RU2012777C1 - Method for well construction - Google Patents
Method for well construction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012777C1 RU2012777C1 SU5017730A RU2012777C1 RU 2012777 C1 RU2012777 C1 RU 2012777C1 SU 5017730 A SU5017730 A SU 5017730A RU 2012777 C1 RU2012777 C1 RU 2012777C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casing
- well
- density
- workings
- string
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу строительства скважин, креплению и изоляции обсадных колонн различного типа. The invention relates to the oil industry, in particular to a method for constructing wells, securing and isolating casing of various types.
Известен способ строительства скважин, включающий бурение скважины, спуск обсадной колонны, закачку цементного раствора в обсадную колонну и продавку его в заколонное пространства [1] . A known method of building wells, including drilling a well, running a casing, pumping cement into the casing and pushing it into the annulus [1].
Недостатком известного способа является невысокая надежность герметизации заколонного пространства на контакте обсадной колонны с цементным камнем, а также в интервалах залегания неустойчивых и поглощающих пластов. The disadvantage of this method is the low reliability of sealing annular space at the contact of the casing with cement stone, as well as in the intervals of unstable and absorbing formations.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ строительства скважин, включающий бурение скважины, формирование боковых выработок в стенках скважины на глубине спуска обсадной колонны, спуск обсадной колонны, закачки цементного раствора в обсадную колонну и продавку его в интервал боковых выработок [2] . Closest to the proposed method is a method of building wells, including drilling a well, forming side workings in the walls of the well at a depth of the casing, lowering the casing, injecting cement into the casing and pushing it into the interval of the side workings [2].
Известный способ имеет следующие недостатки:
- цемент в затрубном пространстве, по всей глубине от забоя до устья обсадных и эксплуатационных колонн создает жесткую конструкцию, особенно в зонах контакта цемента с горными породами. Конструкция с жесткими контактами вследствие разрушения цементного кольца при температурном колебании, ударах (например, перфорациях, при спуске-подъеме насосно-компрессорных труб и т. д. ) образует в тонком цементном кольце микро- и макротрещины, по которым происходит миграция как сероводородных ионов, так и углеводородных ионов по ним на поверхность, в затрубных пространствах, разрушая металл труб и загрязняя грунтовые, подземные воды и воздушную среду. После одно-двух ремонтов в затрубном пространстве по высоте сохраняется около 25-30% цемента;
- малый срок службы скважины, поскольку невозможно заменить отработанную, корродированную или нарушенную эксплуатационную колонну, так как она зацементирована полностью;
- в момент схватывания цементного раствора создается резкая депрессия на продуктивный пласт, поскольку цемент как бы зависает на колоннах труб, что может привести к затрубным проявлениям, выбросам, переходящим в фонтаны, с тяжелыми последствиями;
- невозможность обеспечения контроля и воздействия через затрубное пространство в аварийных ситуациях, поскольку затрубные пространства перекрыты цементом;
- колонны металлических труб, особенно в скважинах на сероводородных месторождениях, разрушаются быстро, особенно эксплуатационная колонна, которая определяет долговечность эксплуатации скважины. Но ее заменить нельзя, поскольку и она зацементирована полностью;
- большие и неоправданные затраты цемента;
- при существующем способе чем выше создаются и используются прочностные характеристики цемента при креплении и изоляции труб, тем жестче становится конструкция сооружения, нарушаются условия равновесия закона гибких систем сооружения в зоне контактов искусственных с естественными материалами, поскольку коэффициенты линейных и объемных изменений металла, цемента и естественных горных паров различны, нарушаются контакты при перфорации, ударах и температурных колебаниях, следовательно, качественно цемент не может решить одновременно задачи крепления колонн и их изоляции;
- невозможность использования антикоррозионных ингибиторов при условии гибких контактов для сохранения металлических колонн, поскольку они полностью цементируются.The known method has the following disadvantages:
- cement in the annulus, throughout the depth from the bottom to the mouth of the casing and production casing, creates a rigid structure, especially in the zones of contact of cement with rocks. A design with hard contacts due to the destruction of the cement ring due to temperature fluctuations, impacts (for example, perforations, during the descent and ascent of tubing, etc.) forms micro- and macrocracks in the thin cement ring through which migration as hydrogen sulfide ions occurs, and hydrocarbon ions on them to the surface, in the annulus, destroying the metal of the pipes and polluting groundwater, groundwater and air. After one or two repairs, about 25-30% of cement is retained in the annulus in height;
- short well life, since it is impossible to replace the spent, corroded or broken production casing, since it is fully cemented;
- at the moment of cement mortar setting, a sharp depression is created on the reservoir, since the cement hangs on the pipe columns, which can lead to annular manifestations, emissions passing into the fountains, with serious consequences;
- the inability to provide control and impact through the annulus in emergency situations, since the annulus is blocked by cement;
- columns of metal pipes, especially in wells at hydrogen sulfide deposits, are destroyed rapidly, especially the production string, which determines the durability of the well. But it cannot be replaced, since it is fully cemented;
- large and unjustified costs of cement;
- with the existing method, the higher the strength characteristics of cement are created and used during pipe fastening and insulation, the stricter the construction of the structure becomes, the equilibrium conditions of the law of flexible construction systems in the contact zone of artificial with natural materials are violated, since the coefficients of linear and volumetric changes in metal, cement and natural mountain vapors are different, contacts are broken during perforation, impacts and temperature fluctuations, therefore, cement cannot qualitatively solve simultaneously tasks of fastening columns and their isolation;
- the inability to use anti-corrosion inhibitors under the condition of flexible contacts to preserve metal columns, since they are completely cemented.
Предлагаемое изобретение устраняет указанные недостатки и снижает затраты на сооружение скважины. The present invention eliminates these disadvantages and reduces the cost of well construction.
Любые многообъемные, многометровые по высоте и длине сооружения должны представлять гибкую систему, с подвижными в контактах с естественной средой конструкциями, без нарушения целостности сооружения при воздействии природных сил (температуре колебания, удары, землетрясения и др. ), так как нарушение этих условий строительства приведет к преждевременному разрушению сооружения. Any multi-volume, multi-meter in height and length structures should represent a flexible system, with structures moving in contact with the natural environment, without violating the integrity of the structure when exposed to natural forces (temperature fluctuations, shock, earthquakes, etc.), since violation of these construction conditions will result to premature destruction of the structure.
Многими десятилетиями при строительстве скважины решается проблема обеспечения непроницаемых, гибких контактов цемента с горными породами и металлом труб, поскольку безопасность и долговечность конструкций сооружения скважины в основном определяется качеством и долговечностью этих контактов, которые бы не зависели от объектов и линейных изменений материалов. Это определяет общее гибкое равновесное состояние всего искусственного сооружения (скважины) с естественными горными породами в целом. Вторым основным критерием гибкой долговечной системы сооружения должна быть защитана от коррозии и возможность замены отработанных узлов, конструкций. Но такого долговечного сооружения скважины пока не удавалось cоздать, поскольку в качестве крепежного и изоляционного материала одновременно использовался цемент, который, создавая жесткие контакты, хорошо выполнял задачу крепления труб, но не обеспечивал условия изоляции и гибкость, подвижных контактов, особенно при колебаниях температур, ударах и т. д. For many decades, during the construction of a well, the problem of providing impermeable, flexible contacts of cement with rocks and pipe metal has been solved, since the safety and durability of well construction structures are mainly determined by the quality and durability of these contacts, which would not depend on objects and linear changes in materials. This determines the general flexible equilibrium state of the entire artificial structure (well) with natural rocks as a whole. The second main criterion for a flexible, durable system of a structure should be protected against corrosion and the possibility of replacing spent units and structures. But such a durable construction of the well has not yet been possible to create, since cement was used as a fastening and insulating material, which, creating rigid contacts, performed the pipe fastening task well, but did not provide isolation conditions and flexibility, movable contacts, especially with temperature fluctuations, impacts etc.
Необходимый технический результат достигается тем, что по способу строительства скважин, включающему бурение скважины, формирование боковых выработок в стенках скважины на глубине спуска обсадной колонны, спуск обсадной колонны, закачку цементного раствора в обсадную колонну и продавку его в интервал боковых выработок, последние формируют под каждую из промежуточных обсадных колонн и выполняют их высотой, обеспечивающей силу сцепления цементного камня с каждой из обсадных колонн, противодействующей выталкивающей силе, а перед закачкой цементного раствора в каждую из промежуточных обсадных колонн закачивают с ингибиторами коррозии вязкую жидкость-гидрозатвор в объеме заколонного пространства этих колонн над боковыми выработками, при этом до спуска эксплуатационной колонны продуктивный пласт перфорируют, а после эксплуатационной колонны ее заколонное пространство над продуктивным пластом заполняет вязкой жидкостью-гидрозатвором с плотностью, обеспечивающей гидростатическое давление выше пластового давления. При этом боковые выработки дополнительно формируют в кровле и подошве продуктивного пласта. Кроме того, при вскрытии пластов, склонных к гидроразрыву и поглощениям, выше этих пластов закачивают вязкую жидкость-гидрозатвор меньшей плотности, чем плотность вязкой жидкости-гидрозатвора ниже этих пластов. Также заколонное пространство над продуктивным пластом заполняют вязкой жидкостью-гидрозатвором с плотностью, обеспечивающей гидростатическое давление на 10-15% выше пластового давления. При этом до спуска эксплуатационной колонны осуществляют перфорацию продуктивного пласта. Кроме того, в качестве эксплуатационной колонны применяют насосно-компрессорные трубы, причем последние оборудуют пакером. The necessary technical result is achieved by the fact that according to the method of well construction, including well drilling, formation of side workings in the walls of the well at the depth of the casing, lowering the casing, pumping cement into the casing and pushing it into the interval of the side workings, the latter are formed for each from the intermediate casing strings and perform their height, which ensures the adhesion force of the cement stone to each of the casing strings, which counteracts the buoyancy force, and before injection a viscous cement slurry into each of the intermediate casing strings with corrosion inhibitors, a viscous hydraulic fluid is pumped in the annulus of these strings above the side workings, while the production stratum is perforated before the production strings are lowered, and after the production strings, the annular space above the stratum is filled with viscous fluid -gidrozat with a density that provides hydrostatic pressure above the reservoir pressure. In this case, lateral workings are additionally formed in the roof and sole of the productive formation. In addition, when opening formations prone to fracturing and absorption, a viscous hydraulic sealant fluid of lower density is pumped above these layers than the density of a viscous hydraulic sealant fluid below these layers. Also, the annular space above the reservoir is filled with a viscous hydraulic sealant fluid with a density that provides hydrostatic pressure 10-15% higher than the reservoir pressure. In this case, prior to the descent of the production casing, the formation is perforated. In addition, tubing is used as the production string, the latter being equipped with a packer.
Сущность изобретения заключается в том, что крепление обсадных колонн производится не по всему затрубному пространству, а только на устье скважины за очередную колонну и в зоне забоя (башмака колонны) с помощью цементного камня в объемное выработке в стенках скважины. Перед цементом закачивают в качестве изоляционного материала - гидрозатвор, представленный вязкой жидкостью заданных параметров в зависимости от параметров продуктивного пласта, обработанный антикоррозионными ингибиторами с вяжущими материалами. Эксплуатационную колонну спускают, например, на пакере. Колонну не цементируют. The essence of the invention lies in the fact that the fastening of the casing strings is carried out not over the entire annulus, but only at the wellhead for the next casing and in the bottom zone (casing shoe) using cement stone in a volumetric output in the borehole walls. Before the cement is pumped as an insulating material - a water seal, represented by a viscous fluid of specified parameters depending on the parameters of the reservoir, treated with corrosion inhibitors with cementitious materials. The production string is lowered, for example, on a packer. The column is not cemented.
Способ строительства скважины представлен на чертеже. A method of constructing a well is shown in the drawing.
Перед спуском каждой колонны труб осуществляют геофизические работы, по результатам которых определяют интервалы выполнения боковых выработок. Выработки определяют в расчете от действующих сил, выталкивающих колонны труб из скважины. Боковые концентрические выработки производят известными методами, например гидроразрывом с помощью гидромониторного устройства, локальных взрывов направленного действия и пр. Before the descent of each pipe string, geophysical work is carried out, according to the results of which the intervals of lateral workings are determined. Production is determined based on the forces that push the pipe string out of the well. Lateral concentric workings are carried out by known methods, for example, hydraulic fracturing using a hydraulic monitor, local explosions of directional action, etc.
После спуска кондуктора 1 закачивают приготовленный требуемых параметров гидровязкую жидкость-гидрозатвор, далее - цементный раствор в объем выработки, и продавку производят обычным раствором. Цементный раствор заполняет выработку, образует в зоне башмака колонны экран 2 (выше его - гидрозатвор). Далее производят бурение промежуточной технической колонны 3. Так же делают выработку, спускают колонну, закачивают вязкую жидкость - гидрозатвор 5-6, цементный раствор в выработку 7 и продавливают насосом обычным раствором. При этом муфта 4 (3-4 м) представлена только одним антикоррозийным ингибитором. Остальная часть затрубного пространства - стабильный гидрозатвор заданных параметров. В кровле экрана (3-4 м выше цемента) устанавливается левый переводник (с крупной резьбой) перед спуском технической колонны (левые переводники не указаны). After the
В случаях верхних слабых пластов, подверженных разрыву и поглощениям, выше их закачивают гидрозатворы 5-6 меньшей плотности, чем ниже их. Все цементные экраны 2, 7, 17, 19 удерживают от смещения вверх колонны. На устье колонны крепят за очередную колонну труб. После достижения бурением проектного пласта вырабатывают в кровле и подошве его кольцевые выработки для экранов 17, 19, опускают обсадную колонну труб - хвостовик 9 (лайнер), при этом муфту 8 устанавливают в зоне промежуточной колонны, а в промежутке - вязкую жидкость - гидрозатвор 10, с плотностью, обеспечивающей на 10-15% превышение давления продуктивного пласта. Муфта 8 представлена 8-10-метровым цементным кольцом в случаях наличия промежуточных продуктивных пластов. Продувку, цементирование хвостовика осуществляют вязкой жидкостью - гидрозатвором того же состава. После перфорации пласта спускают эксплуатационную колонну (или насосно-компрессорные трубы, в зависимости от наличия в пласте газа или нефти), но в обоих случаях со следующей компоновкой: пакер 13, над ним - левый переводник 16, обратный клапан 14 с дистанционным управлением. Под обратным клапаном 14 устанавливают муфту 15 со штуцером - компенсатором, предохраняющим выпадение песка в зумпф из пласта (при резких перепадах давлений). Ниже пакера устанавливают перфорированную трубу (хвостовик) - 18. In cases of upper weak strata, prone to rupture and absorption, hydraulic locks 5-6 of lower density are pumped higher than the lower ones. All
За эксплуатационной колонной оставляют гидрозатвор заданных параметров, также обработанный антикоррозионными ингибиторами. На устье все затрубные пространства оборудуют датчиками уровней, газоанализаторов с пробоотборниками 20. Behind the production casing, a trap is left with the specified parameters, also treated with anti-corrosion inhibitors. At the mouth, all annular spaces are equipped with level sensors, gas analyzers with
В некоторых случаях перед спуском эксплуатационной колонны осуществляют перфорацию продуктивного пласта. In some cases, perforation of the reservoir is carried out before the production string is launched.
В качестве вязкой жидкости-гидрозатвора может быть применен состав на основе моноэтаноламина (до 0,02% ), полиакриламида, сернокислого алюминия, бурового раствора и антикоррозионного ингибитора. Вязкость состава (условная) - не менее 100 с. A composition based on monoethanolamine (up to 0.02%), polyacrylamide, aluminum sulphate, drilling mud, and an anti-corrosion inhibitor can be used as a viscous hydraulic fluid. The viscosity of the composition (conditional) is not less than 100 s.
Во всех случаях, особенно на сероводородных месторождениях, пакер, устойчивость труб моделируется в специальных камерах со скважинными условиями и с контролирующей аппаратурой. Данные на модели сигнализируют о необходимости смены колонны. По команде приводят в действие обратный клапан. При этом тяжелая жидкость гидрозатвора 14, поступая в трубы, задавливает пласт. В случае необходимости подкачивают тяжелый раствор. После задавки пласта производят подъем колонны для замены отработанных узлов и конструкций. Одна из особенностей заключается в том, что конструкция скважины предусматривает замену только верхних частей колонн обсадных труб. In all cases, especially in hydrogen sulfide deposits, the packer, pipe stability is modeled in special chambers with downhole conditions and with monitoring equipment. Data on the model signals the need for a column change. On command, the check valve is activated. In this case, the heavy fluid of the
Хвостовик (лайнер) 9 спускают как обычно на бурильных трубах. Воронку хвостовика оборудуют крупной левой резьбой. The shank (liner) 9 is lowered as usual on the drill pipe. The shank funnel is equipped with a large left-hand thread.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5017730 RU2012777C1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Method for well construction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5017730 RU2012777C1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Method for well construction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012777C1 true RU2012777C1 (en) | 1994-05-15 |
Family
ID=21592146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5017730 RU2012777C1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Method for well construction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2012777C1 (en) |
-
1991
- 1991-12-23 RU SU5017730 patent/RU2012777C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ITMI952418A1 (en) | METHOD FOR UNDERGROUND EXCLUSION OF FLUIDS | |
US9879401B2 (en) | Oil and gas well and field integrity protection system | |
CA2493901C (en) | Method for construction and completion of injection wells | |
GB2328229A (en) | Minimizing interzonal migration in boreholes | |
RU2630519C1 (en) | Method for well construction in complicated conditions | |
RU2320849C2 (en) | Well construction and operation method | |
Asadimehr | Examining Drilling Problems and Practical Solutions Regarding them | |
RU2365735C2 (en) | Opening method of high-pressure stratums, saturated by strong brines | |
Wu et al. | Bore and well induced inter-aquifer connectivity: A review of literature on failure mechanisms and conceptualisation of hydrocarbon reservoir-aquifer failure pathways | |
RU2012777C1 (en) | Method for well construction | |
Ivanova et al. | Modern methods of elimination of lost circulation in directional wells | |
US3857445A (en) | Controlled casing sleeve | |
RU2196878C2 (en) | Method of shutoff of water inflow over cementing annular space in operation of oil and gas wells | |
Azari et al. | Reservoir engineering applications to control excess water and gas production | |
Averyanov et al. | Theoretical and practical aspects of absorbing layers insulation in the conditions of hydraulically perfect modes of grouting solutions injection | |
RU2793351C1 (en) | Completion method for a production well that has opened a transitional zone of a gas deposit | |
RU2775849C1 (en) | Method for increasing tightness of annular space of oil and gas wells (options) | |
RU2186203C2 (en) | Method of well operation | |
RU2184217C1 (en) | Process of well driving | |
Ma et al. | Design of Hole Structure and Casing String in UGS Drilling | |
RU2235854C1 (en) | Method for construction of well for multibed oil deposit | |
RU2687725C1 (en) | Processing method of insulation of mine working at thermal development of oil deposits | |
Van Noort et al. | Water Production Reduced Using Solid Expandable Tubular Technology to" Clad" in Fractured Carbonate Formation | |
RU2295628C1 (en) | Well construction method | |
RU2139413C1 (en) | Method for construction of wells |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071224 |
|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: QB4A Ref document number: 2012777 Country of ref document: RU Kind code of ref document: C1 Free format text: LICENCE Effective date: 20070608 |