая пауза между цементированием и опрессовкой обсадной колонны в 3 суток. В течение этого времени обеспечивается необходимое качество крепления обсадной колонны. Данная технология была опробована на скважине №3 Знаменского ЛУ с положительным результатом.
Бурение и крепление глубокой скважины на нефть и газ в условиях высоконапорных пластов, насыщенных рапой (крепкими и предельно насыщенными рассолами) является сложнейшим с технологической точки зрения процессом. Сложности возникают как в процессе бурения (постоянные проявления рассолов с большим дебитом фонтанирования), так и после крепления данного интервала обсадной колонной (смятие колонны). Количество скважин, недоведенных до проектного забоя вследствие сложных горно-геологических условий в средней части осадочного чехла в контурах месторождения УВ, может идти на десятки. Заявленный способ позволяет обеспечить требуемый результат - доведение скважины до проектного забоя, решение целевых задач скважины (отбор керна в пласте с УВ-насыщением, ГИС, опробование, испытание, ОПЭ, либо дальнейшая безаварийная добыча нефти и газа.
Изобретение иллюстрируется чертежами: 1 а - прототип, 1 б - изоляция высоконапорного пласта, 1 в - крепление обсадной колонной интервала с высоконапорным пластом.
ПРИМЕР
В качестве примера показаны типичные условия при вскрытии бурением высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами на одном из нефтегазоконденсатных месторождений Лено-Тунгусской НГП (рис. 1).
Согласно изобретению-прототипу (Патент РФ 2365735, кл. Е21В 21/08, 2007 (Прототип)) бурение скважины (1) до кровли (2) высоконапорного продуктивного пласта (3) ведут в соответствии с освоенной для данного месторождения технологией. Далее в интервале поглощающего пласта, расположенного непосредственно под региональной водоупорной толщей (4), методом гидроразрыва формируют зону поглощения (5), осуществляют крепление ствола обсадной колонной (6), однако цементный раствор закачивают с таким расчетом, чтобы сформированная зона поглощения была открыта и могла сообщаться через устьевую обвязку с наземным насосным оборудованием, то есть оставляют не зацементированным межколонное пространство от зоны поглощения до земной поверхности (7). Затем производят вскрытие бурением высоконапорного пласта (3), его продукцию транспортируют по скважине и в случае аномально высокого дебита перепускают под давлением через устьевую обвязку и далее через узел (8), позволяющий регулировать дебит и давление поступающего из скважины рассола, напрямую по межколонному пространству (7) в заранее сформированную зону поглощения (5).
Резервным, запасным вариантом в этой схеме (примере) предусматривается обвязка скважины с наземными резервными приемными емкостями (9), котловану и наземным насосным оборудованием (10) для принудительной закачки в сформированную зону поглощения. На закачивающей линии предусматривается обратный клапан (11), а регулирование дебита контролируется расходомером (12).
Авторами заявляемого изобретения предлагается следующий порядок действий. После вскрытие на полную мощность высоконапорного пласта с помощью компоновки бурильных труб с долотом (13) и подбуривания зумпфа 30 м, а также смены компоновки бурильных труб в скважине на «открытую воронку» (14) осуществляют закачку буферной жидкости (15) на основе рассола температурой (+6°С - летом, -30°С - зимой, при этом используют охлажденный частично раскристализованный рассол из амбара, полученный при бурении по высоконапорному пласту). Далее за буферной жидкостью закачивают цементный раствор (16) на основе магнезиально-фосфатного цемента в объеме 8-10 м3. Тампонажный цементный раствор закачивается в зону проявления под давлением 23,5 МПа. После закачки скважина остается на противодавлении. Тем самым достигается снижение или полное отсутствие интенсивности проявления. Затем после снижения интенсивности проявления до значений 5-10 м3/час, либо его ликвидации продолжают бурение на переливе с этим дебитом с одновременной закачкой получаемого объема притока рассола в заранее сформированную зону поглощения. При необходимости операция повторяется. После достижения кровли целевого продуктивного пласта с УВ-насыщением (17) повторяются мероприятия по снижению интенсивности притока, описанные выше. После снижения интенсивности проявления до приемлемых значений (5-10 м3/час) осуществляют спуск обсадной колонны (18) с прочностными характеристиками (обсадная колонная 244,5 мм, толщина стенки 13,8 мм, марка стали М), превышающими пластовое давление в интервале проявления крепких рассолов (коэффициент аномальности может достигать 2,35). Возможна также установка упрочненной секции обсадной колонны 244,5 мм (13,8 мм, Е) в интервале высоконапорного пласта с перекрытием предыдущих колонн на 75-150 м. Цементирование производится тяжелым цементным раствором плотностью 2470 кг/м3 и МФТР плотностью 1900 кг/м3 из расчета превышения гидростатического давления цементного раствора над давлением в проявляющем пласте. Превышение давления над пластовым и крепление затрубного пространства обсадной колонны в условиях поддержания постоянного устьевого давления также может быть сформировано за счет цементировочного агрегата ЦА-320. Опрессовку обсадной колонны после цементирования производят не ранее чем через 3 суток после цементирования. Далее продолжают бурение по целевому нефтяному или газовому пласту.
