RU2196221C2

RU2196221C2 - Method of separating cavity of cased or uncased well

Info

Publication number: RU2196221C2
Application number: RU99120261A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Басарыгин; В.Ф. Будников; А.И. Булатов; В.Г. Гераськин; А.М. Черненко; В.М. Стрельцов; В.А. Юрьев; Л.М. Царькова; А.А. Карепов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром"
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: oil-gas producing industry; applicable in operation, repairs and construction of oil, gas and water wells. SUBSTANCE: method includes delivery of material in capsule to preset interval of separation. Material is used in the form of material expanding in volume, particularly, nonexplosive destruction means which ensures expansion of capsule volume in diameter up to contact with internal wall of string of wellbore. EFFECT: increased quality of separation, simplified process, improved labor safety, prevented destruction of string, reduced material and labor expenditures. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разобщению полости обсаженной или необсаженной скважины при эксплуатации, ремонте и строительстве нефтяных, газовых и водяных скважин. The invention relates to the field of oil and gas industry, in particular to the uncoupling of a cased or uncased well cavity during operation, repair and construction of oil, gas and water wells.

Известен способ, включающий доставку в заданный интервал скважины порцию тампонажного раствора с последующим его затвердением и образованием цементного моста с отсечением нижнего горизонта от верхнего (РНГ "Бурение", М. : ВНИИОЭНГ, вып. 24, 1980, с. 35-37). The known method, which includes delivering a portion of the cement slurry at a specified interval of the well, followed by its hardening and the formation of a cement bridge with cutting off the lower horizon from the upper one (RNG "Drilling", M.: VNIIOENG, issue 24, 1980, pp. 35-37).

При реализации данного способа расходуется достаточно много цемента с большими трудовыми и энергетическими затратами, как при установке цементного моста, так при его разбуривании. Кроме того, данный способ не обеспечивает качественное цементирование. When implementing this method, a lot of cement is consumed with high labor and energy costs, both when installing a cement bridge, so when drilling it. In addition, this method does not provide high-quality cementing.

Известен способ разобщения обсадных колонн или открытого ствола скважины, включающий спуск в скважину взрывного разбуриваемого пакера, состоящего из толстостенного алюминиевого корпуса, взрывного вещества и детонатора (А.с. СССР 150076, Е 21 В 33/12, опубл. 1961, БИ 8). A known method of uncoupling casing or an open wellbore, including the descent into the well of an explosive drillable packer, consisting of a thick-walled aluminum body, an explosive and a detonator (AS USSR 150076, E 21 V 33/12, publ. 1961, BI 8) .

Применение таких пакеров для осуществления способа из-за неправильной (неточной) дозировки взрывчатых веществ не исключает возможность повреждения колонны или недожим корпуса к ее стенке, а также существует вероятность несрабатывания детонатора. В результате таких недостатков поставленная цель - разобщение не достигается. Кроме того, применение взрывных веществ в данном способе опасно с точки зрения техники безопасности для жизни обслуживающего персонала. Взрывные пакеры металлоемки и требуют значительных затрат при их изготовлении и разбуривании. The use of such packers for the implementation of the method due to the incorrect (inaccurate) dosage of explosives does not exclude the possibility of damage to the column or the housing is not compressed to its wall, and there is also the possibility of a detonator not working. As a result of such shortcomings, the goal - separation is not achieved. In addition, the use of explosives in this method is dangerous from the point of view of safety for the life of staff. Explosive packers are metal-consuming and require significant costs in their manufacture and drilling.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является спуск в скважину пакера, эластичная капсула которого расширяется в диаметре до контактного соединения со стенкой колонны или открытого ствола за счет использования в полости расширяющихся цементов и времени ожидания окончания процессов герметизации (Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1973, с. 125). The closest in technical essence and the achieved result is a descent into the well of a packer, the elastic capsule of which expands in diameter to a contact connection with the wall of the column or open hole due to the use of expanding cements in the cavity and the waiting time for the end of the sealing process (V. Danyushevsky and others . Reference Guide to cementing materials. M: Nedra, 1973, p. 125).

Недостатком данного способа является то, что расширяющиеся цементы не обладают достаточными величинами объемного расширения и не обеспечивают контактную прочность на сдвиг капсулы по стенке колонны (ствола), особенно при необходимых увеличенных транспортно-технологических зазорах при спуске пакера в скважину, что не обеспечивает решение поставленной цели. Еще одним недостатком применяемого пакера, как и цементного моста, является то, что под действием осевой нагрузки (гидравлического давления) в скважине пакер смещается и герметизация нарушается. The disadvantage of this method is that expanding cements do not have sufficient volumetric expansion values and do not provide contact shear strength of the capsule along the wall of the column (barrel), especially with the necessary increased transport and technological gaps when lowering the packer into the well, which does not provide a solution to the goal . Another drawback of the used packer, as well as the cement bridge, is that under the influence of axial load (hydraulic pressure) in the well, the packer is displaced and the sealing is broken.

Целью настоящего изобретения является повышение качества разобщения (герметичности, прочности и долговечности), упрощение технологического процесса, улучшение условий безопасности труда, ликвидация вероятности разрушения колонны, снижение материальных и трудовых затрат при разобщении обсадной колонны или открытого ствола скважины. The aim of the present invention is to improve the quality of separation (tightness, strength and durability), simplifying the process, improving working safety conditions, eliminating the likelihood of collapse, reducing material and labor costs when uncoupling the casing or open hole.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разобщения полости обсаженной или не обсаженной скважины, включающем доставку материала в заданный интервал разобщения, время ожидания окончания процесса герметизации, согласно изобретению в скважину доставляют капсулу, заполненную расширяющимся в объеме материалом, который обеспечивает увеличение объема капсулы по диаметру до соединения с внутренней стенкой колонны или ствола скважины, при этом в качестве расширяющегося в объеме материала применяют невзрывчатое разрушающее средство "НРС-1". This goal is achieved by the fact that in the known method of uncoupling the cavity of a cased or uncased well, including the delivery of material in a predetermined interval of isolation, the waiting time for the end of the sealing process, according to the invention, a capsule is filled into the well filled with expanding material, which increases the volume of the capsule by diameter to the connection with the inner wall of the column or borehole, while non-explosive destructive material is used as expanding in the volume of material e means "LDC-1."

Невзрывчатое разрушающее средство НРС-1 обеспечивает эффективное (диаметральное) расширение капсулы за счет реакции (набухания) порошка в воде. Этот материал гидроскопичен, способен к пылению, не горюч, не взрывоопасен, не токсичен и безопасен для человека. Non-explosive destructive agent NRS-1 provides effective (diametric) expansion of the capsule due to the reaction (swelling) of the powder in water. This material is hydroscopic, dustproof, non-combustible, non-explosive, non-toxic and safe for humans.

Невзрывчатое разрушающее средство -1 (НРС-1) в соответствии с ТУ 21-53-22-84 выпускается серийно Красновским опытным предприятием Московской области. Non-explosive destructive agent -1 (NRS-1) in accordance with TU 21-53-22-84 is commercially available from the Krasnovsky experimental enterprise of the Moscow region.

Для увеличения технологического времени до начала процесса набухания в материал (НРС+вода) вводят один из различных видов замедлителей: ССБ, КМЦ, КБП и др. To increase the technological time before the start of the swelling process, one of the various types of moderators is introduced into the material (LDC + water): PRS, CMC, KBP, etc.

Количество вводимого в расширяющийся материал замедлителя определяют по заданному времени на спуск капсулы в скважину. Так при добавке КБП в количестве 0,5% в расширяющийся материал технологическое время до начала набухания его в капсуле составляет в пределах 6 часов, а без добавки замедлителя это время соответствует 40-50 мин. The amount of retarder introduced into the expanding material is determined by the predetermined time for the capsule to be lowered into the well. So, with the addition of KBP in an amount of 0.5% to the expanding material, the technological time before it begins to swell in the capsule is within 6 hours, and without the addition of a moderator this time corresponds to 40-50 minutes.

Наличие свойств набухания применяемого материала и, как следствие, расширение капсулы, заполненной этим материалом, до соединения со стенкой колонны (ствола) скважины, обеспечивает реализацию поставленной цели. The presence of the properties of swelling of the material used and, as a result, the expansion of the capsule filled with this material to the connection with the wall of the column (barrel) of the well, ensures the achievement of the goal.

На фиг.1 представлена схема спуска капсулы в заданный интервал скважины, на фиг.2 расширение капсулы по диаметру до соединения ее со стенкой колонны, на фиг.3 - срез штифта и подъем инструмента на поверхность. Figure 1 presents a diagram of the descent of the capsule in a predetermined interval of the well, figure 2 the expansion of the capsule in diameter to connect it to the wall of the column, figure 3 - cut of the pin and the rise of the tool to the surface.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Расширяющийся в объеме материал готовят у устья перед спуском в скважину. Material expanding in volume is prepared at the wellhead before being lowered into the well.

Расширяющийся в объеме материал 1 на основе невзрывчатого разрушающего средства (НРС), состоящее из 100 весовых единиц порошка (НРС) и 30 весовых единиц воды с добавкой или без добавки одного из замедлителей, тщательно перемешивают, загружают в капсулу 2, которую опускают в скважину на тросе 3 в заданный интервал обсадной колонны 4. Expanding in volume material 1 based on non-explosive destructive means (LDC), consisting of 100 weight units of powder (LDC) and 30 weight units of water with or without the addition of one of the moderators, mix thoroughly, load into a capsule 2, which is lowered into the well for cable 3 at a predetermined interval of the casing string 4.

Для ускорения спуска капсулы в скважину на упор 5 ставят дополнительный груз (утяжеленная бурильная труба) 6. To accelerate the descent of the capsule into the well, an additional load (weighted drill pipe) 6 is placed at a stop 5.

После завершения процесса объемного расширения и кристаллизации материала обеспечивается соединение капсулы с обсадной колонной (породой). Затем путем приложения расчетной осевой нагрузки на трос срезают штифт 7 во втулке 8 и инструмент поднимают на поверхность. After completion of the process of volume expansion and crystallization of the material, the capsule is connected to the casing (rock). Then, by applying the calculated axial load on the cable, the pin 7 in the sleeve 8 is cut off and the tool is raised to the surface.

Для дополнительной герметизации применяют герметик 9, например самоклеящуюся ленту "ГЕРЛЕН-Д", которая при расширении капсулы растекается и заполняет раковины, поры в колонне (породе). Ленту "ГЕРЛЕН-Д" наклеивают по центру на наружную поверхность капсулы. For additional sealing, sealant 9 is used, for example, GERLEN-D self-adhesive tape, which, when the capsule expands, spreads and fills the shells, pores in the column (rock). The GERLEN-D tape is glued centered on the outer surface of the capsule.

Капсулу в рабочем положении оставляют в колонне (стволе) скважины. После выполнения целевых робот при необходимости разбуривают капсулу или химическим способом освобождают ее от стенки колонны по известным технологиям. The capsule in the working position is left in the column (barrel) of the well. After completing the target robot, if necessary, drill a capsule or chemically release it from the column wall using known technologies.

Экспериментальные исследования показали, что установка капсулы с материалом на основе НРС в обсадной трубе обеспечила герметизацию разобщения полости при гидравлическом давлении 15 МПа и выше, а сдвиг капсулы по колонне не зафиксирован при осевой нагрузке более 85 тс. Experimental studies showed that the installation of a capsule with LDC-based material in the casing provided sealing of the cavity separation at a hydraulic pressure of 15 MPa and higher, and the capsule shear along the string was not fixed at an axial load of more than 85 tf.

Использование настоящего изобретения позволит повысить качество разобщения (герметичности, прочности и долговечности цементного моста), кроме этого, улучшить условия безопасности труда, а также снизить материальные и трудовые затраты при разобщении обсадной колонны или открытого ствола скважины. The use of the present invention will improve the quality of separation (tightness, strength and durability of the cement bridge), in addition, improve working safety conditions, as well as reduce material and labor costs when disconnecting the casing or open wellbore.

Настоящее изобретение упрощает технологический процесс и позволяет ликвидировать вероятность разрушения колонны. The present invention simplifies the process and eliminates the likelihood of column failure.

Claims

A method for uncoupling a cased or uncased well cavity, including delivering material in a predetermined separation interval, a waiting time for the end of the sealing process, characterized in that a capsule filled with expanding material is delivered to the well, which provides an increase in the volume of the capsule in diameter before connecting to the inner wall of the column or a wellbore, while the NRS-1 non-explosive destructive agent is used as the material expanding in volume.