RU2077655C1 - Method for grouting boreholes - Google Patents
Method for grouting boreholes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2077655C1 RU2077655C1 SU5028547A RU2077655C1 RU 2077655 C1 RU2077655 C1 RU 2077655C1 SU 5028547 A SU5028547 A SU 5028547A RU 2077655 C1 RU2077655 C1 RU 2077655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grouting
- forming
- solutions
- well
- structured
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и предназначено для тампонажа буровых скважин, в частности, геологоразведочных водонерастворимыми тампонами из тампонажной массы, образуемой непосредственно в скважине. The invention relates to mining and is intended for grouting of boreholes, in particular, exploration water-insoluble tampons from grouting mass formed directly in the well.
Известен способ тампонажа буровых скважин [1] В этом способу, как и в заявляемом, образуют тампонажную массу непосредственно в скважине путем раздельного закачивания в последнюю структурируемого раствора (глинистой суспензии) и структурообразующего раствора (водного раствора полиакриламида). Удельный вес глинистой суспензии равен 1,2-1,3 г/см3.A known method of plugging boreholes [1] In this method, as in the claimed form a grouting mass directly in the well by separately pumping into the last structured solution (clay suspension) and a structure-forming solution (aqueous solution of polyacrylamide). The specific gravity of the clay suspension is 1.2-1.3 g / cm 3 .
Структурообразующий раствор закачивают в скважину через колонную бурильных труб одновременно с глинистой суспензией, которую закачивают в скважину через устье. В результате смешения закачиваемых в скважину растворов, там образуется тампонажная масса, которая закупоривает трещины, образуя тампон. The structure-forming solution is pumped into the well through the drill string at the same time as the clay slurry, which is pumped into the well through the wellhead. As a result of mixing the solutions injected into the well, a grouting mass is formed there, which plugs the cracks, forming a tampon.
Данная тампонажная масса является водонерастворимой, что обеспечивает длительное существование созданного тампона. Как известно, для ускорения тампонажа буровой скважины тампонами из тампонажной массы, образуемой непосредственно в скважине, необходимо уменьшать время, в течение которого происходит осаждение (выделение) тампонажной массы из смеси структурируемого и структурообразующего растворов (см. там же), т.е. необходимо увеличивать скорость осаждения (выделения) тампонажной массы. This grouting mass is water-insoluble, which ensures the long-term existence of the created swab. As is known, in order to accelerate the plugging of a borehole with tampons from the cement mass formed directly in the well, it is necessary to reduce the time during which the cement mass is precipitated (separated) from a mixture of structured and structure-forming solutions (see ibid.), I.e. it is necessary to increase the rate of deposition (selection) of the cement mass.
Для этого на колонну бурильных труб обычно устанавливают смесительное устройство, что требует поднятия колонны бурильных труб на поверхность. For this, a mixing device is usually installed on the drill pipe string, which requires raising the drill pipe string to the surface.
Этот недостаток присущ и вышеописанному аналогу. This disadvantage is inherent in the above analogue.
Кроме указанного смесительного устройства, для смешивания структурируемого и структурообразующего растворов, закрепляемого на нижнем конце колонны бурильных труб, вышеописанный способ требует использования устройства для герметизации устья скважины и использования дополнительного насоса для закачивания одного из растворов. In addition to the specified mixing device, for mixing structured and structure-forming solutions, fixed on the lower end of the drill pipe string, the above method requires the use of a device to seal the wellhead and use an additional pump to pump one of the solutions.
Таким образом, при тампонаже буровых скважин тампонами из тампонажной массы, образуемой непосредственно в скважине, естественно возникает вопрос: как увеличить скорость осаждения (выделения) тампонажной массы из смеси структурируемого и структурообразующего растворов без применения специального смесительного устройства. Указанная задача хотя и вытекает логическим образом из известного уровня техники, однако, не была поставлена ни в одном из известных "Заявителю" способов тампонажа буровых скважин, и, соответственно, не была решена. Thus, when grouting boreholes with tampons from the grouting mass formed directly in the well, the question naturally arises: how to increase the rate of deposition (separation) of grouting mass from a mixture of structured and structure-forming solutions without using a special mixing device. This problem, although it follows logically from the prior art, however, was not set in any of the well-known to the "Applicant" methods of grouting boreholes, and, accordingly, was not solved.
