[go: up one dir, main page]

EA009321B1 - Способ уплотнения кольцевого пространства в скважине - Google Patents

Способ уплотнения кольцевого пространства в скважине Download PDF

Info

Publication number
EA009321B1
EA009321B1 EA200701275A EA200701275A EA009321B1 EA 009321 B1 EA009321 B1 EA 009321B1 EA 200701275 A EA200701275 A EA 200701275A EA 200701275 A EA200701275 A EA 200701275A EA 009321 B1 EA009321 B1 EA 009321B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
gel
tubular element
annular gap
liquid
casing
Prior art date
Application number
EA200701275A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200701275A1 (ru
Inventor
Мартин Жерар Рене Босма
Эрик Керст Корнелиссен
Михаил Борис Гейликман
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of EA200701275A1 publication Critical patent/EA200701275A1/ru
Publication of EA009321B1 publication Critical patent/EA009321B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/422Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells specially adapted for sealing expandable pipes, e.g. of the non-hardening type
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/04Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/44Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing organic binders only
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/14Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/10Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/10Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/103Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Предложен способ уплотнения кольцевого промежутка (7) между расширяемым трубчатым элементом (6), установленным внутри скважины, и стенкой, окружающей расширяемый трубчатый элемент, в результате которого возникает перепад давлений между разнесенными вдоль оси первым местоположением в кольцевом промежутке и вторым местоположением в кольцевом промежутке. Способ включает установку трубчатого элемента (6) в скважине; размещение массы жидкости (10) в кольцевом промежутке (7) между указанными первым и вторым местоположениями, причем указанная жидкость имеет предел текучести, выбранный таким образом, что указанный перепад давления недостаточен для возникновения осевого потока массы жидкости в кольцевом промежутке (7) после радиального расширения трубчатого элемента (S); и радиальное расширение трубчатого элемента (6).