Заявленный способ применим для вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин различного назначения (параметрические, поисковые, разведочные, эксплуатационные, нагнетательные).
Claims (1)
- Способ строительства скважины в осложненных условиях, включающий бурение и крепление ствола скважины обсадной колонной до кровли высоконапорного пласта, вскрытие бурением высоконапорных пластов с использованием мер противофонтанного выброса, отличающийся тем, что после вскрытия высоконапорных пластов производят подбуривание зумпфа 30 м, осуществляют закачку в призабойную зону пласта буферной жидкости на основе охлажденного рассола температурой до +6°C - летом, -30°C - зимой, при этом используют охлажденный частично раскристаллизованный рассол из амбара, полученный ранее при бурении по высоконапорному пласту, далее за буферной жидкостью закачивают цементный раствор на основе магнезиально-фосфатного тампонажного раствора в объеме 8-10 м3, который закачивают в зону проявления под давлением, обеспечивающим 5% запас над давлением высоконапорного пласта, после закачки скважину оставляют на этом противодавлении, причем при необходимости операцию повторяют, затем после снижения интенсивности проявления до значений 5-10 м3/час продолжают бурение на переливе с этим дебитом с одновременной закачкой получаемого объема притока рассола в заранее сформированную зону поглощения и при достижении забоем проектных отметок кровли продуктивного целевого пласта с нефтяным или газовым насыщением осуществляют спуск дополнительной обсадной колонны с прочностными характеристиками на смятие, превышающими пластовое давление в интервале проявления крепких рассолов, после чего цементирование производится тяжелым цементным раствором и магнезиально-фосфатным тампонажным раствором из расчета превышения гидростатического давления цементного раствора над давлением в проявляющем пласте, при этом опрессовку обсадной колонны производят не ранее чем через 3 суток после цементирования, далее продолжают бурение по целевому нефтяному или газовому пласту.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016112797A RU2630519C1 (ru) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | Способ строительства скважины в осложненных условиях |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016112797A RU2630519C1 (ru) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | Способ строительства скважины в осложненных условиях |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2630519C1 true RU2630519C1 (ru) | 2017-09-11 |
Family
ID=59893748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016112797A RU2630519C1 (ru) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | Способ строительства скважины в осложненных условиях |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2630519C1 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732424C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-09-16 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ вскрытия пластов с аномально высокими пластовыми давлениями и предупреждения смятия обсадной колонны скважины в процессе ее эксплуатации |
| RU2735508C1 (ru) * | 2020-04-29 | 2020-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ создания фильтрационной завесы при бурении высоконапорных пластов, насыщенных крепкими хлоридно-кальциевыми рассолами |
| RU2735504C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2020-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами |
| RU2740884C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ одновременной добычи флюидов, склонных к температурному фазовому переходу |
| CN114412425A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-29 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种煤矿井下筛管水力/空气输送用冲击破碎式助推接头 |
| RU2797175C1 (ru) * | 2022-04-19 | 2023-05-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ строительства скважины в осложненных условиях |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3490535A (en) * | 1968-06-17 | 1970-01-20 | Mobil Oil Corp | Formation of plugs within wells |
| SU1257167A1 (ru) * | 1984-08-06 | 1986-09-15 | Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина | Способ цементировани скважин с аномально высокими пластовыми давлени ми |
| RU2016188C1 (ru) * | 1989-03-30 | 1994-07-15 | Северный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский геологический центр | Способ цементирования обсадных колонн нефтяных и газовых скважин |
| RU2196869C2 (ru) * | 2000-08-17 | 2003-01-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Способ вскрытия продуктивного газоносного пласта бурением |
| RU2365735C2 (ru) * | 2007-03-12 | 2009-08-27 | Андрей Гелиевич Вахромеев | Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами |
| RU2370640C1 (ru) * | 2008-03-11 | 2009-10-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Способ бурения скважин и разработки многопластовых месторождений углеводородов с неоднородными геологическими условиями залегания продуктивных пластов |
-
2016
- 2016-04-04 RU RU2016112797A patent/RU2630519C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3490535A (en) * | 1968-06-17 | 1970-01-20 | Mobil Oil Corp | Formation of plugs within wells |