Ближайшим к заявляемому по совокупности признаков является способ тампонажа буровых скважин, описанный [2]
В этом способе, как и в заявляемом, образуют тампонажную массу непосредственно в скважине путем поочередного закачивания в последнюю через колонну бурильных труб структурируемого и структурообразующего растворов.Closest to the claimed combination of features is the method of cementing wells, described [2]
In this method, as in the claimed one, a grouting mass is formed directly in the well by alternately pumping structured and structure-forming solutions through the drill pipe string into the latter.
В качестве структурируемого раствора используют малоконцентрированный латекс, а в качестве структурообразующего раствора используют водный раствор хлористого кальция. В результате смешения закачиваемых в скважину растворов там образуется тампонажная масса, которая закупоривает трещины, образуя тампон. Данная тампонажная масса является водонерастворимой, что обеспечивает длительное существование созданного тампона. A low concentrated latex is used as a structured solution, and an aqueous solution of calcium chloride is used as a structure-forming solution. As a result of mixing the solutions injected into the well, a grouting mass is formed there, which plugs the cracks, forming a tampon. This grouting mass is water-insoluble, which ensures the long-term existence of the created swab.
Задача достижения вышеуказанного технического результата в данном способе также не ставится и не решается, кроме того способ требует использование пакера. The task of achieving the above technical result in this method is also not posed and is not solved, in addition, the method requires the use of a packer.
Таким образом, "Заявителем" в результате анализа известного уровня техники была поставлена впервые задача: как увеличить скорость осаждения (выделения) тампонажной массы из смеси структурируемого и структурообразующего растворов без применения специального смесительного устройства при тампонаже буровых скважин тампонами из тампонажной массы, образуемой непосредственно в скважине. Thus, the "Applicant" as a result of the analysis of the prior art, the task was posed for the first time: how to increase the rate of deposition (separation) of grouting mass from a mixture of structured and structure-forming solutions without the use of a special mixing device for grouting boreholes with tampons from grouting mass formed directly in the well .
Заявляемое изобретение направлено на решение указанной задачи, так как при его осуществлении достигается упомянутый в указанной задаче технический результат. The invention is aimed at solving this problem, since when it is achieved, the technical result mentioned in the said task is achieved.
Достижение упомянутого технического результата позволяет получить следующий положительный эффект: исключить затраты, возникающие при поднятии колонны бурильных труб на поверхность и установке специального смесительного устройства для смешивания структурируемого и структурообразующего растворов. Achieving the mentioned technical result allows to obtain the following positive effect: to exclude the costs that arise when lifting the drill pipe string to the surface and installing a special mixing device for mixing structured and structure-forming solutions.
Решение указанной задачи и достижение упомянутого в указанной задаче технического результата, а следовательно, и упомянутого положительного эффекта происходит за счет того, что в способе тампонажа буровых скважин, в котором образуют тампонажную массу непосредственно в скважине путем поочередного закачивания в последнюю через колонну бурильных труб структурируемого и структурообразующего растворов, новым является то, что колонну бурильных труб в процессе поочередного закачивания упомянутых растворов вращают. The solution of this problem and the achievement of the technical result mentioned in the indicated problem, and consequently, of the mentioned positive effect, occurs due to the fact that in the method of grouting boreholes in which grouting mass is formed directly in the borehole by sequentially pumping structured and of structure-forming solutions, it is new that the drill pipe string is rotated during the alternate pumping of said solutions.