Description

Настоящее изобретение относится к способу уплотнения кольцевого промежутка между расширяемым трубчатым элементом, установленным внутри скважины, и стенкой, окружающей расширяемый трубчатый элемент, в результате которого возникает перепад давления между первым местоположением в кольцевом промежутке и вторым местоположением в кольцевом промежутке, разнесенными вдоль оси.
В скважинах для добычи углеводородного флюида среды обычно устанавливают одну или больше обсадных труб для обеспечения стабильности стенки скважины и для формирования зонной изоляции между различными слоями формации. Обычно несколько обсадных труб устанавливают на разной глубине, используя вложенную компоновку, в результате чего диаметр каждой (последующей) обсадной трубы меньше, чем диаметр предыдущей обсадной трубы, что позволяет опускать обсадную трубу через предыдущую обсадную трубу. Кольцевое пространство между каждой обсадной трубой и стенкой скважины заполняют цементом для обеспечения кольцевого уплотнения и для поддержки обсадной трубы внутри скважины. В большинстве вариантов применения такой цементный слой обеспечивает достаточное уплотнение, если только кольцевое пространство не слишком узкое.
В последнее время на практике используют радиальное расширение обсадных труб внутри скважины. В привлекательном способе установки расширяемых обсадных труб каждую последующую обсадную трубу опускают через предыдущую обсадную трубу и затем радиально расширяют, по существу, до того же диаметра, что и предыдущая обсадная труба. Таким образом, получают скважину, по существу, с однородным диаметром. Такая процедура является особенно предпочтительной для относительно глубоких скважин или для удлиненных продуктивных скважин. Кроме того, было предложено расширять обсадные трубы, прижимая их к стенке скважины так, чтобы уплотнение создавалось между обсадной трубой и стенкой скважины без использования цементного слоя между ними. Хотя такое расширение с прижимом к формации считается реально выполнимым, все еще остаются проблемы, связанные с эффективностью уплотнения после расширения обсадной трубы с прижимом к формации. Опыт показывает, что цемент может не обеспечить хорошее уплотнение очень узкого кольцевого зазора с учетом недостаточного протекания цемента в кольцевом промежутке и с учетом возможной усадки (узкого) кольцевого слоя цемента после его затвердевания.
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в создании улучшенного способа уплотнения кольцевого пространства, образующегося между расширяемым трубчатым элементом, установленным в скважине, и стенкой, окружающей расширяемый трубчатый элемент, в котором преодолеваются недостатки предшествующего уровня техники.
В соответствии с изобретением предложен способ уплотнения кольцевого пространства, сформированного между расширяемым трубчатым элементом, установленным внутри скважины, и стенкой, окружающей расширяемый трубчатый элемент, в результате чего перепад давления возникает между первым местоположением в кольцевом промежутке и вторым местоположением в кольцевом промежутке, разнесенным вдоль оси от первого местоположения, способ заключается в том, что устанавливают трубчатый элемент внутри скважины;
размещают массу жидкости в кольцевом промежутке между указанными первым и вторым местоположениями, причем указанная жидкость имеет предел текучести, выбранный таким образом, что указанный перепад давления недостаточен для того, чтобы вызвать осевой поток массы не затвердевающей жидкости в кольцевом промежутке после радиального расширения трубчатого элемента; и радиально расширяют трубчатый элемент.
Таким образом, обеспечивается то, что жидкость может быть введена в кольцевое пространство при относительно низком давлении накачки перед расширением трубчатого элемента, поскольку кольцевое пространство остается относительно широким перед процессом расширения. После того как жидкость будет размещена в кольцевом промежутке и трубчатый элемент будет расширен, давление, требуемое для продольного движения массы жидкости через кольцевое пространство, и, таким образом, способность уплотнения кольцевого пространства массой жидкости, увеличивается. Такое увеличение является практически экспоненциальным, если кольцевое пространство становится очень узким, например, как в случае расширения трубчатого элемента (практически) с прижимом к стенке скважины. Поэтому следует понимать, что способ в соответствии с изобретением является особенно предпочтительным для применения, в случаях, когда трубчатый элемент радиально расширяют так, что он располагается вблизи со стенкой скважины, или даже локально рядом со стенкой скважины.
Предпочтительно, указанная жидкость представляет собой не затвердевающую жидкость, что исключает любую возможность усадки кольцевой массы в результате ее затвердевания.
Жидкость, подходящая для использования в способе в соответствии с изобретением, представляет собой тиксотропную жидкость. Предпочтительно жидкость выбирают из геля, Бингамова пластического тела и жидкости Гершеля-Балкли.
Примеры гелей, пригодных для использования в способе в соответствии с изобретением, представляют собой:
1) Полиакриламид, сшитый хромом, такой как Мата8еа1™, Матей™, поставляемый компанией БсЫишЬегдег или ΟΡΡΟ. Эти гели основаны на частично гидролизованных полиакриламидных полимерах, сшитых Ст(Ш), высвобождаемым через комплекс хромацетата. Верхние температуры применения
- 1 009321 составляют 124°С для геля Мага§еа1 и 104°С для Магсй. После сгущения гель способен противостоять высоким концентрациям двухвалентных ионов.