| SU1257167A1 (ru) * | 1984-08-06 | 1986-09-15 | Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина | Способ цементировани скважин с аномально высокими пластовыми давлени ми |
| RU2016188C1 (ru) * | 1989-03-30 | 1994-07-15 | Северный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский геологический центр | Способ цементирования обсадных колонн нефтяных и газовых скважин |
| RU2196869C2 (ru) * | 2000-08-17 | 2003-01-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Способ вскрытия продуктивного газоносного пласта бурением |
| RU2365735C2 (ru) * | 2007-03-12 | 2009-08-27 | Андрей Гелиевич Вахромеев | Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами |
| RU2370640C1 (ru) * | 2008-03-11 | 2009-10-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Способ бурения скважин и разработки многопластовых месторождений углеводородов с неоднородными геологическими условиями залегания продуктивных пластов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СИТКОВ Б. П. и др., Технология бурения и крепления скважин в условиях водопроявления на Оренбургском газоконденсатном месторождении, ЭИ Бурение, 21, 1980, с. 9. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732424C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-09-16 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ вскрытия пластов с аномально высокими пластовыми давлениями и предупреждения смятия обсадной колонны скважины в процессе ее эксплуатации |
| RU2735504C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2020-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами |
| RU2735508C1 (ru) * | 2020-04-29 | 2020-11-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ создания фильтрационной завесы при бурении высоконапорных пластов, насыщенных крепкими хлоридно-кальциевыми рассолами |
| RU2740884C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ одновременной добычи флюидов, склонных к температурному фазовому переходу |
| CN114412425A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-29 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种煤矿井下筛管水力/空气输送用冲击破碎式助推接头 |
| CN114412425B (zh) * | 2021-12-24 | 2024-06-04 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种煤矿井下筛管水力/空气输送用冲击破碎式助推接头 |
| RU2797175C1 (ru) * | 2022-04-19 | 2023-05-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН) | Способ строительства скважины в осложненных условиях |
| RU2806905C1 (ru) * | 2023-03-24 | 2023-11-08 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ строительства скважин |
| RU2811501C1 (ru) * | 2023-04-14 | 2024-01-12 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ бурения скважин при активном рапопроявлении |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2630519C1 (ru) | Способ строительства скважины в осложненных условиях | |
| CA2226928C (en) | Multiple zone well completion method and apparatus | |
| US4595239A (en) | Oil recovery mining apparatus | |
| US7559373B2 (en) | Process for fracturing a subterranean formation | |
| CA2970650C (en) | Establishing control of oil and gas producing well bore through application of self-degrading particulates | |
| RU2578134C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи в трещиноватых коллекторах с водонефтяными зонами | |
| AU2015202948B2 (en) | Oil and Gas Well and Field Integrity Protection System | |
| RU2291284C2 (ru) | Способ строительства и заканчивания нагнетательных скважин | |
| WO2006062433A1 (fr) | Procede de fermeture d'un puits | |
| RU2320849C2 (ru) | Способ строительства и эксплуатации скважин | |
| RU2365735C2 (ru) | Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами | |
| RU2427703C1 (ru) | Способ строительства скважин многопластового нефтяного месторождения | |
| Rodvelt | Vertical well construction and hydraulic fracturing for CBM completions | |
| RU88052U1 (ru) | Конструкция глубокой скважины | |
| RU2196878C2 (ru) | Способ ликвидации водопритока по зацементированному заколонному пространству при эксплуатации нефтяных и газовых скважин | |
| RU2076923C1 (ru) | Способ формирования тампонажной завесы в обводненных горных породах | |
| RU2735508C1 (ru) | Способ создания фильтрационной завесы при бурении высоконапорных пластов, насыщенных крепкими хлоридно-кальциевыми рассолами | |
| RU2386776C1 (ru) | Способ вскрытия водоносных горизонтов в неустойчивых породах восстающей дренажной скважиной и устройство для его осуществления | |
| Krueger | Advances in well completion and stimulation during JPT's first quarter century | |
| RU2777004C1 (ru) | Способ интенсификации притоков углеводородов из глиносодержащих сложнопостроенных нефтематеринских пород | |
| RU2735504C1 (ru) | Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами | |
| RU2732424C2 (ru) | Способ вскрытия пластов с аномально высокими пластовыми давлениями и предупреждения смятия обсадной колонны скважины в процессе ее эксплуатации | |
| RU2261981C1 (ru) | Способ ликвидации заколонных перетоков газа в нефтедобывающей скважине | |
| RU2811501C1 (ru) | Способ бурения скважин при активном рапопроявлении | |
| RU2740884C1 (ru) | Способ одновременной добычи флюидов, склонных к температурному фазовому переходу |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210405 |