Указанное вращение колонны бурильных труб, позволяет использовать эту колонну в качестве смесительного устройства, так как при поочередном закачивании структурируемого и структурообразующего растворов через вращающуюся колонну бурильных труб происходит перемешивание закачиваемых растворов, частичное, внутри колонные бурильных труб и полное, после выхода упомянутых растворов из колонны бурильных труб в пространство скважины. Это перемешивание происходит под воздействием сил, возникающих вследствие вращения колонны бурильных труб. The specified rotation of the drill pipe string allows this string to be used as a mixing device, since when the structured and structure-forming solutions are alternately pumped through a rotating drill pipe string, the injected solutions are mixed, partially, inside the drill pipe string and completely, after the said solutions exit the drill string pipes into the well space. This mixing occurs under the influence of forces arising from the rotation of the drill pipe string.
Таким образом, в результате упомянутого перемешивания увеличивается скорость осаждения (выделения) тампонажной массы из смеси структурируемого и структурообразующего растворов без применения специального смесительного устройства при тампонаже буровых скважин тампонами из тампонажной массы, образуемой непосредственно в скважине. Thus, as a result of the above-mentioned mixing, the rate of deposition (isolation) of the grouting mass from the mixture of structured and structure-forming solutions increases without the use of a special mixing device for grouting boreholes with tampons from the grouting mass formed directly in the well.
Следовательно, исключаются затраты, возникающие при поднятии колонны бурильных труб на поверхность и установке специального смесительного устройства для смешивания структурируемого и структурообразующего растворов. Therefore, the costs incurred when lifting the drill pipe string to the surface and installing a special mixing device for mixing the structured and structure-forming solutions are eliminated.
Другие отличием является то, что в процессе тампонажа продолжают процесс углубки скважины, используя упомянутые закачиваемые растворы в качестве промывочной жидкости. Another difference is that during the plugging process, the process of deepening the well is continued, using said injected solutions as a flushing fluid.
Так как скорость осаждения (выделения) тампонажной массы из смеси структурируемого и структурообразующего растворов повышают за счет вращения колонны бурильных труб, на нижнем конце которой отсутствует специальное смесительное устройство, а стоит обычный породоразрушающий наконечник, упомянутые закачиваемые растворы, и, соответственно, их смесь можно использовать в качестве промывочной жидкости, а процесс углубки скважины можно совместить с процессом тампонажа. Since the rate of deposition (separation) of the cement slurry from the mixture of structured and structure-forming solutions is increased due to the rotation of the drill pipe string, at the lower end of which there is no special mixing device, but a conventional rock-cutting tip, the mentioned injected solutions, and, accordingly, their mixture can be used as a flushing fluid, and the process of deepening the well can be combined with the grouting process.
Упомянутый технический результат, т.е. возможность совмещения процесса углубки скважины с процессом тампонажа приводит к дальнейшему уменьшению затрат, в особенности, при бурении скважин в пластах с высоким поглощением. The technical result referred to, i.e. the possibility of combining the process of deepening the well with the cementing process leads to a further reduction in costs, especially when drilling wells in formations with high absorption.
Еще одним отличием является то, что в качестве структурируемого раствора используют глинистую суспензию с удельным весом 1,04-1,15 г/см3, а в качестве структурообразующего раствора используют раствор полиакриламида.Another difference is that a clay suspension with a specific gravity of 1.04-1.15 g / cm 3 is used as a structured solution, and a polyacrylamide solution is used as a structure-forming solution.
При бурении геологоразведочных скважин мы имеет небольшой (22-28 мм) внутренний диаметр колонны бурильных труб, через которую в скважину поочередно закачивают структурируемый и структурообразующий растворы. When drilling exploration wells, we have a small (22-28 mm) inner diameter of the drill pipe string, through which structured and structure-forming solutions are alternately pumped into the well.
Одновременно, мы должны стремиться получить в короткое время как можно больше тампонажной массы для закупорки трещин, так как это уменьшает затраты на тампонаж. At the same time, we should strive to get as much cement mass as possible in order to plug cracks, as this reduces the costs of cementing.
Авторами было установлено, что в случае использования указанных растворов при удельном весе глинистой суспензии более 1,15 г/см3 внутри вращающейся колонны бурильных труб с внутренним диаметром 22-28 мм возможно образование тампонажной массы в таком количестве, что при использовании обычного насоса для закачивания промывочной жидкости, входящего в комплект буровой установки, произойдет закупорка колонны бурильных труб. При удельном весе глинистой суспензии менее 1,04 г/см3 тампонажная масса образуется в количестве, недостаточном для закупорки трещин.The authors found that in the case of using these solutions with a specific gravity of clay suspension of more than 1.15 g / cm 3 inside a rotating drill string with an inner diameter of 22-28 mm, it is possible to form a grouting mass in such an amount that when using a conventional pump for injection The flushing fluid included in the rig kit will block the drill pipe string. When the specific gravity of the clay suspension is less than 1.04 g / cm 3, the cement mass is formed in an amount insufficient to clog the cracks.
Таким образом, указанное отличие приводит к дальнейшему уменьшению затрат, в особенности, при бурении геологоразведочных скважин, так как позволяет получить в короткое время достаточное количество тампонажной массы для закупорки трещин при использовании обычного насоса, входящего в комплект буровой установки. Thus, this difference leads to a further reduction in costs, especially when drilling exploration wells, as it allows you to get in a short time a sufficient amount of grouting material to plug cracks when using a conventional pump that is included with the rig.
На чертеже изображена схема осуществления заявляемого способа тампонажа буровых скважин. The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method of cementing boreholes.
В этом способе образуют тампонажную массу 1 непосредственно в скважине 2 путем поочередного закачивания в последнюю через колонну бурильных труб 3 структурируемого раствора 4 и структурообразующего раствора 5. Колонну бурильных труб 3 в процессе поочередного закачивания упомянутых растворов 4 и 5 вращают. Все это позволяет увеличить скорость осаждения (выделения) тампонажной массы 1 из смеси растворов 4 и 5 без применения специального смесительного устройства и, следовательно, позволяет исключить затраты, возникающие при поднятии колонны бурильных труб 3 на поверхность 6 и установке специального смесительного устройства для смешивания растворов 4 и 5. Так как скорость осаждения (выделения) тампонажной массы 1 из смеси растворов 4 и 5 повышают за счет вращения колонны бурильных труб 3, на нижнем конце которой отсутствует специальное смесительное устройство, а стоит обычный породоразрушающий наконечник 7, закрепленный на колонковой трубе 8, растворы 4 и 5, и, соответственно, их смесь можно использовать в качестве промывочной жидкости, а процесс углубки скважины 2 можно совместить с процессом тампонажа. Это приводит к дальнейшему уменьшению затрат, в особенности, при бурении скважины 2 в пласте 9 с высоким поглощением. In this method, a grouting mass 1 is formed directly in the well 2 by alternately pumping the structured solution 4 and structure-forming solution 5 through the drill pipe string 3 into the last one. The drill pipe string 3 is rotated during the alternate pumping of said solutions 4 and 5. All this allows you to increase the rate of deposition (separation) of the cement mass 1 from a mixture of solutions 4 and 5 without the use of a special mixing device and, therefore, eliminates the costs associated with lifting the drill pipe 3 to surface 6 and installing a special mixing device for mixing solutions 4 and 5. Since the rate of deposition (separation) of the cement slurry 1 from the mixture of solutions 4 and 5 is increased due to the rotation of the drill pipe string 3, at the lower end of which there is no special mixing e device and is normal rock cutting tip 7 attached to the core barrel 8, solutions 4 and 5 and, respectively, a mixture thereof may be used as the washing liquid, and the process uglubki wellbore 2 can be combined with the process of grouting. This leads to a further reduction in costs, especially when drilling a well 2 in a formation 9 with high absorption.
При бурении геологоразведочных скважин 2 целесообразно использовать в качестве структурируемого раствора 4 глинистую суспензию с удельным весом 1,04-1,15 г/см3, а в качестве структурообразующего раствора 5 растворов полиакриламида, так как это позволяет получить в короткое время достаточное количество тампонажной массы 1 для закупорки трещин 10 при использовании обычного насоса 11, входящего в комплект буровой установки. Целесообразность выбора указанных растворов 4 и 5 и интервала значений количественных признаков показана в разделе "Сущность изобретения".When drilling exploration wells 2, it is advisable to use a clay suspension with a specific gravity of 1.04-1.15 g / cm 3 as a structured solution 4, and 5 polyacrylamide solutions as a structure-forming solution, since this allows to obtain a sufficient amount of grouting mass in a short time 1 to plug cracks 10 when using a conventional pump 11, which is included with the rig. The feasibility of choosing these solutions 4 and 5 and the range of values of quantitative features is shown in the section "Summary of the invention".
Ниже дан конкретный пример осуществления заявляемого способа при бурении геологоразведочной скважины 2 в пласте 9 с высоким поглощением. The following is a specific example of the implementation of the proposed method when drilling exploration well 2 in the reservoir 9 with high absorption.
В этом случае колонна бурильных труб 3 соединена с насосом 11, заборный конец 12 которого помещен в одну из емкостей 13, 14, 15. Емкость 13 служит для сбора циркулирующей промывочной жидкости 16. Емкость 14 содержит глинистую суспензию с удельным весом 1,04-1,15 г/см3. Емкость 15 содержит структурообразующий раствор 5, в качестве которого используют водный раствор, содержащий 0,5-1,0% полиакриламида и 3-5% хлористого натрия.In this case, the drill pipe string 3 is connected to the pump 11, the intake end 12 of which is placed in one of the containers 13, 14, 15. The tank 13 serves to collect the circulating flushing fluid 16. The tank 14 contains a clay suspension with a specific gravity of 1.04-1 15 g / cm 3 . Capacity 15 contains a structure-forming solution 5, which is used as an aqueous solution containing 0.5-1.0% polyacrylamide and 3-5% sodium chloride.
Следует заметить, что любой удельный вес глинистой суспензии и любая концентрация структурообразующего раствора 5 в указанных пределах одинаково приемлемы, а это позволяет в производственных условиях буровой вышки без точной дозировки осуществлять данный способ с равноценными результатами, что является дополнительным положительным фактором заявляемого способа. It should be noted that any specific gravity of the clay slurry and any concentration of structure-forming solution 5 within the indicated limits are equally acceptable, and this allows the method to be carried out without exact dosage in the production environment of the rig with the same results, which is an additional positive factor of the proposed method.
В процессе бурения скважины 2 при обнаружении ухода промывочной жидкости 16 в трещины 10, в скважину 2 закачивают через колонну бурильных труб 3 поочередно упомянутые глинистую суспензию и структурообразующий раствор 5. Для этого заборный конец 12 насоса 11 попеременно помещают в емкости 14 и 15. In the process of drilling well 2, upon detection of the escape of flushing fluid 16 into the cracks 10, the clay slurry and structure-forming solution 5, alternately mentioned, are pumped into the well 2 through the drill pipe string 3. For this purpose, the intake end 12 of the pump 11 is alternately placed in containers 14 and 15.
Закачиваемые компоненты движутся по колонне бурильных труб 3 раздельными порциями и входя в скважину 2 из колонковой трубы 8 смешиваются за счет воздействия вращающейся колонны бурильных труб 3, образуя при этом тампонажную массу 1, выпадающую из смешивающихся растворов. Тампонажная масса 1 заносится в трещины 10, закупоривает их, образуя водонерастворимый тампон. Таким образом, уход промывочной жидкости 16 в указанные трещины 10 ликвидируется и заборный конец 12 насоса 11 перебрасывают в емкость 13. The injected components move along the drill pipe string 3 in separate portions and entering the well 2 from the core pipe 8 are mixed due to the action of the rotating drill pipe string 3, thereby forming a grouting mass 1 falling out of the mixed solutions. The grouting mass 1 is introduced into the cracks 10, clogs them, forming a water-insoluble tampon. Thus, the withdrawal of the flushing fluid 16 into these cracks 10 is eliminated and the intake end 12 of the pump 11 is transferred to the tank 13.
При каждом новом обнаружении ухода промывочной жидкости 16 в трещины 10 указанные операции с заборным концом 12 насоса 11 повторяют. With each new detection of the withdrawal of the washing fluid 16 into the cracks 10, the indicated operations with the intake end 12 of the pump 11 are repeated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5028547 RU2077655C1 (en) | 1992-02-11 | 1992-02-11 | Method for grouting boreholes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5028547 RU2077655C1 (en) | 1992-02-11 | 1992-02-11 | Method for grouting boreholes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2077655C1 true RU2077655C1 (en) | 1997-04-20 |
Family
ID=21597489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5028547 RU2077655C1 (en) | 1992-02-11 | 1992-02-11 | Method for grouting boreholes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2077655C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7252162B2 (en) | 2001-12-03 | 2007-08-07 | Shell Oil Company | Method and device for injecting a fluid into a formation |
| CN110700790A (en) * | 2019-09-26 | 2020-01-17 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | Complete hole sealing method for coal mine underground Ordovician limestone aquifer large-flow water-gushing and sand-gushing drill hole |
-
1992
- 1992-02-11 RU SU5028547 patent/RU2077655C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Временная инструкция по применению полимера-полиакриламида для изоляции поглощающих пластов. - Куйбышев, Средне-Волжский СНХ, 1963. 2. РНТС "Бурение" N 6. - М.: Недра, 1978, с. 2. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7252162B2 (en) | 2001-12-03 | 2007-08-07 | Shell Oil Company | Method and device for injecting a fluid into a formation |
| CN110700790A (en) * | 2019-09-26 | 2020-01-17 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | Complete hole sealing method for coal mine underground Ordovician limestone aquifer large-flow water-gushing and sand-gushing drill hole |
| CN110700790B (en) * | 2019-09-26 | 2022-03-25 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | Complete hole sealing method for coal mine underground Ordovician limestone aquifer large-flow water-gushing and sand-gushing drill hole |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5368103A (en) | Method of setting a balanced cement plug in a borehole | |
| RU2077655C1 (en) | Method for grouting boreholes | |
| RU2606742C1 (en) | Method of well drilling | |
| RU2196878C2 (en) | Method of shutoff of water inflow over cementing annular space in operation of oil and gas wells | |
| RU2112133C1 (en) | Process isolating absorbing strata | |
| RU2524089C1 (en) | Construction of oil production well | |
| SU1206431A1 (en) | Method of isolating bottom water in oil well | |
| RU2076923C1 (en) | Method of formation of flagging screen in water-encroached rocks | |
| RU2335618C2 (en) | Method of cementing of wells | |
| RU2283418C2 (en) | Method for primary productive bed penetration for oil and gas drilling | |
| RU2172810C1 (en) | Method of isolation of lost-circulation formations | |
| RU2016188C1 (en) | Method for oil and gas well casing cementing | |
| SU1155721A1 (en) | Method of isolating absorption zones | |
| SU1472639A1 (en) | Method of fighting absorption in wells | |
| RU2019689C1 (en) | Method for well testing | |
| RU2757383C1 (en) | Well completion method | |
| SU1055856A1 (en) | Apparatus for cementing wells | |
| SU727838A1 (en) | Well-finishing method | |
| RU2723815C1 (en) | Well completion method | |
| SU1567761A1 (en) | Method of terminating borehole exposing unsteady productive strata | |
| RU2208129C2 (en) | Method of well cementing | |
| SU757713A1 (en) | Method of excavating crumbling rock | |
| RU2366800C2 (en) | Procedure for increasing strength of contact of annulus cement stone with environment in well | |
| RU2318980C2 (en) | Complex method for well bore preparation for casing | |
| SU1571218A1 (en) | Method of isolating absorbing seams in boreholes |