2) Поливиниловый спирт, сшитый специальным (фотосинтезированным) агентом, таким, как раскрыт Абуапсеб Се1 Тесйпо1о§у 1пс. в И8 2002/0128374А1, и называемым №опбегде1™. Более подробное описание №опбег§е1™ приведено в №0 03/083259, №О 04/041872, №0 98/12239, И8 2004/0072946 А1, И8 2002/0128374 А1 или СВ 2396617А1.
3) Синтетические слоистые гели на основе силикатной глины, такие как ЬАРОМТЕ™.
4) Тиксотропные гели для пакеров из глины на олеофильной основе для инжекторов пара, такие как раскрыты в И8 5677267.
5) Теплоизолирующие гели на основе масла, такие, как раскрыты в И8 4258791 или И8 5607901, которые являются безопасными для окружающей среды, не имеют водной основы, не приводят к коррозии и представляют собой теплоизолирующие гели, в которых часть жидкости включает в себя эфир животного или растительного масла.
6) Композиции, способные образовывать гель ίη δίΐυ. обычно используемые для перекрытия инжекторов пара, например, как раскрыто в И8 4858134.
7) Термореактивные синтетические гели, имеющие длительный срок службы в условиях повышенной температуры, например, силиконовые гели ΚΤΎ, такие как Эо\у Сошшдк 8у1дагб™ и/или перфторэфирные силиконовые гели, такие как 8Ып Είδΐι'δ 81ЕЕЬ™.
8) Модифицированные ксантановые смолы или НРС для температур ниже 60°С.
9) 81Не1™, состоящий из неорганических силикатов, которые затвердевают в растворе и формируют постоянный гель через заданное время отверждения. Раствор имеет вязкость, близкую к вязкости воды, до тех пор, пока не пройдет больше 90% времени отверждения. Время отверждения зависит от температуры и рН и изменяется от нескольких минут до нескольких часов, при температурах до 93°С, в зависимости от рН. Добавление мочевины при более высоких температурах приводит к увеличению времени гелеобразования, благодаря буферным способностям мочевины в результате образования аммиака.
10) 1н)ес1го1™, который представляет собой силикатную систему с внутренним катализом. Три типа систем 1н)ес1го1™ доступны в зависимости от используемого катализатора, т.е. тип С для температур 2366°С, тип ΙΤ для температур 49-82°С и тип и для температур 82-149°С. Система с внутренним катализом позволяет перекачивать раствор с малой вязкостью (обычно 1,2 мПа-с) в формацию до отверждения материала с получением плотного геля. Количество катализатора и температура в забое скважины определяют время образования геля. Для систем типа С время образования геля составляет от нескольких минут при 66°С до 600 мин при 23°С.
11) Н2хегоЬТ™ или Н2/его™, разработанные компанией НаШЬийоп, включают в себя сополимер акриламида и акрилата, имеющий молекулярный вес 250000, с использованием полиэтиленимина в качестве перекрестно сшивающего агента. При применении при температурах ниже 50°С в качестве перекрестно сшивающего агента используется Ζγ0Ο2, который обеспечивает уменьшенное время образования геля.
12) Регш8еа1 Е+™ или Регш8еа1 600™, разработанный компанией НаШЬибоп, включает в себя мономер акрилата и управляемый теплом активатор. КС1, воду и регулятор рН (уксусную кислоту) добавляют для получения стандартизированной ионной концентрации. Тепловое разложение активатора индуцирует полимеризацию полимера ш δίΐιι. Время образования геля можно регулировать от 1 до 20 ч при температурах от 21 до 65°С. Регш8еа1 изначально имеет ту же вязкость, что и вода, и образует полимер после закачки в скважину.
13) Иорегш 700™, разработанный компанией НаШЬийоп, включает в себя полиакриламид и фенол, и формальдегид в качестве перекрестно сшивающих агентов. Исходные продукты, которые формируют 1п δίίυ фенол и формальдегид в результате реакции разложения, такие как гидрохинон и гексаметилентетрамин, являются менее токсичными. Иорегш 700™ можно использовать при температурах вплоть до 175°С. Концентрация полимера составляет порядка 3000-7000.
14) НЕ300™, разработанный компанией НаШЬибоп, включает в себя три мономера (сополимеры на основе акриламида). Этот полимер рекомендуется для температур ниже 100°С. Перекрестная сшивка возможна с использованием органических компонентов, таких как смесь фенола и формальдегида, или исходных веществ, образующих фенол и формальдегид. Резорцинол можно использовать для ускорения реакции при низких температурах, в то время как ионы трехвалентного железа обеспечивают задержку процесса образования геля.
Для улучшения уплотнительных свойств и/или свойств укупоривания массы геля в кольцевом промежутке масса геля, предпочтительно, содержит множество твердых частиц с большим распределением размеров частиц.
Пригодные твердые частицы, которые могут быть включены в массу жидкости, представляют собой:
податливые частицы, такие как скорлупа грецкого ореха, волокна (органические или неорганические, такие как нейлон или полиэтилен), полые керамические сферы, древесные обрезки и древесные
- 2 009321 опилки;
частицы высокой плотности, такие как Мп304 (Мтсготах™), барит, ильменит, гематит, магнетит, ферросилиций, спекулярит, феррофосфор (3), кварцевая мука, кварцевый песок, частицы боксита, алюминиевые микрошарики и стальные микрошарики;
частицы малой плотности, такие как зольная пыль, сферы с низкой плотностью (например, СагЬоргор™), бентонит, пуццоланы, расширенный перлит, угольный порошок, Οίίδοηίΐο™. стеклянные и керамические микросферы;
плохо сортированные системы частиц, такие как Йсп5с Сте1е™, Ьйе Сге1е™, 8апбаЬапб™ и 8Пусгίοχ™.
Изобретение будет более подробно описано ниже на примере, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 схематично показана скважина, в которой установлена расширяемая обсадная труба, и поток геля, закачиваемого в скважину;
на фиг. 2 схематично представлена скважина по фиг. 1 после закачки потока геля в скважину;
на фиг. 3 схематично представлена скважина по фиг. 1 во время радиального расширения расширяемой обсадной трубы;
