RU2386787C2 - Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well - Google Patents
Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386787C2 RU2386787C2 RU2008126646/03A RU2008126646A RU2386787C2 RU 2386787 C2 RU2386787 C2 RU 2386787C2 RU 2008126646/03 A RU2008126646/03 A RU 2008126646/03A RU 2008126646 A RU2008126646 A RU 2008126646A RU 2386787 C2 RU2386787 C2 RU 2386787C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- casing
- rocks
- density
- cement
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к строительству структурно-поисковых, разведочных, эксплуатационных и нагнетательных скважин. Рекомендуется к использованию при строительстве водозаборных и других скважин.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the construction of structural exploration, exploration, production and injection wells. It is recommended for use in the construction of water and other wells.
Известен способ снижения проницаемости пластов при строительстве конструкции скважины путем обработки стенок скважины в процессе бурения глинистым раствором (Курочкин Б.М. и др. «Интенсификация процесса кольматации мелкопористых проницаемых пород механическим способом». Нефтяное хозяйство, 1973 г, №6, стр.11-14).There is a method of reducing the permeability of formations during the construction of a well structure by treating the walls of the well during drilling with mud (Kurochkin BM et al. "Intensification of the process of colmatization of fine-porous permeable rocks by mechanical means." Oil industry, 1973, No. 6, p. 11 -fourteen).
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- необходимость многократного удаления глинистой корки для обеспечения эффективной кольматации пласта;- the need for multiple removal of the clay crust to ensure effective reservoir formation;
- небольшая глубина проникновения глинистых частиц в пласт;- a small depth of penetration of clay particles into the reservoir;
- отсутствие эффекта при депрессии на пласт, ассиметричном положении инструмента, наличии каверн и при отсутствии глинистой корки на стенках скважины;- the lack of effect with depression on the reservoir, the asymmetric position of the tool, the presence of caverns and in the absence of clay cake on the walls of the well;
- кратковременность эффекта кольматации из-за размыва глинистой корки пластовыми водами и ее разрушения пластовыми флюидами при снижении давления в стволе скважины ниже пластового.- short duration of the mudding effect due to erosion of the clay crust by the formation water and its destruction by formation fluids with a decrease in pressure in the wellbore below the formation.
Известна кольматация при креплении ствола скважины по патенту RU №2208129, включающая бурение интервала крепления с подачей гидромониторных струй промывочной жидкости с твердеющим материалом, например цементом, на стенки скважины, спуск и цементирование обсадной колонны, при котором цемент вводят в промывочную жидкость перед вскрытием проницаемых пластов, при этом в приствольной зоне и на стенках скважины гидромониторными струями формируют кольматационный слой с концентрацией твердой фазы цементных частиц до 75-90% для их твердения и образования цементного гидроизолирующего экрана толщиной 15-30 мм.Known colmatation when attaching a wellbore according to patent RU No. 2208129, including drilling an interval of attachment with the supply of jet jets of drilling fluid with hardening material, for example cement, onto the walls of the well, lowering and cementing the casing, in which cement is introduced into the drilling fluid before opening the permeable formations in this case, in the near-barrel zone and on the walls of the borehole, a mud layer with a concentration of the solid phase of cement particles up to 75-90% for their hardening and image of cement waterproofing screen with a thickness of 15-30 mm.
Основным недостатком данного способа является отсутствие эффекта кольматации околоствольной зоны скважины из-за плохой фильтруемости цемента в проницаемые пласты вплоть до ее отсутствия, особенно в мелкопористые и мелкотрещиноватые пласты. Это обусловлено размерами частиц клинкера известных цементов, величина основной массы которых превышает размеры пор проницаемых пород.The main disadvantage of this method is the absence of the effect of colmatation of the borehole zone due to poor filterability of cement in permeable formations up to its absence, especially in finely porous and finely fractured formations. This is due to the particle size of clinker known cements, the bulk of which exceeds the pore size of permeable rocks.
Известен способ строительства конструкции глубокой скважины (Е.М.Соловьев «Закачивание скважины». - М.: Недра, 1979 г, стр.90-101), включающий бурение горных пород, спуск обсадных и эксплуатационной колонн и заполнение заколонного пространства тампонажным раствором, в котором телескопическая конструкция скважины состоит из стальных труб различного диаметра и межколонных и заколонных пространств, герметизированных вяжущим на цементной основе (прототип).A known method of constructing a construction of a deep well (EM Solovyov “Pumping a well.” - M .: Nedra, 1979, pp. 90-101), including drilling rocks, lowering casing and production strings and filling the annulus with grouting, in which the telescopic design of the well consists of steel pipes of various diameters and annular and annular spaces, sealed with a cement-based binder (prototype).
Данный способ имеет следующие недостатки:This method has the following disadvantages:
- в околоствольной зоне скважины уже в процессе строительства (бурения, цементирования) возникают межпластовые перетоки (МПП) глубинных флюидов (газов, жидких углеводородов, пластовых вод и рассолов), являющиеся причиной межколонных давлений (МКД), нарушения подземного баланса, потери промышленной части природных ископаемых, образования техногенных залежей, грифонов и других негативных воздействий на недра и окружающую среду, на ликвидацию которых требуется много времени и средств;- in the near-borehole zone of the well already in the process of construction (drilling, cementing) there are inter-reservoir flows (MPF) of deep fluids (gases, liquid hydrocarbons, formation water and brines), which cause intercolumn pressures (MKD), disturbance of the underground balance, loss of the industrial part of the natural minerals, the formation of man-made deposits, griffins and other negative impacts on the subsoil and the environment, the elimination of which requires a lot of time and money;
- невозможность использования для цементирования колонн и герметизации заколонного пространства тампонажных растворов, плотность камня которых равна или больше средней плотности горных пород, вскрытых скважин, связанная с их поглощением в интервалах проницаемых пород из-за разницы между давлением, создаваемым тампонажным раствором, и пластово-поровыми давлениями. Обычно используются тампонажные растворы плотностью ≤1,0-1,9 г/см3, хотя плотность большинства горных пород, слагающих осадочный чехол месторождений нефти и газа, изменяется от 1,86 г/см3 до 2,6 и более и в среднем составляет около 2,35 г/см3. Это не позволяет создать необходимое противодавление, аналогичное горному, на флюидопроявляющие пласты, особенно с аномально высоким пластовым давлением (АВПД), нарушенное в процессе бурения, что приводит к образованию путей фильтрации глубинных флюидов в цементном кольце (обсадная колонна - горная порода) уже на стадии формирования тампонажного камня. В дальнейшем в процессе неизбежного старения и разрушения цементного камня МПП могут принять угрожающие размеры.- the inability to use cementing columns and sealing the annular space of cement slurries whose stone density is equal to or greater than the average density of rocks, open holes, associated with their absorption in the intervals of permeable rocks due to the difference between the pressure created by the cement slurry and reservoir-pore pressures. Grouting mortars with a density of ≤1.0-1.9 g / cm 3 are usually used, although the density of most rocks composing the sedimentary cover of oil and gas fields varies from 1.86 g / cm 3 to 2.6 or more and on average is about 2.35 g / cm 3 . This does not allow the creation of the necessary counterpressure, similar to mountain pressure, to the fluid developing formations, especially with an abnormally high reservoir pressure (AAP), which is disturbed during drilling, which leads to the formation of deep fluid filtration paths in the cement ring (casing - rock) already at the stage formation of cement stone. In the future, in the process of inevitable aging and destruction of cement stone, MPP can take on alarming proportions.
- сложность технологического процесса бурения, связанная с повышенной вероятностью обвала ствола скважины и прихватом бурильной колонны с инструментом;- the complexity of the drilling process, associated with an increased likelihood of a collapse of the wellbore and sticking the drill string with the tool;
- низкое качество крепления обсадных колонн и герметизации заколонного пространства, обусловленные возможностью гидроразрыва пластов, поглощения технологического раствора проницаемыми породами и неполным замещением бурового раствора тампонажным в процессе продавочных работ;- low quality of fastening of casing strings and sealing annular space, due to the possibility of hydraulic fracturing, absorption of the technological solution by permeable rocks and incomplete replacement of the drilling fluid by grouting during the process of selling;
- большие затраты на капитальный ремонт скважины (КРС) и ее ликвидацию.- high costs for well overhaul (KRS) and its liquidation.
Техническим результатом в части способа строительства глубокой скважины является восстановление герметичности крепи скважины, предотвращение межпластовых перетоков в процессе строительства, эксплуатации и после ликвидации скважины.The technical result in terms of the method of constructing a deep well is to restore the tightness of the lining of the well, to prevent inter-reservoir flows during the construction, operation and after liquidation of the well.
Технический результат достигается тем, что в способе строительства глубокой скважины, включающей бурение горных пород, спуск обсадных и эксплуатационной колонн, заполнение заколонного пространства тампонажным вяжущим раствором, до спуска обсадных колонн проводят кольматацию околоствольной зоны в интервалах пластов-коллекторов, залегающих во вскрытом разрезе до продуктивного пласта. При вскрытии в разрезе скважины однородных пород-коллекторов мощностью более 30-50 м, а также при различной проницаемости и порового давления пластов или залегания коллекторов друг от друга на значительном расстоянии, более 10-20 м, кольматацию проводят поинтервально под давлением известными способами.The technical result is achieved by the fact that in the method of constructing a deep well, including drilling rocks, lowering casing and production strings, filling the annulus with cement slurry, prior to lowering the casing stems, the borehole is clogged in the intervals of reservoir layers that lie open in the open section to the productive layer. When opening homogeneous reservoir rocks with a thickness of more than 30-50 m in the section of the well, as well as with different permeability and pore pressure of the formations or occurrence of reservoirs from each other at a considerable distance, more than 10-20 m, mudding is carried out intervalically under pressure by known methods.
Известна конструкция глубокой скважины по способу строительства конструкции глубокой скважины (Е.М.Соловьев. Закачивание скважины. - М.: Недра, 1979, стр.90-101). Конструкция глубокой скважины содержит обсадные и эксплуатационную колонны и пакер в эксплуатационной колонне.A well-known design of a deep well by the method of constructing a design of a deep well (E.M. Soloviev. Well injection. - M .: Nedra, 1979, pp. 90-101). The design of a deep well comprises casing and production casing and a packer in the production casing.
Данная конструкция имеет ряд недостатков. Наличие несъемного пакера, входящего в состав компоновки подземного оборудования, который необходимо затем разбуривать при капитальном ремонте скважин, особенно эксплуатирующих залежи, содержащие агрессивные компоненты H2S и СO2. При ликвидации скважины это связано с необходимостью над продуктивным пластом и явными источниками МПП (второстепенные залежи, рапоносные линзы с АВПД и пр.др.) в интервале залегания пород - покрышек создавать технологические (10-30 м и более) окна в эксплуатационной и обсадных колоннах с полным разрушением их тела для обеспечения непосредственного контакта тампонажного материала с горной породой, при восстановлении флюидоупорных свойств естественной герметичности породы, нарушенной в процессе бурения. Затраты возрастают при использовании в конструкции скважины обсадных колонн из легированной стали повышенной прочности N-80, HS-90÷95, NT-90SS и выше.This design has several disadvantages. The presence of a fixed packer, which is part of the layout of underground equipment, which must then be drilled during the overhaul of wells, especially exploiting deposits containing aggressive components of H 2 S and CO 2 . During well abandonment, this is due to the need over the reservoir and the obvious sources of MPP (secondary deposits, rape lenses with AVPD, etc.) to create technological (10-30 m or more) windows in the production and casing strings in the interval of occurrence of rocks - tires with the complete destruction of their bodies to ensure direct contact of the grouting material with the rock, while restoring the fluid-resistant properties of the natural tightness of the rock, broken during drilling. Costs increase when using casing strings made from alloy steel of increased strength N-80, HS-90 ÷ 95, NT-90SS and higher.
Техническим результатом в части конструкции является обеспечение возможности непосредственного контакта тампонажного материала с горной породой и использования быстросъемного пакера.The technical result in terms of design is to enable direct contact of the grouting material with the rock and the use of quick-release packer.
Данный технический результат достигается тем, что в конструкции глубокой скважины, включающей обсадные и эксплуатационную колонны, в компоновку последней технической и эксплуатационной колонн включены фрагменты - вставки, например цилиндрические, длиной 20-50 м из легко разрушаемого известными способами материала не менее чем в одном-двух интервалах, напротив флюидоупорных пород-покрышек, залегающих выше и в непосредственной близости от рабочего продуктивного пласта и/или вышезалегающего флюидонасыщенного пласта-источника МПП, при этом эксплуатационная колонна включает седло под быстросъемный пакер.This technical result is achieved by the fact that in the design of a deep well, including casing and production strings, the last technical and production strings include fragments - inserts, for example, cylindrical, 20-50 m long of easily destroyed material by known methods in at least one two intervals, opposite the fluid-resistant rocks-tires, lying above and in the immediate vicinity of the working reservoir and / or the overlying saturated reservoir-source MPP, while m production casing includes a saddle under the quick-release packer.
Известна тампонажная смесь по авт.св. СССР №692982 для изоляции поглощающих пластов, содержащая вяжущее, водный раствор хлористого кальция и полимерную добавку, в которой с целью получения тампонирующей смеси, обладающей в отвержденном состоянии высокой структурной прочностью в условиях интенсивных водоперетоков, в качестве вяжущего она содержит гипсоглинистый цемент, а в качестве полимерной добавки - гидроизолированный полиакрилнитрил (гипан) при следующем соотношении компонентов, вес.%:Known cement mixture according to ed. USSR No. 692982 for isolation of absorbing formations, containing a binder, an aqueous solution of calcium chloride and a polymer additive, in which, in order to obtain a tamping mixture having high curing strength in conditions of intense water overflow, it contains gypsum-clay cement as a binder, and as polymer additives - waterproofing polyacrylonitrile (gipan) in the following ratio of components, wt.%:
Цемент гипсоглиноземистый - 41-51Gypsum-alumina cement - 41-51
Гипан - 38-23Gipan - 38-23
Водный раствор хлористого кальцияCalcium Chloride Aqueous Solution
(плотность 1,06-1,10 г/см3).(density 1.06-1.10 g / cm 3 ).
Данная смесь имеет следующие недостатки:This mixture has the following disadvantages:
- ограниченная область применения, так как получаемый тампонажный камень может существовать только в водных средах (пластовая вода), где содержание ионов поливалентных материалов Ca++, Mg++, Al+++, Fe+++ и т.д. не менее 8-9 г/л, что в природных условиях встречается крайне редко;- limited scope, since the resulting cement stone can exist only in aqueous media (formation water), where the content of ions of polyvalent materials Ca ++ , Mg ++ , Al +++ , Fe +++ , etc. not less than 8-9 g / l, which is extremely rare in natural conditions;
- непродолжительный срок жизни тампонажного камня (от 3 до 12 мес.) в пресных, слабоминерализованных водах и хлорнатриевых пластовых рассолах, так как, во-первых, идет быстрое растворение полимерного коагулята, а во-вторых, разрушение цементного вяжущего из-за солевой агрессии;- the short life of the cement stone (from 3 to 12 months) in fresh, weakly mineralized waters and sodium chloride brines, since, firstly, the polymer coagulate is rapidly dissolved, and secondly, the cement binder is destroyed due to salt aggression ;
- плохая фильтруемость (проникновение) вплоть до отсутствия в мелкопористые и мелкотрещиноватые пласты (<10-15 мкм) из-за грубого помола цементного клинтера, размер большинства частиц которого превышает 15-30 мкм.- poor filterability (penetration) up to the absence of finely porous and finely fractured formations (<10-15 microns) due to coarse grinding of cement clinter, the size of most of which exceeds 15-30 microns.
Известен тампонажный раствор по авт.св. СССР №1559115 для изоляции поглощающих пластов, включающий хлористый кальций и воду, в котором для повышения качества изоляции за счет увеличения устойчивости тампонажного камня размыву промывочными жидкостями он дополнительно содержит водорастворимый сульфат металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known grouting according to ed. USSR No. 1559115 for insulation of absorbing formations, including calcium chloride and water, in which to increase the quality of insulation by increasing the stability of cement stone to erosion by washing liquids, it additionally contains water-soluble metal sulfate in the following ratio, wt.%:
Хлористый кальций - 52,4-61,5Calcium Chloride - 52.4-61.5
Водорастворимый сульфат металла - 0,2-4,4Water-soluble metal sulfate - 0.2-4.4
Вода - остальное.Water is the rest.
Данный тампонажный раствор имеет следующие недостатки:This grouting mortar has the following disadvantages:
- ограниченная область применения, так как при температурах выше 10°С, что характерно для подавляющего большинства пластов коллекторов, происходит растворение образованных кристаллогидратов;- limited scope, since at temperatures above 10 ° C, which is typical for the vast majority of reservoir layers, the formed crystalline hydrates dissolve;
- непродолжительный срок жизни кристаллогидратов даже при температуре 8-9°С, так как в процессе смешения хлористого кальция с сульфатами металлов образуется незначительное количество до 4,0% слаборастворимого сульфата кальция и хорошо растворимые хлориды металлов. При контакте с пресными и слабоминерализованными водами происходит быстрое растворение образованных кристаллогидратов.- short life of crystalline hydrates even at a temperature of 8-9 ° C, since during the mixing of calcium chloride with metal sulfates, a small amount of up to 4.0% poorly soluble calcium sulfate and well soluble metal chlorides are formed. Upon contact with fresh and weakly mineralized waters, the formed crystalline hydrates rapidly dissolve.
Наиболее близким к заявленному изобретению по составам тампонажных растворов является патент RU №2299230, в котором тампонажный раствор для изоляции продуктивного пласта, перекрытого обсадными колоннами, включает Микродур-261R-Х и воду и дополнительно содержит хлористый кальций, сульфат алюминия, нитрилотриметиленфосфоновую кислоту - НТФ при следующем соотношении компонентов, вес.%:Closest to the claimed invention for grouting compositions is RU Patent No. 2299230, in which grouting mortar for isolating a productive formation covered by casing strings includes Microdur-261R-X and water and additionally contains calcium chloride, aluminum sulfate, nitrilotrimethylene phosphonic acid - NTP at the following ratio of components, wt.%:
Микродур 261R-X-10-30Microdur 261R-X-10-30
Хлористый кальций - 20-50Calcium Chloride - 20-50
Сульфат алюминия - 0,5-3,0Aluminum sulfate - 0.5-3.0
НТФ - 0,0-0,2NTF - 0.0-0.2
Вода - остальное.Water is the rest.
Недостатком данного тампонажного раствора является непродолжительный срок жизни его камня в пресных и слабоминерализованных пластовых водах, обусловленный большим (до 50 вес.%) содержанием в его составе легкорастворимой соли хлористого кальция (СаСl2).The disadvantage of this grouting mortar is the short lifespan of its stone in fresh and weakly mineralized formation waters, due to the large (up to 50 wt.%) Content in its composition of the readily soluble salt of calcium chloride (CaCl 2 ).
Техническим результатом предлагаемого изобретения в части составов тампонажных растворов для кольматации околоствольной зоны скважины является предотвращение межпластовых перетоков в процессе строительства, эксплуатации и после ликвидации скважины, достижение равновесия системы «заколонное пространство - горная порода» и долгосрочного эффекта кольматации. Данный технический результат достигается тем, что радиус кольматируемой околоствольной зоны скважины принимают равным 1,1-1,5 (радиуса) расстояния от ствола, на котором в горной породе могут образовываться макро- и микротрещины, кольматацию околоствольной зоны в интервалах пластов-коллекторов проводят молекулярно-тонкодисперсным отверждающим тампонажным раствором следующего состава, вес.%:The technical result of the invention in terms of grouting compositions for mudding the borehole zone of the well is to prevent inter-reservoir flows during the construction, operation and after liquidation of the well, achieving equilibrium of the annular space-rock system and the long-term mudding effect. This technical result is achieved in that the radius of the collatable borehole zone is taken to be 1.1-1.5 (radius) of the distance from the wellbore at which macro and microcracks can form in the rock, the borehole colmatation in the intervals of reservoir layers is carried out molecularly fine-dispersed curing grouting mortar of the following composition, wt.%:
Хлористый кальций (CaCl) - 10-20Calcium Chloride (CaCl) - 10-20
Сульфат натрия (Na2SO3) - 11,46-22,92Sodium sulfate (Na 2 SO 3 ) - 11.46-22.92
Пластификатор (С-3) - 0,2-0,5Plasticizer (C-3) - 0.2-0.5
Тонкодисперсное вяжущее с размерами частиц меньше 6 мкм - 15,0-30,0Fine binder with particle sizes less than 6 microns - 15.0-30.0
Вода - остальное.Water is the rest.
При этом заполнение заколонного пространства осуществляют тампонажным раствором, плотность камня которого равна 1,0-1,1 средней плотности горных пород, вскрытых скважиной.In this case, annular space is filled with grouting mortar, the density of the stone of which is equal to 1.0-1.1 of the average density of rocks exposed by the well.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что осуществляется кольматация околоствольной зоны скважины в интервалах залегания всех проницаемых пластов и пропластков до продуктивного пласта перед спуском обсадных колонн. При наличии во вскрытом интервале однородных пород - коллекторов мощностью более 30-50 м, при различной проницаемости и порового давления пластов или залегания коллекторов друг от друга на значительном расстоянии, более 10-20 м, производится поинтервальная кольматация известными способами с использованием известных гидродинамических, волновых, акустических, электрофизических и прочих устройств и пакеров. Продавку тампонажного раствора в пласт производят при давлении не более 0,8 от величины гидроразрыва пластов. Кольматация в интервалах залегания всех проницаемых пластов и пропластков околоствольной зоны осуществляется с использованием молекулярно-тонкодисперного тампонажного раствора, в котором размеры частиц вяжущего меньше 6 мкм. Крепление обсадных колонн проводят тампонажным раствором, плотность камня которого равна 1,0-1,1 средней плотности горных пород, вскрытых скважиной. В конструкции глубокой скважины, крепленной предложенным способом в процессе ее строительства, последняя обсадная техническая и эксплуатационная колонны оборудуются фрагментами вставками, например цилиндрическими, заданной длины, обладающими достаточными прочностными характеристиками для эксплуатации скважины, но легко разрушаемыми известными способами. В компоновку эксплуатационной колонны включено седло под быстросъемный пакер.The essence of the invention lies in the fact that the colmatization of the borehole zone is carried out in the intervals of all permeable formations and interlayers to the producing formation before the casing strings are lowered. If there are homogeneous rocks in the open interval - reservoirs with a thickness of more than 30-50 m, at different permeability and pore pressure of the reservoirs or reservoirs occurring at a considerable distance, more than 10-20 m, interval-like colmatation by known methods using known hydrodynamic, wave , acoustic, electrophysical and other devices and packers. Selling cement slurry into the formation is carried out at a pressure of not more than 0.8 of the hydraulic fracturing. Colmatization in the occurrence intervals of all permeable formations and interlayers of the borehole zone is carried out using a molecularly-fine grouting mortar, in which the particle size of the binder is less than 6 microns. Fastening of casing strings is carried out with cement slurry, the density of the stone of which is equal to 1.0-1.1 of the average density of rocks exposed by the well. In the construction of a deep well, fixed by the proposed method during its construction, the last casing technical and production casing is equipped with fragments of inserts, for example cylindrical, of a given length, having sufficient strength characteristics for well operation, but easily destroyed by known methods. The casing layout includes a saddle for a quick-release packer.
На фиг.1 представлена конструкция глубокой скважины по прототипу.Figure 1 shows the design of a deep well of the prototype.
На фиг.2 представлена конструкция глубокой скважины по предлагаемому изобретению.Figure 2 presents the design of a deep well according to the invention.
Конструкция глубокой скважины включает: обсадные колонны (направление, кондуктор, технические) 1; эксплуатационную колонну 2; закольматированные околоствольные зоны проницаемых пластов 3; затампонированные заколонные пространства 4, включая интервалы напротив продуктивного пласта 5, явных источников МПП 6 и 8 и пород-покрышек 7; фрагменты-вставки 9, например, цилиндрические, и седло под быстросъемный пакер 10.The design of a deep well includes: casing strings (direction, conductor, technical) 1;
Способ строительства конструкции глубокой скважины по предлагаемому изобретению осуществляется следующим образом (см. фиг.1, 2).A method of constructing a deep well structure according to the invention is carried out as follows (see figure 1, 2).
Известными способами, роторными или с использованием турбобуров или забойных двигателей, проводят бурение горных пород согласно проекта на строительство скважин. Перед спуском каждой обсадной колонны 1, 2 проводят известный комплекс геофизических исследований скважин (ГИС), на основании которого выделяются все потенциально-проницаемые пласты и пропластки в горной породе. Затем, используя молекулярно-тонкодисперсный тампонажный раствор предлагаемого состава, в интервалах залегания всех проницаемых пластов и пропластков проводят кольматацию околоствольной зоны скважины 3 известными способами, включающими продавку в пласт под давлением. Продавку тампонажного раствора в пласт производят при давлении не более 0,8 от величины гидроразрыва пластов. Объем тампонажного раствора берется из необходимости перекрытия зоны развития макро- и микротрещин, возникающих за счет вибромеханических напряжений в процессе бурения на расстоянии до 3-5 радиусов скважины, служащих затем путями фильтрации для пластовых флюидов (газа, нефти, воды).Known methods, rotary or using turbodrills or downhole motors, conduct rock drilling according to the project for the construction of wells. Before the descent of each
Необходимый объем кольматирующего тампонажного раствора определяется по общеизвестной формуле:The required volume of mudding cement slurry is determined by the well-known formula:
где Vт.р. - объем кольматирующего тампонажного раствора, м3;where V tr - the volume of mudding cement slurry, m 3 ;
π=3,14;π = 3.14;
R - радиус околоствольной зоны скважины, подлежащей кольматации, м;R is the radius of the borehole zone of the well to be muddled, m;
r - радиус ствола скважины;r is the radius of the wellbore;
Нэф - эффективная мощность коллектора в интервале работ, м;N eff - effective collector power in the interval of work, m;
kп - коэффициент открытой пористости коллектора.k p - coefficient of open porosity of the reservoir.
При этом радиус кольматируемой околоствольной зоны скважины принимают равным 1,1-1,5 (радиуса) расстояния от ствола, на котором в горной породе могут образовываться макро- и микротрещины. При величине меньше 1,1 возможно неполное перекрытие путей движения пластовых флюидов, а при более 1,5 неоправданно растут расход тампонажного раствора и производственные затраты.In this case, the radius of the collimated borehole zone is taken to be 1.1-1.5 (radius) of the distance from the wellbore, at which macro- and microcracks can form in the rock. With a value of less than 1.1, incomplete overlapping of the movement paths of formation fluids is possible, and with more than 1.5, the flow of grouting mortar and production costs unnecessarily increase.
В разрезе осадочного чехла большинства месторождений углеводородов встречаются пласты (насыщенные пластовыми флюидами) - коллектора, которые имеют различные градиенты порового пластового давления, от аномально низкого (АНПД) до аномально высокого (АВПД).In the section of the sedimentary cover of most hydrocarbon deposits, reservoirs (saturated with reservoir fluids) are found - reservoirs that have different gradients of pore reservoir pressure, from abnormally low (ANPD) to abnormally high (AVP).
Одновременная кольматация различных пластов возможна при условии равенства их градиентов порового пластового давления или при незначительном их различии в их величинах. Совместная кольматация пластов с различными градиентами может привести к тому, что МТДР весь продавится в пласты с меньшим давлением и не попадет в околоствольную зону пластов с повышенным. Повышение устьевого давления продавки для кольматации пласта с большим давлением может привести к гидроразрыву пластов с меньшим давлением.Simultaneous colmatation of different formations is possible provided that their pore pressure gradients are equal or if their differences are insignificant. The joint formation of seams with different gradients can lead to the fact that the MTDR is completely squeezed into the formations with less pressure and does not fall into the near-bore zone of the formations with increased pressure. An increase in the wellhead pressure of the well for collapse of a formation with a higher pressure can lead to hydraulic fracturing of formations with a lower pressure.
Поэтому при вскрытии в разрезе однородных пород - коллекторов мощностью более 30-50 м, а также при различной проницаемости и порового давления пластов или залегания коллекторов друг от друга на значительном расстоянии, более 10-20 м, производится поинтервальная кольматация проницаемых пород с использованием известных гидродинамических, волновых, акустических, электрофизических и прочих устройств и пакеров.Therefore, when opening homogeneous rocks in the section, reservoirs with a thickness of more than 30-50 m, as well as with different permeability and pore pressure of the reservoirs or occurrence of reservoirs from each other at a considerable distance, more than 10-20 m, interval permeation of permeable rocks is carried out using known hydrodynamic , wave, acoustic, electrophysical and other devices and packers.
Для кольматации околоствольной зоны скважины предлагается молекулярно-тонкодисперсный тампонажный раствор (МТДТР) следующего состава, вес.%:For colmatization of the borehole zone of the well, a molecular-fine grouting slurry (MTDTR) of the following composition is proposed, wt.%:
1. Хлористый кальций (СаСl2) - 10-201. Calcium chloride (CaCl 2 ) - 10-20
2. Сульфит натрия (Na2SO3) - 11,46-22,922. Sodium sulfite (Na 2 SO 3 ) - 11.46-22.92
3. Пластификатор (С-3) - 0,2-0,53. Plasticizer (C-3) - 0.2-0.5
4. Тонкодисперсное вяжущее с размерами частиц <6 мкм - 15,0-30,04. Fine binder with particle sizes <6 microns - 15.0-30.0
5. Вода - остальное.5. Water - the rest.
Отношение Na2SO3 к СаСl2 берут равным 1,146 согласно стехиометрии. Получаемые растворы обладают реалогией, близкой воде, с условной вязкостью 16-18 сек, хорошей проницаемостью в образцы керна низкопроницаемых пород и достаточными для кольматанта механическими свойствами. Камни данных растворов обладают высокими флюидоупорными характеристиками, см. табл.1.The ratio of Na 2 SO 3 to CaCl 2 is taken to be 1.146 according to stoichiometry. The resulting solutions have a rheology close to water, with a nominal viscosity of 16-18 seconds, good permeability in core samples of low permeability rocks and mechanical properties sufficient for colmatant. The stones of these solutions have high fluid-resistant characteristics, see table 1.
При смешении компонентов в дальнейшем в процессе реакции: СаСl2+Na2SO3=СаSO3↓+2NaClWhen mixing the components later in the reaction: CaCl 2 + Na 2 SO 3 = CaSO 3 ↓ + 2NaCl
образуется нерастворимый в пресных и слабоминерализованных пластовых водах осадок - сульфит кальция, что в отличие от прототипа увеличивает срок жизни тампонажного камня в пластовых условиях на длительный период времени, включающий строительство, эксплуатацию и ликвидацию скважины. Наличие в составе камня хлористого натрия (NaCl), получаемого в процессе реакции, позволяет использовать предлагаемый МТДТР и для кольматации водоносных проницаемых пластов с высокой минерализацией и рапоносных хлорнатриевых сульфатно-терригенных пропластков. При содержании в растворе хлористого кальция менее 10% и сульфита натрия менее 11,46% раствор становится недонасыщенным по хлористому натрию, что приводит к снижению стойкости камня в высокоминерализованных пластовых водах. При увеличении более 20% и 22,92% соответственно резко снижаются его прочностные характеристики. Содержание пластификатора С-3 менее 0,2 вес.% приводит к увеличению вязкости раствора и сокращению сроков загустевания и схватывания, при более 0,5% снижается стойкость камня в различных средах.a sediment insoluble in fresh and weakly mineralized formation waters is formed - calcium sulfite, which, unlike the prototype, increases the life of cement stone in reservoir conditions for a long period of time, including construction, operation and liquidation of the well. The presence of sodium chloride (NaCl) in the composition of the stone during the reaction allows the proposed MTDTR to be used to clog aquifers with high salinity and rape-bearing chlorosodium sulfate-terrigenous interlayers. When the content of calcium chloride in the solution is less than 10% and sodium sulfite is less than 11.46%, the solution becomes unsaturated with sodium chloride, which leads to a decrease in stone resistance in highly mineralized formation waters. With an increase of more than 20% and 22.92%, respectively, its strength characteristics sharply decrease. The content of plasticizer C-3 is less than 0.2 wt.% Leads to an increase in the viscosity of the solution and a reduction in the time of thickening and setting, with more than 0.5%, the resistance of the stone in various environments decreases.
В составе тампонажного раствора в качестве тонкодисперсного вяжущего можно использовать, например, «Микродур 261R-X».In the cement slurry, as a finely dispersed binder, for example, Microdur 261R-X can be used.
Указанный «Микродур 261R-X» - это особо тонкодисперсное минеральное вяжущее вещество с гарантированно плавным изменением гранулометрического состава. «Микродур 261R-X» производится посредством воздушной сепарации пыли при помоле цементного клинкера. Технология изготовления ОТДВ «Микродур 261R-X» разработана и освоена специалистами фирмы «INTRA-BAVGmbH» совместно со специалистами концерна «Dyckerhoff» (г.Висбаден, Германия) и защищена Европейским патентом.The specified "Microdur 261R-X" is a particularly finely dispersed mineral binder with a guaranteed smooth change in particle size distribution. "Microdur 261R-X" is produced by air separation of dust when grinding cement clinker. The manufacturing technology of the OTDV “Mikrodur 261R-X” was developed and mastered by the specialists of the INTRA-BAVGmbH company together with the specialists of the Dyckerhoff concern (Wiesbaden, Germany) and is protected by a European patent.
Диаметр зерен «Микродур 261R-X» в 6-10 раз меньше частиц самого цементного клинкера. Благодаря малому размеру (диаметр зерен <6 мкм) частиц и плавно подобранному гранулометрическому составу суспензия «Микродур 261R-X» обладает текучестью, сравнимой с текучестью воды, даже при минимальном В/Ц. Время истечения (условная вязкость) суспензии в возрасте до 1 часа колеблется от 16 до 17 сек и обеспечивает высокую проникающую способность в лессовые грунты, плотный бетон и горную породу. «Микродур 261R-X» является порошком со специально подобранным минеральным и гранулометрическим составом. Это обеспечивает высокую водоудерживающую способность (В/Ц до 6,0) и реологические характеристики, соизмеримые с реологией обычной воды. «Микродур 261R-X» устойчив к химическим воздействиям, в том числе к воздействию сульфатов, сероводорода и хлора. Таким образом, его можно рассматривать как альтернативу жидкому стеклу и полимерным композициям (эпоксидной, карбомидной, фенолформальдегидной и др.) со следующими преимуществами: долговечность, простая и удобная технология приготовления суспензии и инъектирования, экологическая чистота, однородность с обычными цементами по составу, совместимость с цементом и горной породой, возможность выполнения работ в условиях обводненных и водонасыщенных конструкций и пластов.The diameter of the grains "Microdur 261R-X" is 6-10 times smaller than the particles of the cement clinker itself. Due to the small size (grain diameter <6 μm) of the particles and the smoothly selected particle size distribution, the Microdur 261R-X suspension has a fluidity comparable to that of water, even with a minimum W / C. The expiration time (conditional viscosity) of a suspension under the age of 1 hour ranges from 16 to 17 seconds and provides high penetration into loess soils, dense concrete and rock. Mikrodur 261R-X is a powder with a specially selected mineral and particle size distribution. This provides a high water holding capacity (W / C up to 6.0) and rheological characteristics commensurate with the rheology of ordinary water. "Microdur 261R-X" is resistant to chemical influences, including the effects of sulfates, hydrogen sulfide and chlorine. Thus, it can be considered as an alternative to liquid glass and polymer compositions (epoxy, carbide, phenol formaldehyde, etc.) with the following advantages: durability, simple and convenient technology for preparing a suspension and injection, environmental cleanliness, uniformity with conventional cements in composition, compatibility with cement and rock, the ability to perform work in conditions of flooded and water-saturated structures and formations.
При содержании в тампонажном составе тонкодисперсного вяжущего, например «Микродура 261R-X», менее 15 вес.% снижаются прочностные характеристики камня, при увеличении более 30% раствор становится высоковязким (непрокачиваемым).When the content of a finely dispersed binder in the grouting composition, for example, Mikrodura 261R-X, is less than 15 wt.%, The strength characteristics of the stone decrease, with an increase of more than 30% the solution becomes highly viscous (non-pumpable).
После кольматации околоствольной зоны вскрытого скважинной проектного интервала производят спуск обсадной колонны. Затем проводят ее крепление и герметизацию (заколонного) пространства между колонной и горной породой тампонажными составами 4, плотность камня которых равна 1,0-1,1 средней плотности горных пород, вскрытых скважинной в интервале спуска обсадной колонны. При плотности цементного раствора меньше 1,0 средней плотности горных пород не достигается противодавление на пласты, аналогичное горному давлению, а при плотности более 1,1 может произойти гидроразрыв пластов в процессе продавочных работ. Использование тампонажных растворов плотностью 1,0-1,1 средней плотности горных пород необходимо для восстановления равновесия в системе «заколонное пространство - горная порода», нарушенное в процессе бурения, которое в отличие от прототипа препятствует движению пластовых флюидов по заколонному пространству. Плотность большинства горных пород, слагающих осадочный чехол месторождений нефти и газа, изменяется от 1,86 г/см3 до 2,6 и более и в среднем составляет около 2,35 г/см3.After the colmatation of the borehole zone of the open borehole design interval, the casing is run. Then, it is fastened and sealed (annular) of the space between the column and rock with grouting compositions 4, the density of the stone of which is equal to 1.0-1.1 of the average density of rocks opened by the borehole in the interval of lowering the casing string. When the density of the cement slurry is less than 1.0 of the average density of the rocks, backpressure on the reservoirs, similar to the rock pressure, is not achieved, and with a density of more than 1.1, hydraulic fracturing of the layers can occur during the squeezing operations. The use of cement slurries with a density of 1.0-1.1 average rock density is necessary to restore equilibrium in the annular space - rock system, which is disturbed during drilling, which, unlike the prototype, impedes the movement of reservoir fluids through annular space. The density of most rocks composing the sedimentary cover of oil and gas deposits varies from 1.86 g / cm 3 to 2.6 or more and averages about 2.35 g / cm 3 .
Результаты испытаний образцовTable 1.
Sample Test Results
D - см
В - вязкость, с
Кпр. - проницаемость, 10-15 м2 при Ро-764 мм рт.ст. Риссл.-3,0 тех.атм. t=25°CThe solution parameters γ - g / cm 3
D - cm
B - viscosity, s
KPR - permeability, 10 -15 m 2 when Ro-764 mm Hg Rysl.-3.0 tech. t = 25 ° C
Таким образом, предлагаемым изобретением предусматривается кольматация всех пластов - коллекторов, залегающих во вскрытом разрезе скважины до эксплуатационного продуктивного пласта.Thus, the present invention provides for the colmatation of all formations - reservoirs, lying in the open section of the well to the production reservoir.
Кольматация околоствольной зоны во всех проницаемых пластах и пропластках, залегающих выше эксплуатационного продуктивного пласта, позволяет:Colmatization of the peri-bore zone in all permeable formations and interlayers lying above the production reservoir allows:
- предотвратить межпластовые перетоки глубинных флюидов (газов, жидких углеводородов, пластовых вод и рассолов) в околоствольной зоне на длительный период времени, включающий строительство, эксплуатацию и ликвидацию скважины; это, в свою очередь, минимизирует негативное воздействие на подземный баланс и окружающую среду;- prevent inter-reservoir flows of deep fluids (gases, liquid hydrocarbons, formation water and brines) in the near-hole zone for a long period of time, including the construction, operation and liquidation of the well; this, in turn, minimizes the negative impact on the underground balance and the environment;
- укрепить каркас горных пород и тем самым ствол скважины; при этом резко снижается вероятность обвала ствола, прихвата бурильной колонны и инструмента, снижается вероятность гидроразрыва пластов;- strengthen the rock framework and thereby the wellbore; at the same time, the probability of collapse of the barrel, sticking of the drill string and tool is sharply reduced, the likelihood of hydraulic fracturing is reduced;
- предотвратить поглощение бурового и тампонажного растворов в процессе крепления и герметизации конструкции скважины; наиболее полнее происходит промывка и замещение бурового раствора тампонажным, улучшается сцепление цемента с металлом обсадных колонн и горной породой, повышается качество тампонажных работ;- prevent the absorption of drilling and grouting mortars during the fastening and sealing of the well structure; flushing and replacement of the drilling fluid with grouting occurs more fully, cement adhesion to casing metal and rock improves, cementing quality improves;
- использовать для цементажа колонн и герметизации заколонного пространства тампонажные растворы, плотность камня которых равна или больше средней плотности горных пород, вскрытых скважиной.- use cement slurries for cementing columns and sealing annular space, the density of the stone of which is equal to or greater than the average density of rocks exposed by the well.
Это обеспечивает необходимое противодавление, аналогичное горному, на флюидопроявляющие пласты, особенно с АВПД, нарушенное в процессе бурения, достигается равновесие системы «заколонное пространство - горная порода».This provides the necessary counterpressure, similar to that of the mountain, to the fluid-developing strata, especially with high pressure flow disturbance, which is disturbed during drilling, and the equilibrium of the annular space-rock system is achieved.
По предлагаемому изобретению конструкцией скважины предусматривается над продуктивным горизонтом 5 и/или явными источниками МПП 6,8 в интервале залегания пород-покрышек 7, в компоновку последней технической и эксплуатационной колонн включать фрагменты-вставки 9, например, цилиндрические, заданной длины (20-50 м) из труб, обладающих достаточными прочностными характеристиками для эксплуатации скважины, но легкоразрушаемыми известными способами (механическим, химическим, электрохимическим и пр.). В качестве материала для фрагментов - вставок можно использовать, например, известные алюминиевые сплавы или стеклопластик. Так, алюминиевые сплавы довольно легко растворяются в кислотах и при электрохимическом воздействии, а стеклопластик без больших затруднений можно удалять механическим способом.According to the invention, the well’s design provides for a
При длине вставок 9 менее 20 м может произойти их несовпадение по глубине из-за недоспуска одной из колонн, а использовать вставки длиной более 50 м нецелесообразно, так как высота надежной флюидоупорной покрышки в зависимости от пластового давления источника МПП определена в пределах 10-30 м.When the length of the
Включение в компоновку последней технической 1 и эксплуатационной колонн 2 фрагментов-вставок 9, например цилиндрических, при ликвидации скважины, выполнившей свое назначение, позволяет надежно изолировать продуктивный горизонт, актуальность которой повышается при наличии в нем агрессивных компонентов СO2 и H2S, и предотвратить перетоки пластовых флюидов из него в вышележащие горизонты. При этом резко по сравнению с прототипом сокращаются затраты времени и средств на создание технологических окон в эксплуатационной и технической колоннах с полным разрушением их тела для обеспечения непосредственного контакта тампонажного материала с горной породой при создании флюидоупорного экрана по восстановлению естественной герметичности породы-покрышки, нарушенной в процессе бурения.The inclusion in the layout of the last technical 1 and
По предлагаемому изобретению в отличие от прототипа в компоновку эксплуатационной колонны включается посадочное седло 10 под быстросъемный пакер.According to the invention, in contrast to the prototype, a
Включение в компоновку эксплуатационной колонны посадочного седла 10 позволяет резко сократить затраты при капитальном ремонте скважин (КРС) на обуривание и извлечение несъемных пакеров, обязательно входящих в состав подземного оборудования на месторождениях с АВПД и содержащих агрессивные компоненты СO2 и H2S.The inclusion in the layout of the production casing of the
Пример:Example:
Проектная конструкция эксплуатационной скважины:Design design of a production well:
Удлиненное направление D=630 мм - 50 м - башмак расположен в глинистых отложениях.Elongated direction D = 630 mm - 50 m - the shoe is located in clay deposits.
Кондуктор D=426 мм - 298 м - башмак расположен в глинах акчагыльского яруса.Conductor D = 426 mm - 298 m - the shoe is located in the clays of the Akchagyl tier.
I промежуточная техническая колонна D=324 мм - 1646 м - башмак расположен в кровле солей кунгурского яруса.I intermediate technical column D = 324 mm - 1646 m - the shoe is located in the roof of the salts of the Kungur tier.
II техническая колонна D=244,5 мм - 3850 м - башмак расположен в плотных флюидоупорных сакмаро-артинских отложениях, представленных глинистыми известняками и ангидритами.II technical column D = 244.5 mm - 3850 m - the shoe is located in dense fluid-resistant Sakmar-Artinsky deposits, represented by clay limestones and anhydrites.
Эксплуатационная колонна D=177,8 мм - 4150 м - нижняя часть которой (3900-4150 м) расположена в продуктивном горизонте башкирского яруса.Production casing D = 177.8 mm - 4150 m - the lower part of which (3900-4150 m) is located in the productive horizon of the Bashkir layer.
Вскрываемый разрез осадочных пород представлен отложениями перми, триаса, юры, мела, неогена и четвертичными.An open section of sedimentary rocks is represented by deposits of Permian, Triassic, Jurassic, Cretaceous, Neogene and Quaternary.
После бурения ствола скважины под удлиненное направление, перед ее спуском, была проведена кольматация проницаемых песков с открытой пористостью 25% и общей эффективной мощностью по данным ГИС равной 21 м предлагаемым МТДТР с условной вязкостью 17 сек и удельным весом 1,45 г/см3.After drilling the wellbore for an elongated direction, before its launch, permeable sand with an open porosity of 25% and a total effective power of 21 m of the proposed MTDTR with a nominal viscosity of 17 seconds and a specific gravity of 1.45 g / cm 3 were obtained according to well log data.
Расчет объема МТДТР производился из условия, что радиус (R) кольматируемой околоствольной зоны в 1,5 раза больше 3 радиусов открытого ствола скважины, равного 690 мм, который составил - 30,25 м3. Продавку раствора производили через бурильные трубы известным способом при избыточном давлении на насосном агрегате в 0,15 МПа. После промывки скважину оставили на ОЗЦ на 24 часа. Через 24 часа определили герметичность изоляции проницаемых пластов снижением уровня до забоя, продувкой технического азота. Притока пластового флюида (воды) не отмечено. Средний радиус зоны кольматации проницаемых песков составил 1,55 м.Calculation of the MTDTR volume was carried out on the condition that the radius (R) of the clogged borehole zone was 1.5 times greater than 3 radii of the open wellbore equal to 690 mm, which amounted to 30.25 m 3 . Selling of the solution was carried out through drill pipes in a known manner at an excess pressure at the pump unit of 0.15 MPa. After washing, the well was left in the OZZ for 24 hours. After 24 hours, the tightness of the insulation of permeable formations was determined by reducing the level to the bottom, by blowing technical nitrogen. The influx of reservoir fluid (water) is not marked. The average radius of the zone of mudding of permeable sands was 1.55 m.
После спуска удлиненного направления был проведен ее цементаж тампонажным составом плотностью 1,89 г/см3, равной средней плотности пород в интервале 0-50 м.After the descent of the elongated direction, its cementing was carried out with a cement composition with a density of 1.89 g / cm 3 equal to the average rock density in the range 0-50 m.
Бурение под кондуктор D=426 мм в интервале 50-300 м велось роторным способом на буровом растворе, средний радиус открытого ствола скважины при этом составил 0,235 м. По данным ГИС во вскрытом интервале выделяется 6 пластов - коллекторов суммарной мощностью 87 м, представленных песчаниками со средней пористостью 22%. Потребный объем МТДТР, рассчитанный из условия, что радиус зоны кольматации в 1,4 раза больше 3-х радиусов открытого ствола, составил 43,50 м3.Drilling under the conductor D = 426 mm in the interval of 50-300 m was carried out by the rotary method on the drilling fluid, the average radius of the open hole in this case was 0.235 m. According to well log data, 6 reservoirs with a total thickness of 87 m, represented by sandstones with average porosity of 22%. The required volume of the MTDTR, calculated on the condition that the radius of the zone of mudding is 1.4 times greater than the 3 radii of the open trunk, was 43.50 m 3 .
Производилась поочередная кольматация выделенных коллекторов снизу вверх с использованием 2-х гидравлических пакеров с продавкой тампонажного раствора при избыточном давлении 1,5÷2,0 МПа, что меньше 0,8 величины гидроразрыва пластов. После продавочных работ и промывки скважину оставили на ОЗЦ под давлением 1,0 МПа. Через 24 часа проработали долотом ствол скважины, заменили буровой раствор на воду и определили эффективность кольматационных работ путем снижения уровня воды на 250 м от устья. То есть создали депрессию на пласты по стволу скважины от 0,6 МПа в верхних коллекторах до 2,2 МПа в нижних. Провели прослеживание уровня воды в течение 8 часов - притока нет, затампонированные зоны герметичны. Средняя глубина кольматации пластов составила 0,99 м.Alternate colmatation of the selected reservoirs was carried out from the bottom up using 2 hydraulic packers with the sale of cement slurry at an overpressure of 1.5 ÷ 2.0 MPa, which is less than 0.8 of the hydraulic fracturing. After the squeezing and flushing operations, the well was left in the OZC at a pressure of 1.0 MPa. After 24 hours, we worked with a chisel to the wellbore, replaced the drilling fluid with water, and determined the effectiveness of the mud work by lowering the water level by 250 m from the mouth. That is, they created a depression on the strata along the wellbore from 0.6 MPa in the upper reservoirs to 2.2 MPa in the lower ones. We conducted a water level monitoring for 8 hours - there is no inflow, the dumped areas are tight. The average depth of bedding was 0.99 m.
Цементаж кондуктора проводился известным способом, тампонажным раствором 2,1 г/см3, что составило 1,05 средней плотности горных пород в интервале 50-300 м.The conductor was cemented in a known manner, with a cement slurry of 2.1 g / cm 3 , which amounted to 1.05 average rock density in the range of 50-300 m
Бурение под первую техническую колонну D=324 мм, в интервале 300-1650 м велось роторным способом на буровом растворе плотностью 1,15-1,20 г/см3, при этом средний радиус открытого ствола скважины составил 0,190 м. По данным ГИС во вскрытом интервале выделяется 35 пластов коллекторов, представленных песчаниками, алевролитами и известняками пористостью от 13 до 18% общей эффективной мощностью 280 м. Расчет объема МТДТР производился пообъектно, на 2-3 пласта, имеющих близкие величины ФЕС и расположенных недалеко друг от друга, при условии, что радиус зоны кольматации в 1,3 раза больше 4-х радиусов скважины и равен 0,99 м. Общий потребный объем МТДТР составил 97,5 м3. Кольматация околоствольной зоны в выявленных пластах-коллекторах производилась пообъектно с продавкой отверждаемого тампонажного раствора под избыточным давлением от 3,0 до 12,0 МПа, что меньше 0,8 давления гидроразрыва пластов. После ОЗЦ, проработки ствола и испытания на герметичность произвели спуск 324 мм технической колонны до глубины 1646 м. Затем известным способом прямого цементирования провели ее крепление и герметизацию заколонного пространства (колонна - горная порода) и межколонного (между 324 мм и 426 мм обсадными трубами) пространства тампонажным раствором плотностью 2,25 г/см3, при средней плотности горных пород 2,25 г/см3.Drilling for the first technical string D = 324 mm, in the interval 300-1650 m, was carried out by the rotary method on a drilling fluid with a density of 1.15-1.20 g / cm 3 , while the average radius of the open hole was 0.190 m. In the open interval, 35 reservoir layers are represented, represented by sandstones, siltstones and limestones with porosities from 13 to 18% with a total effective capacity of 280 m. The volume of the MTDTR was calculated objectively, for 2-3 layers with similar FES values and located close to each other, provided that the radius of the colma zone It is 1.3 times more than 4 well radii and is equal to 0.99 m. The total required volume of MTDTR was 97.5 m 3 . Colmatization of the borehole zone in the identified reservoir formations was carried out objectively with the sale of a curable grouting mortar under an excess pressure of 3.0 to 12.0 MPa, which is less than 0.8 fracturing pressure. After the OZZ, the study of the trunk and the tightness test, 324 mm of the technical string were lowered to a depth of 1646 m. Then, using the known direct cementing method, they were fastened and sealed in the annular space (the column is rock) and the annular (between 324 mm and 426 mm casing) spaces with cement slurry with a density of 2.25 g / cm 3 , with an average rock density of 2.25 g / cm 3 .
Бурение под вторую техническую колонну в интервале 1650-3855 м проводилось долотами ТШ-295 мм роторным способом. В соленосных отложениях кунгурского яруса было вскрыто два 10-метровых рапоносных сульфатно-терригенных пласта с коэффициентом АВПД=1,9, ниже был вскрыт филипповский горизонт с АВПД=1,7, представленный сульфатно-карбонатными породами, эффективной мощностью 5 м.Drilling under the second technical string in the range of 1650-3855 m was carried out using bits TSh-295 mm using the rotary method. Two 10-meter rape-bearing sulfate-terrigenous strata with a coefficient of AHP = 1.9 were discovered in the saline sediments of the Kungurian stage, and a Philippov horizon with a AHP = 1.7, represented by sulfate-carbonate rocks, with an effective thickness of 5 m, was discovered below.
Кольматацию вскрытых коллекторов проводили по отдельности. Учитывая АВПД в коллекторах, радиус зоны кольматации принимался равным 1,5 величины 5-и радиусов открытого ствола, который составил для рапоносных интервалов 0,4 м, для филипповского - 0,12 м. Расчетный радиус зоны кольматации составил 3,0 м и 1,13 м соответственно. Требуемый объем для рапоносных пластов составил 46,5 м3, для филипповского - 1,04 м3. После окончания кольматационных работ и испытания на герметичность при депрессии на пласты до 10,0 МПа была спущена 244,5 мм техническая колонна до глубины 3850 м и зацементирована тампонажным составом плотностью, равной средней плотности пород - 2,35 г/см3.The colmatation of open collectors was carried out separately. Considering the AVPD in the collectors, the radius of the mud zone was assumed to be 1.5 of the 5 radii of the open trunk, which was 0.4 m for the rape intervals, and 0.12 m for the Filipov intervals. The calculated radius of the mud zone was 3.0 m and 1 , 13 m respectively. The required volume for raponiferous strata was 46.5 m 3 , for the Filipov reservoir - 1.04 m 3 . After completion of the colmatation works and leak testing with depression on the strata to 10.0 MPa, a 244.5 mm technical column was lowered to a depth of 3850 m and cemented with grouting composition with a density equal to the average rock density of 2.35 g / cm 3 .
Перед спуском 2 технической колонны в ее компановку были включены два фрагмента-вставки 30 м длины из специальных алюминиевых сплавов. Один выше на 100 м филипповского горизонта в интервале 3700-3670 м, второй на 100 м выше верхнего рапоносного пласта в интервале 3340-3310 м.Before launching 2 technical columns, two fragments-inserts of 30 m length from special aluminum alloys were included in its composition. One is higher than 100 m in the Philippine horizon in the interval 3700-3670 m, the second is 100 m higher than the upper rape-bearing layer in the interval 3340-3310 m
Бурение подсолевых отложений под 177,8 мм эксплуатационную колонну до глубины 4155 м производилось долотами ТШ-215,9 мм. В ее компановку также были включены два фрагмента-вставки длиной 30 м с расчетом их расположения после спуска в интервалах 3700-3670 м и 3340-3310 м. Помимо этого, на глубине 3830 м эксплуатационная колонна была оборудована специальным посадочным седлом под быстросъемный пакер. После ее спуска она была зацементирована известным способом в два этапа, тампонажным составом удельного веса 2,35 г/см3.Drilling subsalt deposits at 177.8 mm production casing to a depth of 4155 m was carried out with bits TSh-215.9 mm. It also included two insert fragments 30 m long with a calculation of their location after descent in the intervals of 3700-3670 m and 3340-3310 m. In addition, at a depth of 3830 m, the production casing was equipped with a special landing seat for a quick-release packer. After its descent, it was cemented in a known manner in two stages, with a cement composition of a specific gravity of 2.35 g / cm 3 .
Для кольматации околоствольной зоны во всех проницаемых пластах и пропластков вскрытых скважинной, залегающих выше эксплуатационного продуктивного пласта башкирского яруса, потребовалось около 218 м3 МТДТР.About 218 m 3 MTDTR were required for the colmatization of the perineal zone in all the permeable formations and interlayers of the open borehole, which lie above the operational productive layer of the Bashkir layer.
После испытания на герметичность всей конструкции скважины известным способом был проведен высокочувствительный комплекс акустического каротажа (ГАШ), который показал отсутствие заколонных МПП, при этом МКД на устье отсутствовали.After testing the tightness of the entire structure of the well in a known manner, a highly sensitive complex of acoustic logging (GAB) was carried out, which showed the absence of casing MPPs, while there was no MCD at the wellhead.
Использование предлагаемого изобретения дает следующие преимущества:Using the invention provides the following advantages:
- позволяет предотвратить межпластовые перетоки глубинных флюидов (газов, жидких углеводородов, пластовых вод и рассолов) в околоствольной зоне на длительный период времени, включающий строительство, эксплуатацию и ликвидацию скважины;- allows you to prevent inter-reservoir flows of deep fluids (gases, liquid hydrocarbons, formation water and brines) in the near-hole zone for a long period of time, including the construction, operation and liquidation of the well;
Это в свою очередь минимизирует негативное воздействие на подземный баланс и окружающую среду.This in turn minimizes the negative impact on the underground balance and the environment.
- укрепляется каркас горных пород и тем самым ствол скважины;- the rock framework is strengthened and thus the wellbore;
При этом резко снижается вероятность обвала ствола, прихвата бурильной колонны и инструмента, снижается вероятность гидроразрыва пластов.At the same time, the likelihood of a collapse of the barrel, sticking of the drill string and tool is sharply reduced, and the likelihood of hydraulic fracturing is reduced.
- позволяет предотвратить поглощение бурового и тампонажного растворов в процессе крепления и герметизации конструкции скважины;- allows you to prevent the absorption of drilling and grouting mortars in the process of fixing and sealing the structure of the well;
Наиболее полнее происходит промывка и замещение бурового раствора тампонажным, улучшается сцепление цемента с металлом обсадных колонн и горной породой, повышается качество тампонажных работ.The most complete flushing and replacement of the drilling fluid with grouting, cement adhesion to casing metal and rock is improved, and the quality of grouting is improved.
- позволяет использовать для крепления колонн и герметизации заколонного пространства тампонажные растворы, плотность камня которых равна или больше средней плотности горных пород вскрытых скважинной;- allows you to use cement slabs for fixing columns and sealing annular space, the density of the stone of which is equal to or greater than the average density of rocks uncovered borehole;
Это обеспечивает необходимое противодавление, аналогичное горному на флюидопроявляющие пласты, особенно с АВПД, нарушенное в процессе бурения, достигается равновесие системы «заколонное пространство - горная порода», которое препятствует движению пластовых флюидов по заколонному пространству.This provides the necessary counterpressure similar to that of the mountain on the fluid-developing strata, especially with high pressure flow disturbance, which is disturbed during the drilling process, and equilibrium of the annular space-rock system is achieved, which prevents the formation fluids from moving through annular space.
- сокращаются сроки и затраты на проведение КРС и ее ликвидацию.- reduced the time and cost of cattle and its elimination.
Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого изобретения в зависимости от глубины скважины составит от 10 до 20 млн. руб.The expected economic effect of using the proposed invention, depending on the depth of the well, will be from 10 to 20 million rubles.
Claims (5)
тонкодисперсное вяжущее с размерами
fine binder with dimensions
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126646/03A RU2386787C9 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126646/03A RU2386787C9 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008126646A RU2008126646A (en) | 2010-01-10 |
RU2386787C2 true RU2386787C2 (en) | 2010-04-20 |
RU2386787C9 RU2386787C9 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=41643705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008126646/03A RU2386787C9 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386787C9 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471843C1 (en) * | 2011-05-11 | 2013-01-10 | Лонест Холдинг Корп. | Hydrogen sulphide resistant grouting mortar |
RU2471845C1 (en) * | 2011-05-31 | 2013-01-10 | Лонест Холдинг Корп. | Informative grouting mortar |
RU2491314C2 (en) * | 2011-11-02 | 2013-08-27 | Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar of selective action |
RU2537679C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-01-10 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar |
RU2601878C1 (en) * | 2015-09-04 | 2016-11-10 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Grouting mortar |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524774C1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-08-10 | Лонест Холдинг Корп. | Gypsum-magnesium grouting mortar |
CN108222882B (en) * | 2018-01-25 | 2024-01-16 | 安徽省煤田地质局第一勘探队 | Novel sleeve pipe for giant thick-film lamination Shan Jingduo layer section grouting and construction method |
CN113464144A (en) * | 2021-06-16 | 2021-10-01 | 枣庄矿业(集团)有限责任公司 | Ground grouting process for treating water leakage and cracks of coal mine shaft in Lunan region |
CN115233718B (en) * | 2022-07-15 | 2023-11-14 | 中建八局浙江建设有限公司 | Anti-seepage plugging structure of foundation pit dewatering well and plugging method of foundation pit dewatering well |
CN118278067B (en) * | 2024-05-28 | 2024-08-16 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Calculation method of precise control of grouting volume behind dam under high water head conditions |
-
2008
- 2008-06-30 RU RU2008126646/03A patent/RU2386787C9/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СОЛОВЬЕВ Е.М. Заканчивание скважины. - М.: Недра, 1979, с.90-101. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471843C1 (en) * | 2011-05-11 | 2013-01-10 | Лонест Холдинг Корп. | Hydrogen sulphide resistant grouting mortar |
RU2471845C1 (en) * | 2011-05-31 | 2013-01-10 | Лонест Холдинг Корп. | Informative grouting mortar |
RU2491314C2 (en) * | 2011-11-02 | 2013-08-27 | Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar of selective action |
RU2537679C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-01-10 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar |
RU2601878C1 (en) * | 2015-09-04 | 2016-11-10 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Grouting mortar |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2386787C9 (en) | 2010-08-10 |
RU2008126646A (en) | 2010-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2386787C2 (en) | Construction method of deep well, plugging solution for its implementation and structure of deep well | |
Vargo et al. | Alkaline-surfactant-polymer flooding of the Cambridge Minnelusa field | |
US10611952B2 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
Nygaard | Wabamun area co2 sequestration project (wasp) | |
US20190323329A1 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
RU2283942C2 (en) | Well killing method | |
RU2299230C2 (en) | Methods of isolation of the productive strata overlapped by the casing strings and the grouting mortar for its exercise | |
US20190353020A1 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
RU2288351C1 (en) | Method for making a bottomhole filter | |
US20190353021A1 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
RU2768785C1 (en) | Method for restoring destroyed oil fields | |
US11325865B2 (en) | Cement with reduced permeability | |
AU2017386385A1 (en) | Environmentally improved fracturing of a formation | |
AU2017386380A1 (en) | Fracturing a formation lying below an aquifer | |
Yee et al. | The Effect of Salinity Concentrations and Curing Temperatures on Cement Class G for Carbon Storage. | |
RU2295626C2 (en) | Method for isolating beds during fastening of operation column | |
US20210131252A1 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
US20190353019A1 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
Ostroot et al. | Deep-Well Acid Disposal—Planning and Completion | |
Shafiyev | Well Sand Control by Methods of Strengthening the Wellbore Area | |
AU2017386374A1 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
AU2017386375A1 (en) | Fracturing a formation with mortar slurry | |
Zhi et al. | Research on the Technique of Safeguarding Well's Wall of Salt Deposit | |
Heinz | Mining Grouting: A Rational Approach |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification |