RU2270327C1

RU2270327C1 - Method for disastrous drilling mud loss zones isolation during oil and gas hole drilling

Info

Publication number: RU2270327C1
Application number: RU2004122600/03A
Authority: RU
Inventors: Талгат Назметдинович Бикчурин (RU); Талгат Назметдинович Бикчурин; Михаил Николаевич Студенский (RU); Михаил Николаевич Студенский; Андрей Ярославович Вакула (RU); Андрей Ярославович Вакула; Тагир Халафович Замалиев (RU); Тагир Халафович Замалиев; хметов Азат Шамилевич Ша (RU); Азат Шамилевич Шаяхметов; Рашит Рафаэлович Бикбулатов (RU); Рашит Рафаэлович Бикбулатов; Владимир Николаевич Максимов (RU); Владимир Николаевич Максимов; Сайфутдин Авзалович Кашапов (RU); Сайфутдин Авзалович Кашапов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Бурение"
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2006-02-20

Abstract

FIELD: oil and gas well drilling, particularly methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like.

SUBSTANCE: method involves determining interval of mud loss formation to be isolated; lowering drilling string up to loss zone reaching; injecting hardening plugging mix of grouting mortar with fibrous filler into the well with the use of cementing unit, wherein the fibrous filler is supplied into grouting mortar during injection operation via funnel installed at upper end of drilling string. Before carrier mortar preparation connection pipe attached to mixer receptacle of cement mixing machine and adapted to supply pressurized mixing water with the use of jet pump of cementing unit is substituted for connection pipe having lesser diameter, namely 8-9 mm diameter. The connection pipe with lesser diameter provides carrier mortar preparation and injection into well at rate of 7-8 m³ per hour, wherein the carrier mortar is based on cement, bentonite cement or mud solution. The filler, namely cord fiber or cotton waste is supplied in amount of 25-50 kg per 1 m³ of the carrier mortar. After plugging mortar feeding termination the funnel is separated from the drilling string and replaced for sealing head. The plugging mortar is forced under pressure in the loss formation.

EFFECT: increased isolation efficiency, reduced time and decreased material consumption.

Description

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и найдет применение при изоляции катастрофических зон поглощения бурового раствора твердеющим тампонирующим раствором, приготовленным из цемента, гельцемента или глины в смеси с наполнителями из волокнистых материалов типа кордоволокна, отходов производства хлопка (улюк) и т.п.The invention relates to the field of drilling oil and gas wells and will find application in the isolation of catastrophic absorption zones of a drilling fluid by a hardening plugging solution prepared from cement, gel cement or clay mixed with fillers from fibrous materials such as cord fiber, cotton waste (uluk), etc. .

Известен способ изоляции поглощающих пластов бурового раствора [см. книгу Крылова В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах, М.: Недра, 1980, стр.127-128, 200-201], заключающийся в предварительном намыве в них на воде или глинистом растворе гранулированного и волокнистого наполнителей и последующей закачки в эти пласты тампонирующего раствора с твердеющими свойствами.A known method of isolation of the absorbing layers of the drilling fluid [see book of Krylov V.I. Isolation of absorbing layers in deep wells, M .: Nedra, 1980, pp. 127-128, 200-201], which consists in preliminary washing granular and fibrous fillers in them with water or a clay solution and then injecting a plugging solution with hardening into these layers properties.

Его недостатком является то, что он требует больших затрат времени и труда на намыв наполнителя, а также материалов- наполнителей и жидкости их транспортирования. Кроме того, из-за трудностей подбора оптимальных размеров наполнителей расход тампонирующего раствора с твердеющими свойствами, закачиваемого после намыва наполнителей, остается неоправданно большим.Its disadvantage is that it requires a lot of time and labor to wash the filler, as well as filler materials and their transportation fluid. In addition, due to the difficulties in choosing the optimal size of the fillers, the flow rate of the plugging solution with hardening properties, injected after washing the fillers, remains unreasonably large.

Известен также способ изоляции поглощающих пластов [Патент РФ №2042781, Е 21 В 33/13, БИ №24, 1995 г.], представленных крупными трещинами и полостями с интенсивным и катастрофическим поглощениями бурового раствора, включающий определение интервала изолируемого поглощающего пласта, спуск до зоны поглощения колонны бурильных труб и закачку в скважину с помощью цементировочного агрегата твердеющего тампонажного раствора-носителя с наполнителем из волокнистого материала, вводимого в тампонажный раствор-носитель в процессе закачки его в скважину через воронку, установленную на верхнем конце колонны бурильных труб.There is also known a method of isolating absorbing formations [RF Patent No. 2042781, E 21 B 33/13, BI No. 24, 1995], represented by large cracks and cavities with intense and catastrophic absorption of the drilling fluid, including determining the interval of the isolated absorbing formation, descent to the absorption zone of the drill pipe string and pumped into the well using a cementing unit of a hardening grouting carrier fluid filled with fibrous material introduced into the grouting carrier during its injection into the well cut a funnel mounted on the upper end of the drill pipe string.

Указанный способ по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.The specified method by technical nature is closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.

Его недостатком является то, что он не учитывает количественное соотношение тампонирующего раствора-носителя и вводимого туда волокнистого материала, что технологический процесс становится неконтролируемым, приводя к неоправданно большим затратам тампонирующего раствора-носителя, а также наполнителя, поскольку насос цементировочного агрегата не может качать волокнистые материалы, и, как следствие, снижая эффективность изоляционных работ. Кроме того, выполнение волокнистого наполнителя в виде колец определенного диаметра, соединенных в цепочки, вызывает ряд трудностей, связанных с организацией их выпуска в промышленном масштабе, с несколькими технологическими линиями для создания различных типоразмеров наполнителей. Выполнение гранулированного наполнителя разной фракции с плотностью, равной плотности тампонажного раствора, вызывает также ряд технологических трудностей.Its disadvantage is that it does not take into account the quantitative ratio of the plugging carrier solution and the fibrous material introduced therein, that the technological process becomes uncontrolled, leading to unreasonably high costs of the plugging carrier solution, as well as the filler, since the pump of the cementing unit cannot pump fibrous materials , and, as a result, reducing the effectiveness of insulation work. In addition, the implementation of the fibrous filler in the form of rings of a certain diameter, connected in chains, causes a number of difficulties associated with the organization of their production on an industrial scale, with several production lines for creating various sizes of fillers. The implementation of granular filler of different fractions with a density equal to the density of the cement slurry also causes a number of technological difficulties.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности изоляционных работ, а также сокращение затрат времени и материалов.The objective of the present invention is to increase the efficiency of insulation work, as well as reducing the time and material costs.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим определение интервала изолируемого поглощающего пласта, спуск до зоны поглощения колонны бурильных труб и закачку в скважину с помощью цементировочного агрегата твердеющего тампонажного раствора-носителя с наполнителем из волокнистого материала, вводимого в тампонажный раствор-носитель в процессе закачки его в скважину через воронку, установленную на верхнем конце колонны бурильных труб.The problem is solved by the described method, including determining the interval of the insulated absorbing layer, descent to the absorption zone of the drill pipe string and pumping into the well using a cementing unit of a hardening grouting carrier with filler from the fibrous material introduced into the grouting carrier during its injection into a well through a funnel mounted at the upper end of the drill pipe string.

Новым является то, что перед началом приготовления раствора-носителя штуцер горшка смесителя цементосмесительной машины, по которому подают воду затворения под давлением струйным насосом цементировочного агрегата ЦА-320 М, заменяют на штуцер с меньшим диаметром 8-9 мм, обеспечивающим приготовление и закачку в скважину раствора-носителя из цемента или гельцемента или глинистого раствора в объеме 7-8 м³ за один час, а ввод наполнителя, в качестве которого используют кордоволокно, отходы производства хлопка - улюк, производят из расчета 25-50 кг на 1 м³ раствора-носителя, а после прекращения подачи тампонажной смеси отсоединяют воронку от колонны бурильных труб и вместо нее устанавливают герметизирующую головку, после чего тампонажную смесь продавливают в поглощающий пласт под давлением.What is new is that before starting the preparation of the carrier solution, the nozzle of the pot of the mixer of the cement mixing machine, which supplies mixing water under pressure with the jet pump of the cementing unit CA-320 M, is replaced by a nozzle with a smaller diameter of 8-9 mm, which ensures preparation and injection into the well carrier solution or of gel-cement or cement slurry in the amount of 8.7 m ³ per hour, and the filler entry, which is used as kordovolokno, cotton waste - uluk produce a rate of 25-50 kg a 1 m ³ carrier solution, and after termination of feeding backfill mixture funnel is detached from the drill string and instead establish a sealing head, after which the mixture is forced into backfill pressure absorbing layer.

Способ осуществляют в следующей последовательности.The method is carried out in the following sequence.

После окончания подготовительных работ, заключающихся в предварительном определении интервала изолируемого поглощающего пласта, его приемистости и приближенной оценки раскрытия поглощающих каналов, выбирают оптимальный способ доставки тампонажного материала в поглощающий пласт - по стволу скважины или по колонне бурильных труб с применением пакера. Далее после разобщения поглощающего пласта пакером от вышележащей части ствола скважины на верхнем конце колонны бурильных труб на устье скважины устанавливают воронку. Затем штуцер горшка смесителя цементосмесительной машины, по которому подают воду затворения под давлением струйного насоса агрегата ЦА-320М, заменяют на штуцер с меньшим диаметром, равным 8-9 мм, для обеспечения приготовления тампонажного раствора-носителя в объеме 7-8 м³ за один час.After completion of the preparatory work, which consists in a preliminary determination of the interval of the insulated absorbing formation, its injectivity and an approximate assessment of the opening of the absorbing channels, the optimal method for the delivery of grouting material into the absorbing formation is selected - through the wellbore or along the drill pipe string using a packer. Then, after the absorber is separated by the packer from the overlying part of the wellbore, a funnel is installed at the wellhead at the upper end of the drill pipe string. Then the nozzle of the pot of the mixer of the cement mixing machine, through which mixing water is supplied under pressure of the jet pump of the CA-320M unit, is replaced by a nozzle with a smaller diameter equal to 8-9 mm, to ensure the preparation of cement slurry carrier in the amount of 7-8 m ³ in one hour.

Как известно, при традиционной технологии приготовления раствора-носителя цементного раствора или гельцементного (ГЦР) с использованием штуцера ⌀ 12-14 мм СМН-20 и ЦА-320М 10 м³ раствора приготавливался за 15-20 мин с производительностью 30-40 м³/час. За такое короткое время рабочий успевал добавить в тампонирующий раствор-носитель всего 25 кг улюка-наполнителя, т.е. его содержание в 1 м³ составило всего 2,5 кг, что вынуждало технологов сначала прибегнуть к намыву наполнителя.As is known, with the traditional technology of preparing a mortar-carrier of cement mortar or gel-cement (HCR) using a шту 12-14 mm nozzle СМН-20 and ЦА-320М, 10 m ^{3 of the} solution was prepared in 15-20 min with a productivity of 30-40 m ³ / hour. In such a short time, the worker managed to add only 25 kg of filler hive to the tamponing carrier solution, i.e. its content in 1 m ³ amounted to only 2.5 kg, which forced technologists to first resort to recuperation of the filler.

Далее по предлагаемому способу через воронку, установленную на устье скважины на верхнем конце колонны бурильных труб, в зону поглощения закачивают тампонирующий раствор-носитель самоизливом при одновременном вводе туда наполнителя из волокнистых материалов типа кордоволокно, отходов производства хлопка - улюк и т.п. Ввод вышеперечисленных наполнителей производят из расчета 25-50 кг на один кубический метр (1 м³) тампонирующего раствора-носителя, которые подают в воронку в объеме 7-8 м³/час. После прекращения подачи тампонажной смеси отсоединяют воронку от колоны бурильных труб и вместо нее устанавливают герметизирующую головку, после чего тампонажную смесь продавливают в поглощающий пласт под давлением. В завершающей стадии закачивания тампонажной смеси в раствор-носитель желательно ввести ускорители схватывания цемента.Further, according to the proposed method, through the funnel installed at the wellhead at the upper end of the drill pipe string, the plugging carrier solution is pumped into the absorption zone by self-pouring while simultaneously introducing filler from fibrous materials such as cord fiber, cotton waste - uluk, etc. The above fillers are introduced at the rate of 25-50 kg per cubic meter (1 m ³ ) of the plugging carrier solution, which are fed to the funnel in a volume of 7-8 m ³ / hour. After stopping the supply of the grouting mixture, the funnel is disconnected from the drill pipe string and a sealing head is installed in its place, after which the grouting mixture is forced into the absorption layer under pressure. In the final stage of pumping the grouting mixture into the carrier solution, it is desirable to introduce cement setting accelerators.

Способ не исключает использование и глинистого раствора в качестве раствора-носителя наполнителя.The method does not exclude the use of a clay solution as a carrier solution of the filler.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в следующем.The technical and economic advantage of the invention is as follows.

Способ испытан в промысловых условиях ОАО "Татнефть". Его использование повышает эффективность изоляционных работ, приводит к сокращению затрат времени на ликвидацию зоны поглощения, а также материальных средств. Способ технологичен в осуществлении, не требует дополнительных технических средств сложной конструкции.The method was tested in the field conditions of OAO Tatneft. Its use increases the efficiency of insulation work, leads to a reduction in the time spent on the elimination of the absorption zone, as well as material resources. The method is technological in implementation, does not require additional technical means of complex design.

Claims

A method of isolating zones of catastrophic absorption of a drilling fluid in a well, including determining the interval of an insulated absorbing formation, descending to the absorption zone of a drill pipe string and injecting into the well using a cementing unit of a hardening grouting carrier with a filler of fibrous material introduced into the grouting carrier into the process of pumping it into the well through a funnel mounted on the upper end of the drill pipe string, characterized in that before starting the preparation Ora carrier, the nozzle of the pot of the mixer of the cement mixing machine, through which mixing water is supplied under pressure with the jet pump of the cementing unit CA-320M, is replaced by a nozzle with a smaller diameter of 8-9 mm, which ensures the preparation and injection of the carrier solution from cement or gel cement into the well, or clay solution, in a volume of 7-8 m ³ in one hour, and the filler is introduced, which is used as cord fiber, cotton waste - uluk, is produced at the rate of 25-50 kg per 1 m ³ of carrier solution, and after stopping the supply there the funnel is disconnected from the drill pipe string and a sealing head is installed in its place, after which the grouting mixture is forced into the absorption formation under pressure.