на фиг. 4 схематично представлена скважина по фиг. 1 после радиального расширения расширяемой обсадной трубы; и на фиг. 5 показан график, представляющий влияние радиального расширения трубчатого элемента в скважине на уплотнение массы из геля в кольцевом промежутке между трубчатым элементом и стенкой скважины.
На чертежах одинаковые номера ссылочных позиций относятся к одинаковым компонентам.
На фиг. 1 показана скважина 1, сформированная в формации 2, которая включает в себя слой 3 месторождения, содержащий углеводородный флюид, и слой 4 перекрывающих отложений, расположенный над слоем 3 месторождения. Скважина 1 продолжается через слой 4 перекрывающих отложений и продолжается в слой 3 месторождения. Расширяемый трубчатый элемент в форме обсадной трубы 6 проходит от поверхности внутрь скважины 1, например, так, что нижний конец обсадной трубы 6 располагается на небольшом расстоянии над дном 8 скважины 1. Кольцевое пространство 7 образовано между обсадной трубой 6 и стенкой скважины. Поток геля 10 закачивают через обсадную трубу 6 в нижний участок скважины 1, используя насосную пробку 12, расположенную внутри обсадной трубы 6. Насосная пробка 12 отделяет поток геля 10 от соответствующей рабочей жидкости насоса (такой как соляной раствор), с помощью которой затягивают поток геля 10 и насосную пробку 12. Гель имеет предел текучести, выбранный в соответствии с описанными ниже критериями выбора.
На фиг. 2 показана скважина 1 после полной закачки потока геля 10 в скважину 1, в результате чего насосная пробка 12 располагается на нижнем конце обсадной трубы 6. Гель 10 располагается в кольцевое промежутке 7, образуя, таким образом, кольцевую массу геля 11.
На фиг. 3 показана обсадная труба 6 во время ее радиального расширения с использованием расширительного конуса 14, соединенного с насосом (не показан) на поверхности с помощью колонны 16 труб. Расширительный конус 14 может функционировать между сжатым состоянием, в котором наибольший диаметр конуса 14 меньше, чем внутренний диаметр нерасширенной обсадной трубы 6, и расширенным состоянием, в котором наибольший диаметр конуса 14 сравним со значением внутреннего диаметра, до которого расширяют обсадную трубу 6. Кроме того, в расширительном конусе предусмотрен продольный сквозной канал 18, обеспечивающий сообщение по текучей среде между внутренней полостью обсадной трубы 6 ниже расширительного конуса 14, и колонной 16 труб. Пакер 20 предусмотрен на нижнем конце обсадной трубы 6. Аналогично конусу 14 пакер 20 может работать между сжатым состоянием, в котором наибольший диаметр пакера 20 меньше, чем внутренний диаметр нерасширенной обсадной трубы 6, и расширенным состоянием, в котором наибольший диаметр пакера 20 сравним по размерам с внутренним диаметром, до которого расширяется обсадная труба 6.
Аналогично на фиг. 4 показана обсадная труба 6 после ее радиального расширения, после которого расширительный конус 14 и пакер 20 удалены из обсадной трубы 6, и, таким образом, эксплуатационная труба 22 проходит от поверхности через расширенную обсадную трубу 6, и до нижнего, не закрытого обсадной трубой участка 13 скважины 1. Эксплуатационная труба 22 соединена на поверхности с обычным оборудованием, используемым для добычи (не показано), которое позволяет обеспечить поток углеводородного флюида через нижний, не закрытый обсадной трубой участок 13 скважины 1 в оборудование, используемое для добычи. Кроме того, эксплуатационная труба 22 уплотнена на ее нижнем конце относительно обсадной трубы 6 с помощью эксплуатационного пакера 24. Часть потока геля 10, расположенного на нижнем, не закрытом обсадной трубой участке 13 скважины, удалена из скважины 1.
Во время нормальной работы обсадную трубу 6 опускают в скважину и подвешивают внутри скважины 1 от поверхности на требуемой глубине. Кольцевой зазор 7 заполняют солевым раствором (не показан). После этого поток геля 10 закачивают через обсадную трубу 6 в скважину 1, с использованием насосной пробки 12, которая следует за потоком геля 10 в обсадной трубе (фиг. 1 и 2). Поток геля 10
- 3 009321 протекает в кольцевой зазор 7, откуда он постепенно вытесняет солевой раствор, присутствующий в кольцевом зазоре 7.
Когда насосная пробка 12 достигает нижнего конца обсадной трубы 6, прокачку останавливают и насосную пробку 12 удаляют из обсадной трубы 6, используя соответствующий вытяжной трос (не показан). На данном этапе гель 10 заполняет не закрытый обсадной трубой участок 13 скважины 1 и проникает в кольцевой зазор 7, формируя таким образом кольцевую массу геля 11.
На следующем этапе расширительный конус 14 и пакер 20 приводят в соответствующее сжатое состояние и пакер 20 устанавливают с возможностью съема на нижнем конце конуса 14. Комбинацию из конуса 14 и пакера 20 затем опускают через обсадную трубу 6 с помощью колонны 16 труб, пока конус 14 не опустится ниже нижнего конца обсадной трубы 6, т. е. пока не достигнет не закрытого обсадной трубой участка 13 скважины 1. Конус 14 затем переводят в расширенное состояние и протягивают в обсадную трубу 6, используя приспособление с большим коэффициентом передачи силы (не показано), в результате чего происходит радиальное расширение нижнего оконечного участка обсадной трубы 6. После того, как конус 14 и пакер 20 полностью войдут внутрь обсадной трубы 6, пакер 20 расширяют радиально, так что он фиксируется на внутренней поверхности обсадной трубы 6. После установки пакера 20 конус 14 отсоединяют от пакера 20, и солевой раствор закачивают через колонну 16 труб и через сквозной канал 18, внутрь обсадной трубы 6 между конусом 14 и пакером 20. Конус 14, в результате, перемещается вверх через обсадную трубу 6 и постепенно расширяет обсадную трубу 6 (фиг. 3). Поскольку кольцевой промежуток 7 в процессе расширения становится уже, кольцевая масса геля 11 движется вверх. Движение вверх кольцевой массы геля 11 останавливается, когда расширительный конус 14 достигает уровня, где гель больше не присутствует в кольцевом промежутке 7. На чертежах такой уровень обозначен пунктирной линией А.
После полного расширения обсадной трубы 6 или после расширения требуемого участка обсадной трубы 6 конус 14 и пакер 20 удаляют из обсадной трубы. Не закрытый обсадной трубой участок 13 скважины 1 затем очищают и эксплуатационную трубу 22 и эксплуатационный пакер 24 устанавливают обычным образом.
Когда скважину переводят в эксплуатационный режим, углеводородный флюид протекает из зоны 3 месторождения в не закрытый обсадной трубой участок 13 скважины и оттуда через эксплуатационную трубу 22 на поверхность. Кольцевая масса геля 11 обеспечивает уплотнение кольцевого промежутка 7 и, таким образом, предотвращает протекание углеводородного флюида вдоль внешней стороны обсадной трубы 6 в направлении вверх. Для того чтобы масса геля 11 в кольцевом промежутке 7 могла противостоять (высокому) давлению флюида, создаваемому углеводородным флюидом, поступающим в скважину 1, предел текучести геля выбирают таким образом, чтобы осевой перепад давления в массе геля 11 был ниже, чем минимальный осевой перепад давления в массе геля 11, требуемый для того, чтобы вызвать движение массы геля 11.
Пример расчета минимального осевого перепада давления в кольцевой массе геля, требуемого для начала движения массы геля, для заданного значения предела текучести геля, представлен ниже.
Пример.
Скважину пробурили до глубины 2000 м диаметром 0,302 м (11,9 дюйм) в нижней части скважины. Давление текучей среды в формации на глубине 2000 м составляет 200 бар. Расширяемую обсадную трубу установили внутри скважины так, что нижний конец обсадной трубы установился на малом расстоянии над дном скважины. Внешний диаметр обсадной трубы в нерасширенном состоянии составил 0,244 м (9,625 дюйма). Поток геля, имеющего предел текучести 1000 Па (0,01 бар), закачали в скважину, как описано выше, так что в кольцевом промежутке между нерасширенной обсадной трубой и стенкой скважины образовалось кольцевая масса геля объемом 2,28 м3. Длина кольцевой массы геля перед радиальным расширением обсадной трубы составила 92,08 м. Максимальное давление на нижнем конце обсадной трубы, требуемое для закачки геля в кольцевой промежуток, составило 63,74 бар, что значительно ниже давления гидравлического разрыва пласта окружающей скалистой породы формации. Обсадную трубу затем радиально расширяли до внешнего диаметра 0,286 м (11,261 дюйм). Кольцевой промежуток, таким образом, стал уже, в результате чего длина массы геля в кольцевом промежутке увеличилась до приблизительно 304,8 м (1000 фут). Расширение обсадной трубы оказывает двойное воздействие на минимальное осевое давление, требуемое для индуцирования продольного движения массы геля в кольцевом промежутке. Во-первых, увеличивается сопротивление осевому движению массы геля из-за большей длины поверхности контакта, как со стенкой скважины, так и со стенкой обсадной трубы, и, во-вторых, площадь поперечного сечения кольцевой массы геля уменьшается. В настоящем примере было определено, что минимальный осевой перепад давления в массе геля, требуемый для индуцирования продольного движения массы геля через кольцевой промежуток, увеличивается от 211 бар перед расширением обсадной трубы, до 751 бар после расширения обсадной трубы. В настоящем примере предполагается, что осевой перепад давления флюида формации в массе геля обусловлен исключительно действием гидростатического столба флюида формации вдоль длины массы геля, давление которого составляет приблизительно 30 бар. Таким образом, действительный осевой перепад давления флюида в массе геля гораздо меньше минимального осевого перепада давления жидкости, требуемого для продольного движе
- 4 009321 ния массы геля. Поэтому в настоящем примере можно безопасно применять гель с меньшим значением предела текучести, если это требуется, или, в качестве альтернативы, длину массы геля в кольцевом промежутке можно было бы уменьшить.
Также рассмотрим фиг. 5, на которой представлен график, иллюстрирующий минимальный осевой перепад давления Па (бар) в кольцевой массе геля длиной 10 м, требующейся для возникновения продольного движения массы геля через кольцевой промежуток шириной Т (мм) для разных величин предела текучести геля, где линия (а) обозначает предел текучести геля 50 Па;
линия (Ь) обозначает предел текучести геля 100 Па;
линия (с) обозначает предел текучести геля 200 Па;
линия (ά) обозначает предел текучести геля 400 Па;
линия (е) обозначает предел текучести геля 800 Па;
линия (1) обозначает предел текучести геля 1600 Па.
Как можно видеть на графике, величина давления (Па) увеличивается экспоненциально в зависимости от значения ширины (Т), уменьшающегося до значения, близкого к нулю. Эффект радиального расширения трубчатого элемента, таким образом, состоит в том, что можно использовать гель с относительно малым значением предела текучести или, в качестве альтернативы, можно использовать относительно небольшую ширину кольцевой массы геля для достижения эффективного уклонения кольцевого промежутка. Функция уплотнения геля особенно эффективна, если трубчатый элемент расширяют радиально до расстояния, близкого к стенке скважины, или даже в отдельных местах с прижимом к стенке скважины.
Вместо закачки геля в скважину может быть закачена жидкость, которая преобразуется в гель через некоторое время после закачки в скважину. Таким образом, такая жидкость приобретает требуемое значение предела текучести и, в случае необходимости, требуемые тиксотропные свойства после размещения ее внутри скважины.

