SU1701606A1 - Способ проведени скважины через высокопластичные горные породы, залегающие в отложени х каменной соли - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к добыче рассолов и создани  подземных нефтегазохрани- лищ и м.б. использовано при проведении скважин (С) через высокопластичные гор-, ные породы (ВГП), залегающие в отложени х каменной соли. Цель изобретени  Изобретение относитс  к горной промышленности , конкретно к способам проведени  скважин на нефть и газ, а также к добыче рассолов и выщелачиванию полезных ископаемых, к созданию подземных нефтегазохранилищ. Изобретение может быть использовано в нефт ной, химической и других отрасл х промышленности при проводке скважин через высокопластичные горные породы, например бишофит (MgCte). Как известно, бишофит,  вл  сь высокопластичной горповышение надежности С, пересекающих пласты бишофита или карналлита при их эксплуатации за счет повышени  устойчивости . Дл  этого пласт ВГП вскрывают С с перебуром под пласт. При этом используют буровой раствор на основе пород пласта. Из С размывают ВГП, а затем над ВГП дополнительные выработки (В). Размывают в интервале ВГП насыщенным рассолом основную В до соединени  ее с дополнительными В. При размыве В уровень образующегос  рассола поддерживают под подошвой пласта ВГП. Дл  этого вытесн ют рассол сжатым воздухом на поверхность из нижней ВГП. Размыв В осуществл ют куполообразным потоком растворител  в среде сжатого воздуха. При этом плоскость контакта растворитель - воздух удерживают ниже подошвы пласта. После размыва воздух из В удал ют с одновременным заполнением ее концентрированным рассолом. После образовани  В в нее подают порци ми твердеющий наполнитель. После затвердевани  его разбуривают и оборудуют С обсадной колонной. 3 ил., 2 з.п. ф-лы. ной породой, обладает свойством передавать на обсадные трубы скважины полное горное давление всего массива, на что стандартные обсадные трубы не рассчитаны. Благодар  такому  влению, как правило с увеличением глубины наружное давление на трубы растет и, достигнув определенного предела, разрушает (снимает) их. Например, на глубине 1500 м наружное давление на трубы составит 33-35 МПа. Такое давление, как показывают расчет, трубы не выдерживают и через некоторое врем , « со с § о о

Description

по мере заплывани  пласта и за счет коррозии , трубы будут см ты.

Дл  повышени  прочности обсадных труб примен ют специальные стали, увеличивают толщину цементного кольца и стенки труб, заливают затрубное пространство бетоном, дают двойную крепь.

Но эти меропри ти , как показала практика , положительного результата не дают. Например, на Светло рском промысле ВПО Каустик толщина цементного кольца в за- тоубном пространстве достигала 35 мм, а трубы были изготовлены из специальной стали с толщиной стенки более 20 мм, За врем  эксплуатации 10-15 лет в п ти скважинах из двенадцати трубы обсадных колонн были сн ты, в результате чего 5 каверн стоимостью в несколько миллионов рублей кажда  ликвидированы.

Дл  обеспечени  устойчивости труб обсадных колонн необходимо между наружной стенкой трубы и высокопластичным пластом горного массива иметь твердое защитное тело, которое воспринимало бы на себ  действи  пласта и этим снимало бы давление пласта на трубы. Известен способ сооружени  скважин, предусматривающий нанесение твердой фазы, например грави , в расширенное затрубное простоанство скважины. Недостатком способа  вл етс  то, что гравий, отложившийс  за трубами близко от оси скважины и кроме того не сцементированный, не может служить защитной оболочкой вокруг обсадных труб против воздействи  сжимающих сил пласта .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ сооружени  скважин дл  подземного выщелачивани . Способ со- стоит в том, что в пробуренной скважине провод т расширение ствола путем размыва против продуктивного пласта веотикаль- ных радиальных щелей, ориентированных перпендикул рно направлению рабочего агента, в качестве заполн ющего материала используюттвердеющий материал, который подают одновременно с размывом После набора материалом прочности формируют по оси скважины полости и производ т перфорацию материала в сторону рабочей зоны продуктивного горизонта. При этом полость формируют в материале после набора им прочности путем разбуривани  материала в пределах высоты издели , после чего простреливают отверсти  дл  прохода жидкости .

Однако известный способ имеет следующие недостатки Размыв провод т в среде жидкости затопленными стру ми рабочего агента, направленными в противоположные

стороны перпендикул рно от оси, за счет чего получают вертикальную плоскую щель, котора  даже при заполнении твердеющим материалом не может обеспечить устойчивость трубам наружному сжимающему действию высокопластичного пласта, так как с боков они не защищены наполнителем. Кроме этого, при подаче твердеющего наполнител  вместе с рабочим агентом создаютс 

0 услови  дл  смешивани  наполнител  с продуктом размыва, за счет чего качество монолита значительно ухудшаетс . Кроме того, невозможно создать вокруг труб сплошной монолитный оболочку, способ5 ную воспринимать на себ  давление всего горного массива, передаваемого высокопластичным пластом, и разгрузить от этого давлени  трубы обсадной колонны,

Целью предлагаемого изобретени   в0 л етс  повышение надежности при эксплуатации скважины, пересекающей пласты высокопластичной горной породы, за счет обеспечени  долговременной устойчивости обсадной колонны наружному давлению в

5 интервале действи  сжимающих сил пласта Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе проведени  скважины, включающем бурение скважины на буровом растворе , крепление колонны, бурение через нее

0 скважины, вскрывающий пласт, расширение скважины путем размыва выработки, заполнение твердеющим наполнителем, разбур вание после набора им прочности, бур т скважину ниже подошвы пласта высо- .

5 копластичной горной породы, используют при этом буровой раствор, который изготавливают из материала породы пласта, размывают растворителем - пресной водой нижнюю часть выработки ниже полошвы пласта и потоло0 чину выше кровли пласта, а в интервале пласта размыв ведут рассолом, изолируют пласт от жидкости, удал   образовавшийс  при размыве раствор на поверхность сжатым воздухом, после размыва выработки в

5 нее подают твердеющий наполнитель, разбуривают его и оборудуют скважину, проход щую через пласт обсадной колонной. Цель достигаетс  также тем, что размыв выработки осуществл ют подава  раствори0 тель на стенки скважины в виде куполообразною потока в среде сжатого воздуха, при этом плоскость контакта растворитель - воздух удерживают ниже подошвы пласта, после размыва воздух из

5 выработки удал ют, одновременно заполн   ее концентрированным рассолом.

Цель достигаетс  также тем, что наполнитель в выработку подают порци ми, при этом врем  закачки порции меньше времени начала твердени  наполнител 

На фиг,1 представлена схема скважины через высокопластичный пласт горной породы; на фиг.2 - схема размыва куполообразным потоком растворител  верхней части защитной горной выработки в скважине; на фиг.З - схема размыва куполообразным потоком растворител  нижней части защитной горной выработки.

Предлагаемый способ проведени  скважины через высокопластичные горные породы осуществл ют следующим образом.

Бур т скважину 1, не доход  до кровли пласта 2, и закрепл ют обсадной колонной 3. Через обсадную колонну 3 бур т скважину 4 ниже подошвы пласта 2. При бурении скважины 4 через высокопластичный пласт 2 образующийс  буровой раствор, очищенный от шлама, подают в бурильные трубы на забой скважины 4 дл  уменьшени  самопроизвольного растворени  породы пласта 2. Пробурив скважину 4 в сол ном массиве 5 через пластичный пласт 2 в интервале пласта выше и ниже его, над будущей емкостью 6 размывают в скважине 4 защитную горную выработку 7 и заполн ют ее твердеющим составом, например бетоном 8, Поскольку затвердени  состава бур т через него скважину и креп т обсадной колонной 9,

Размыв защитной горной выработки 8 провод т (фиг.2 и 3) куполообразным потоком 10 растворител , дл  этого в скважину 4 спускают размывную колонну 11, снабженную двум  распылител ми 12 и 13, формирующими растворитель в куполообразный поток 10.

Верхний распылитель 12 устанавливают выше кровли 14 пласта 2 на 4-5 м. Нижний распылитель 13 устанавливают выше подошвы 16 пласта 2 на 2-3 м на рассто нии 5-6 м от забо  скважины 4. Размыв начинают с подачи растворител  в нижний распылитель 13. Дл  размыва этого участка служит пресна  вода. Воду на размыв подают после удалени  из скважины всей жидкости сжатым воздухом. Давление воздуха соответствует весу столба жидкости, удал емой из скважины. Удалив всю жидкость, подают воду в нижний распылитель 13, при этом давление воздуха в скважине удерживают на таком уровне, чтобы контакт 16 жидкость - воздух всегда находилс  ниже подошвы 15 пласта 2. Это необходимо дл  того, чтобы обнаженна  поверхность пласта не соприкасалась с жидкостью и не пошел неуправл емый рост диаметра выработки 7,

Давление воздуха Рв определ ют из услови 

Ю рд

Н МПа,

р- плотность образующегос  раствора, поднимающегос  на поверхность; g - сила земного прит жени ; Н - глубина скважины от усть  до контакта .

Объем размытой выработки определ ют по количеству подн того на поверхность растворенного вещества.

Окончив размыв нижней части выработ0 ки, отключают распылитель 13. Не выпуска  воздуха, подают воду в верхний распылитель 12 в течение примерно такого же времени , как и при размыве нижней части выработки, так как оба участка размываютс 

5 в соли и по объему одинаково.

Размыв верхнюю часть выработки 7 в соли, приступают к размыву высокопластичного пласта 2, дл  этого вместо воды в распылитель 12 подают рассол 17, концен0 траци  которого достигает примерно 200- 250 г/л, т.е. концентраци  рассола, полученного при размыве нижней части выработки 7. При такой концентрации рассола растворение такой горной породы, как

5 например бишофит, идет значительно медленней , приближа сь к растворению соли в воде.

Закончив размыв горной выработки, воздух в ней замен ют концентрированным

0 рассолом дл  исключени  активного растворени  пласта и роста диаметра выработки. Заполнение горной выработки твердеющим наполнителем начинают снизу, дл  чего в выработку на дно ее спускают зали5 вочные трубы и по ним подают жидкий твердеющий наполнитель, например бетон.

Объем защитной выработки может достигать 100-700 м3 и более. Закачку бетона производ т порци ми, выбира  врем  эа0 качки порци  так, чтобы оно было меньше, чем врем  начала схватывани  цемента, и достаточное дл  подъема башмака заливочных труб выше верхней отметки закаченной порции и промывке их рассолом. Промывать

5 трубы необходимо, так как цемент может схватитьс  внутри труб и дальнейшее их употребление исключаетс .

Таким образом, вокруг обсадных труб в зоне действи  высокопластичного пласта

0 образуетс  защитна  толстостенна  (1,5-3 м) бетонна  оболочка, воспринимающа  сжатие пласта, разрушающего трубы обсадной колонны.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   51. Способ проведени  скважины через

   высокопластичные горные породы, залегающие в отложени х каменной соли, включающий вскрытие пласта высокопластичных пород скважиной, расширение ее в интервале пласта путем размыва выработки, заполнение последней твердеющим наполнителем , разбуривание затвердевшего наполнител  и оборудование скважины обсадной колонной, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности скважин, пересекающих пласты бишофита или карналлита , при их эксплуатации за счет повышени  устойчивости, при вскрытии пласта высокопластичных пород скважину бур т ниже его подошвы с использованием бурового раствора на основе пород пласта, из пробуренной скважины перед ее расширением в интерзале пласта дополнительно размывают пресной водой выработки под пластом и затем над пластом, а размыв в интервале пласта производ т насыщенным рассолом до соединени  с дополнительными верхней и нижней выработкой, при этом при размыве уровень образующегос  рассола удерживакЗт под подошвой пласта пластичных пород путем удалени  его на поверхность сжатым воздухом из нижней выработки.

   2, Способ по п.1,отличающийс  тем, что размыв выработок осуществл ют куполообразным потоком растворител  в среде сжатого воздуха, при этом плоскость

   контакта растворитель-воздух удерживают ниже подошвы пласта, а после размыва воздух из выработки удал ют, одновременно заполн   ее при этом концентрированным рассолом.

   3. Способ по п.1,отличающийс  тем, что твердеющий наполнитель в выработку подают порци ми, при этом врем  закачки каждой порции меньше времени до начала твердени  наполнител .

   Фм1 -

   ФигЗ