RU2024729C1

RU2024729C1 - Method for well drilling

Info

Publication number: RU2024729C1
Application number: SU914950033A
Authority: RU
Inventors: Ж.К. Оспанов; В.И. Либерман; Б.Ж. Джуламанов; К.Н. Ибрашев; У.К. Дильмухашев
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: well construction. SUBSTANCE: method consists in throwing of locking member into drill string during drilling in zone of lost circulation. Membrane is destroyed by increasing pressure and a part of mud flow is directed through sub side hole. Accumulated on well bottom are cuttings, and thick mixture of cuttings and mud is formed. Gaging bit members force particles of cuttings and mixture into well walls and formation pores become clogged to prevent loss of mud circulation. EFFECT: higher reliability in operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике и может быть использованы для бурения скважин в зонах поглощения промывочной жидкости. The invention relates to drilling equipment and can be used for drilling wells in zones of absorption of flushing fluid.

Известен способ бурения скважин, при котором с целью предотвращения поглощений промывочной жидкости путем снижения проницаемости пласта производят очистку стенок скважины от фильтрационной глинистой корки. При удалении корки со стенок скважины вновь открывается доступ для проникновения твердой фазы раствора в поровые каналы поглощающего пласта и тем достигается улучшение закупорки (кольмотации) последних. Недостаток известного способа и компоновки заключается в малой надежности предотвращения поглощения промывочной жидкости. Это связано с тем, что очистка поверхности поглощающего объекта (стенки скважины) от глинистой фильтрационной корки производится с запаздыванием, после углубления забоя на высоту расположения скребков или сопла. В период времени углубления забоя на эту высоту известный способ и компоновка никак не способствуют предотвращению поглощения. There is a known method of drilling wells, in which, in order to prevent the absorption of drilling fluid by reducing the permeability of the formation, the walls of the well are cleaned of the mud cake. When removing the crust from the walls of the borehole, access again opens for penetration of the solid phase of the solution into the pore channels of the absorbing layer and thereby an improvement in the blockage (colmotation) of the latter is achieved. A disadvantage of the known method and arrangement is the low reliability of preventing the absorption of washing liquid. This is due to the fact that cleaning the surface of the absorbing object (well wall) from the clay filter cake is delayed after deepening the face to the height of the scrapers or nozzle. In the period of time of deepening the face to this height, the known method and layout in no way contribute to the prevention of absorption.

Известен и способ бурения скважин, включающий вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости из внутренней полости компоновки через долото на забой [1]. Недостаток известного способа заключается в небольшой надежности работы в зонах поглощения. Это объясняется тем, что калибрующие поверхности долота вдавливают в стенку скважины фильтрационную корку. Однако это снижает проницаемость пласта лишь незначительно, так как фильтрационная корка еще очень мала. В зонах интенсивного поглощения промывочной жидкости этот способ и компоновка особенно ненадежны и не предотвращают ухода промывочной жидкости. A well-known method of drilling wells, including the rotation and axial flow of the layout with a bit and the supply of flushing fluid from the internal cavity of the layout through the bit to the bottom [1]. The disadvantage of this method is the low reliability in the absorption zones. This is due to the fact that the calibrating surface of the bit presses the filter cake into the well wall. However, this reduces the permeability of the formation only slightly, since the filter cake is still very small. In areas of intense absorption of wash fluid, this method and arrangement are particularly unreliable and do not prevent the wash fluid from leaving.

Целью изобретения является повышение надежности работы в зонах поглощения промывочной жидкости путем снижения проницаемости пласта. The aim of the invention is to increase the reliability in the absorption zones of the washing fluid by reducing the permeability of the formation.

Для этого производят вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через долото на забой, при этом в зоне поглощения промывочной жидкости весь поток жидкости направляют в затрубное кольцевое пространство над долотом. To do this, rotate and axially feed the assembly with the bit and supply the flushing fluid through the bit to the bottom, while in the absorption zone of the flushing fluid, the entire fluid flow is directed into the annular annular space above the bit.

Техническим преимуществом предложенного способа по сравнению с прототипом является накапливание шлама, образование порции густой смеси шлама с раствором, вдавливание шлама и смеси в стенку скважины и снижение проницаемости пласта. The technical advantage of the proposed method in comparison with the prototype is the accumulation of sludge, the formation of a portion of a thick mixture of sludge with a solution, pressing the sludge and mixture into the wall of the well and reducing the permeability of the formation.

Компоновка для бурения скважин состоит из переводника буровой колонны 1, долота 2 и его переводника 3. В боковом отверстии 4 переводника 3 укреплена разрушаемая мембрана 5. Внутри переводника 3 ниже мембраны установлено седло 6 с центральным отверстием 7. Компоновка имеет глухой запорный элемент 8 для установки на седло 6. The arrangement for drilling wells consists of a drill string sub 1, a bit 2 and its sub 3. A destructible membrane 5 is fixed in the side hole 4 of the sub 3. Inside the sub 3, a seat 6 with a central hole 7 is installed below the membrane. The layout has a blind shut-off element 8 for installation on the saddle 6.

Способ бурения скважины заключается в следующем. Скважину бурят, используя обычную технологию путем вращения и осевой подачи компоновки. Промывочная жидкость вытекает из насадок долота и поднимает на поверхность разрушенную породу (шлам). При подходе компоновки к зоне поглощения (или в начале зоны поглощения) весь поток промывочной жидкости направляют в боковое отверстие 4 переводника 3. Из отверстия поток направляется в затрубное кольцевое пространство над долотом. Для осуществления этой операции в буровую колонну вводят запорный элемент 8, который под действием своей массы опускается на седло 6. При возобновлении циркуляции промывочной жидкости давление в переводниках 1 и 3 повышают до расчетного, после чего мембрана 5 разрушается. The method of drilling a well is as follows. A well is drilled using conventional technology by rotation and axial feed of the layout. The flushing fluid flows out of the nozzles of the bit and raises the destroyed rock (sludge) to the surface. When the layout approaches the absorption zone (or at the beginning of the absorption zone), the entire flow of washing liquid is directed into the lateral hole 4 of the sub 3. From the hole, the flow is directed into the annular annular space above the bit. To carry out this operation, a shut-off element 8 is inserted into the drill string, which, under the action of its mass, is lowered onto the seat 6. When the circulation of the flushing fluid resumes, the pressure in the sub 1 and 3 is increased to the calculated one, after which the membrane 5 is destroyed.

В результате прекращения поступления промывочной жидкости через долото на забое начинает накапливаться шлам. Верхний уровень его поднимается к отверстию 4. Достигнув его уровня, шлам подхватывается восходящим потоком и выносится на поверхность. При накоплении шлама образуется густая смесь, которую калибрующие поверхности долота начинают вдавливать в стенку скважины (не только фильтрационную корку!), надежно забивая поры пласта и снижая его проницаемость. Надежность определяется тем, что твердая фаза шлама имеет более крупные частицы и в большем количестве, чем твердая фаза в промывочной жидкости. Кроме того, густая смесь шлама и раствора на забое отделяет промывочную жидкость в скважине от вскрываемых долотом поровых каналов поглощающего пласта, предотвращая поглощение промывочной жидкости. As a result of the cessation of the flow of flushing fluid through the bit at the bottom, sludge begins to accumulate. Its upper level rises to the hole 4. Having reached its level, the sludge is picked up by an upward flow and carried to the surface. When sludge accumulates, a dense mixture is formed, which the gauge surfaces of the bit begin to squeeze into the well wall (not only the filter cake!), Reliably clogging the pores of the formation and reducing its permeability. Reliability is determined by the fact that the solid phase of the sludge has larger particles and in larger quantities than the solid phase in the washing liquid. In addition, a thick mixture of sludge and mud at the bottom separates the flushing fluid in the well from the pore channels of the absorbing formation opened by the bit, preventing the absorption of flushing fluid.

Накопление шлама в призабойной зоне снижает механическую скорость бурения, но позволяет решить основную задачу - безаварийную проходку интервала поглощающего пласта. The accumulation of sludge in the bottomhole zone reduces the mechanical drilling speed, but allows you to solve the main problem - trouble-free penetration of the interval of the absorbing formation.

Эксперименты показали, что подъем шлама до уровня отверстия 4 способствует его закручивание из-за вращения компоновки. После проходки зоны поглощения компоновку поднимают и устанавливают в нее мембрану. The experiments showed that the rise of the sludge to the level of the hole 4 contributes to its twisting due to rotation of the layout. After penetration of the absorption zone, the assembly is lifted and a membrane is installed in it.

Предлагаемый способ таким образом позволяет производить накапливание шлама и образование густой смеси в призабойной зоне в количестве, необходимом для вдавливания в стенку скважины и закупоривания (кольмотации) пор пласта, что надежно предотвращает поглощение промывочной жидкости и связанные с этим осложнения при строительства скважин. The proposed method thus allows for the accumulation of sludge and the formation of a thick mixture in the bottomhole zone in the amount necessary for pressing into the wall of the borehole and plugging (pounding) the pores of the formation, which reliably prevents the absorption of drilling fluid and the associated complications during well construction.

Claims

METHOD FOR DRILLING WELLS, including rotation and axial feed of the assembly with a bit and supply of flushing fluid through the internal cavity of the assembly to the bottom, characterized in that in the absorption zone of flushing fluid, drilling is carried out with the supply of the entire flow of flushing fluid to the annulus above the bit.