Claims (18)

1. Способ уплотнения кольцевого промежутка, сформированного между расширяемым трубчатым элементом, установленным внутри скважины, и стенкой, окружающей расширяемый трубчатый элемент, благодаря которому между разнесенными вдоль оси первым местоположением в кольцевом промежутке и вторым местоположением в кольцевом промежутке возникает перепад давления, характеризующийся тем, что устанавливают трубчатый элемент внутри скважины;
размещают массу жидкости в кольцевом промежутке между указанными первым и вторым местоположениями, причем указанная жидкость имеет предел текучести, выбранный таким образом, что указанный перепад давления недостаточен для возникновения осевого потока массы жидкости в кольцевом промежутке после радиального расширения трубчатого элемента; и радиально расширяют трубчатый элемент.
2. Способ по п.1, в котором указанную массу жидкости, по меньшей мере, частично размещают в кольцевом промежутке путем закачки указанной жидкости в кольцевой промежуток через трубчатый элемент перед его расширением.
3. Способ по п.1 или 2, в котором указанная масса жидкости, по меньшей мере, частично размещается в кольцевом промежутке в результате этапа радиального расширения трубчатого элемента.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором указанная стенка представляет собой стенку скважины.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанная жидкость представляет собой не затвердевающую жидкость.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором указанная жидкость представляет собой тиксотропную жидкость.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором указанную жидкость выбирают из геля, Бингамова пластического тела и жидкости Гершеля-Балкли.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором указанная жидкость представляет собой гель.
9. Способ по п.8, в котором гель включает в себя по меньшей мере один из сшитого хромом полиакриламида, полимера, сшитого цепью атомов углерода, синтетической слоистой силикатной глины, геля для пакера из глины на олеофильной основе, теплоизолирующего геля на основе масла, композиции, образующей гель ίη 8Йи, термореактивного синтетического геля и модифицированной ксантановой смолы.
10. Способ по п.9, в котором гель включает в себя полимер, поперечно сшитый цепью атомов углерода, причем указанная цепь атомов углерода включает в себя группы, позволяющие формировать связи с полимерами.
11. Способ по любому из пп.8-10, в котором гель включает в себя Нубгоде1™, производства компании Абуапсеб Ое1 Тес11по1оду (АОТ).
- 5 009321
12. Способ по любому из пп.8-11, в котором гель включает в себя полиакриламид, сшитый хромом, в виде Магазеа1™.
13. Способ по любому из пп.8-12, в котором гель включает в себя синтетическую слоистую силикатную глину в виде ЬЛРОЫТЕ™.
14. Способ по любому из пп.8-13, в котором гель включает в себя термореактивный синтетический гель, включающий в себя силиконовый гель КТУ и/или перфторэфирный силиконовый гель.
15. Способ по п.14, в котором гель включает в себя силиконовый гель КТУ в виде 8у1§агд™.
16. Способ по п.14 или 15, в котором гель включает в себя перфторэфирный силиконовый гель в виде 81ГЕЬ™.
17. Способ по любому из пп.8-16, в котором поток геля включает в себя множество твердых частиц разных размеров.
18. Способ, по существу, как описано выше, со ссылкой на чертежи.
EA200701275A 2004-12-15 2005-12-13 Способ уплотнения кольцевого пространства в скважине EA009321B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04257820 2004-12-15
PCT/EP2005/056716 WO2006063986A1 (en) 2004-12-15 2005-12-13 Method of sealing an annular space in a wellbore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200701275A1 EA200701275A1 (ru) 2007-10-26
EA009321B1 true EA009321B1 (ru) 2007-12-28

Family

ID=34930921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200701275A EA009321B1 (ru) 2004-12-15 2005-12-13 Способ уплотнения кольцевого пространства в скважине

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20080110628A1 (ru)
CN (1) CN101080549A (ru)
AR (1) AR052814A1 (ru)
AU (1) AU2005315670A1 (ru)
BR (1) BRPI0519027A2 (ru)
CA (1) CA2588008A1 (ru)
EA (1) EA009321B1 (ru)
GB (1) GB2435176A (ru)
NO (1) NO20073538L (ru)
WO (1) WO2006063986A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0812176A2 (pt) * 2007-06-01 2014-12-02 Statoil Asa Método de cimentar poço
CA2704076C (en) * 2007-12-04 2016-05-10 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of radially expanding a tubular element
WO2010117851A2 (en) * 2009-03-31 2010-10-14 Shell Oil Company Cement as anchor for expandable tubing
CA2768936A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 Bp Corporation North America Inc. Method to control driving fluid breakthrough during production of hydrocarbons from a subterranean reservoir
US8322423B2 (en) * 2010-06-14 2012-12-04 Halliburton Energy Services, Inc. Oil-based grouting composition with an insulating material
US8875800B2 (en) 2011-09-02 2014-11-04 Baker Hughes Incorporated Downhole sealing system using cement activated material and method of downhole sealing
US9993996B2 (en) * 2015-06-17 2018-06-12 Deborah Duen Ling Chung Thixotropic liquid-metal-based fluid and its use in making metal-based structures with or without a mold
CN111094810B (zh) * 2017-11-13 2022-06-07 哈利伯顿能源服务公司 用于非弹性体o形圈、密封堆叠和垫片的可膨胀金属
CN113266303B (zh) * 2021-06-28 2024-05-07 安东柏林石油科技(北京)有限公司 提高连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器、方法及完井结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5667011A (en) * 1995-01-16 1997-09-16 Shell Oil Company Method of creating a casing in a borehole
GB2345308A (en) * 1998-12-22 2000-07-05 Petroline Wellsystems Ltd Tubing hanger
WO2000061915A1 (en) * 1999-04-09 2000-10-19 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of creating a wellbore in an underground formation
WO2003042494A1 (en) * 2001-11-15 2003-05-22 Services Petroliers Schlumberger Method and apparatus for borehole stabilisation
US20040149431A1 (en) * 2001-11-14 2004-08-05 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for a monodiameter wellbore, monodiameter casing and monobore

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4258791A (en) * 1980-01-29 1981-03-31 Nl Industries, Inc. Thermal insulation method
JPH0818569B2 (ja) * 1986-09-24 1996-02-28 豊田工機株式会社 動力舵取装置の操舵力制御装置
WO2001090531A1 (en) * 2000-05-22 2001-11-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for plugging a well with a resin
US7040404B2 (en) * 2001-12-04 2006-05-09 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and compositions for sealing an expandable tubular in a wellbore
US6939833B2 (en) * 2002-08-01 2005-09-06 Burts, Iii Boyce Donald Additive for, treatment fluid for, and method of plugging a tubing/casing annulus in a well bore
US20040221990A1 (en) * 2003-05-05 2004-11-11 Heathman James F. Methods and compositions for compensating for cement hydration volume reduction
GB2419902B (en) * 2004-11-09 2008-02-13 Schlumberger Holdings Method of cementing expandable tubulars

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5667011A (en) * 1995-01-16 1997-09-16 Shell Oil Company Method of creating a casing in a borehole
GB2345308A (en) * 1998-12-22 2000-07-05 Petroline Wellsystems Ltd Tubing hanger
WO2000061915A1 (en) * 1999-04-09 2000-10-19 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of creating a wellbore in an underground formation
US20040149431A1 (en) * 2001-11-14 2004-08-05 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for a monodiameter wellbore, monodiameter casing and monobore
WO2003042494A1 (en) * 2001-11-15 2003-05-22 Services Petroliers Schlumberger Method and apparatus for borehole stabilisation

Also Published As

Publication number Publication date
NO20073538L (no) 2007-09-14
EA200701275A1 (ru) 2007-10-26
US20080110628A1 (en) 2008-05-15
AU2005315670A1 (en) 2006-06-22
BRPI0519027A2 (pt) 2008-12-23
GB2435176A (en) 2007-08-15
CN101080549A (zh) 2007-11-28
CA2588008A1 (en) 2006-06-22
WO2006063986A1 (en) 2006-06-22
GB0710204D0 (en) 2007-07-04
AR052814A1 (es) 2007-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9784079B2 (en) Functionalized nanoparticles as crosslinking agents for sealant application
US7669653B2 (en) System and method for maintaining zonal isolation in a wellbore
AU2006318933B2 (en) Methods of consolidating unconsolidated particulates in subterranean formations
CA2368885C (en) Method for annular sealing
CN102704906B (zh) 稳定未胶结地层的方法
CA2416680C (en) Methods of forming permeable sand screens in well bores
US20080264638A1 (en) Surfaced Mixed Epoxy Method For Primary Cementing of a Well
AU2014287199B2 (en) Mitigating annular pressure buildup using temperature-activated polymeric particulates
AU2002314000A1 (en) Methods and compositions for forming permeable cement sand screens in wells
EA009321B1 (ru) Способ уплотнения кольцевого пространства в скважине
CN102365419A (zh) 膨胀抵靠用于层位封隔的水泥
WO2001094742A1 (en) Subterranean wellbore and formation emulsion sealing compositions
CA3021291C (en) Enhanced propped fracture conductivity in subterranean wells
AU2015401505A1 (en) Swellable glass particles for reducing fluid flow in subterranean formations
MX2007005542A (es) Metodo para cementar tuberia de pozos expandible.
US7798222B2 (en) Expandable fluid cement sand control
RU2340761C1 (ru) Способ ликвидации негерметичности эксплуатационной колонны скважины
US10294406B2 (en) Sealant composition for use in subterranean formations
US10550306B2 (en) Permeability modification of subterranean formation for consolidation treatments
US10570709B2 (en) Remedial treatment of wells with voids behind casing
NL2023940B1 (en) Method for plugging wellbores in the earth
WO2017027000A1 (en) Controllable sealant composition for conformance and consolidation applications
RU2340760C1 (ru) Способ ликвидации нижней заколонной циркуляции скважины
Guan et al. Well Cementing and Completion
RU2153571C2 (ru) Способ восстановления герметичности межколонного пространства скважины

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU