RU2474667C1

RU2474667C1 - Well construction method

Info

Publication number: RU2474667C1
Application number: RU2012115622/03A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Миргазиян Закиевич Тазиев; Айрат Рафкатович Рахманов; Айрат Ингелевич Аслямов; Рафаэль Расимович Гараев; Роман Михайлович Осипов; Игорь Викторович Гуськов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-02-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: well construction method involves well shaft drilling, installation of cement bridge in the rock falling zone, performance of process exposure for cement setting, drilling of cement bridge and continued well drilling. All falling zones are drilled and cement bridges are installed sequentially at falling intervals in upward direction. When cement bridge is being installed at lower interval, cement material with lower strength and larger setting time is used than that used during installation of cement bridge at upper interval. Fluid bridge with density of 1.10-1.35 g/cm³is installed between cement bridges. Cement material setting speeds are chosen based on similar strength of cement stone by the moment of the beginning of drilling process of each cement bridge.

EFFECT: possible construction of the well passing through two and more rock falling zones.

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве скважины.The invention relates to the oil industry and may find application in well construction.

Известен способ проходки неустойчивых глинистых пород при бурении нефтяных и газовых скважин, например глинистых сланцев, включающий углубление скважины долотом в интервале пласта с неустойчивыми глинистыми породами с использованием вязкопластичной промывочной жидкости в ламинарном режиме течения в кольцевом канале ствола скважины. Для обеспечения гарантированного ламинарного режима течения в кольцевом канале ствола скважины, следовательно, и проходки долотом упомянутого выше интервала без кавернообразования расход промывочной жидкости выбирают на 20-30% меньше критического расхода, при котором происходит смена ламинарного режима к турбулентному, при этом вязкопластичную промывочную жидкость выбирают с минимально возможной фильтроотдачей (патент РФ №2256762, опубл. 20.07.2005).A known method of sinking unstable clay rocks during the drilling of oil and gas wells, for example shale, comprising deepening the hole with a bit in the interval of the formation with unstable clay rocks using a viscoplastic washing fluid in a laminar flow regime in the annular channel of the wellbore. To ensure a guaranteed laminar flow regime in the annular channel of the borehole, and therefore, penetration by a bit of the aforementioned interval without cavern formation, the flow rate of the flushing fluid is selected 20-30% less than the critical flow rate at which the laminar regime changes to turbulent, while the viscoplastic flushing fluid is chosen with the lowest possible filter recovery (RF patent No. 2256762, publ. 20.07.2005).

Недостатком известного способа является трудность определения критического расхода и поддержания ламинарного режима течения в кольцевом канале ствола скважины. Все это приводит к невоспроизводимости ламинарного режима, турбулизации потока промывочной жидкости, появлению кавернообразования и прихватам бурового инструмента при бурении скважины. Кроме того, применение ламинарного режима приводит к существенному замедлению скорости бурения скважины.The disadvantage of this method is the difficulty of determining the critical flow rate and maintaining the laminar flow regime in the annular channel of the wellbore. All this leads to the irreproducibility of the laminar regime, turbulization of the flow of flushing fluid, the appearance of cavern formation and sticking of the drilling tool while drilling the well. In addition, the use of the laminar regime leads to a significant slowdown in the drilling speed of the well.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ строительства скважины, включающий бурение и крепление направления, кондуктора и промежуточной или эксплуатационной колонны. При бурении промежуточной или эксплуатационной колонны в качестве бурового раствора используют техническую воду, разбуривают зону осыпания породы и забуривают нижележащую зону с неосыпающимися породами, поднимают из скважины бурильную компоновку и спускают в скважину колонну бурильных труб с открытым концом, через скважину прокачивают глинистый буровой раствор, вытесняют глинистый буровой раствор на поверхность технической водой, вращают колонну бурильных труб и закачивают в колонну бурильных труб цементный раствор, при вхождении цементного раствора в затрубное пространство прекращают вращение и проводят расхаживание колонны бурильных труб на длину 10-14 м, продавливают цементный раствор технической водой той же плотности, что находится в скважине, в затрубное пространство до установления одинакового уровня в колонне бурильных труб и затрубном пространстве, поднимают из скважины колонну бурильных труб, проводят технологическую выдержку до схватывания цемента, разбуривают цементный мост той же бурильной компоновкой, которую применяли ранее, и продолжают строительство скважины до проектной отметки.Closest to the proposed invention in technical essence is a method of constructing a well, comprising drilling and securing a direction, a conductor and an intermediate or production string. When drilling an intermediate or production string, technical water is used as the drilling fluid, the shedding zone is drilled and the underlying zone with non-shedding rocks is drilled, the drill assembly is lifted from the well and the drill pipe string is lowered into the well with an open end, clay mud is pumped through the well, displaced clay drilling mud to the surface with industrial water, rotate the drill pipe string and pump cement into the drill pipe string when entering cement mortar into the annulus stop rotation and pace the drill pipe string for a length of 10-14 m, push the cement mortar with technical water of the same density that is in the well into the annulus until the same level in the drill pipe string and annulus is established, raise drill pipe string from the well, carry out technological exposure until cement sets, drill the cement bridge with the same drill layout that was used earlier, and continue to build stvo well to the design level.

Недостатком известного способа является нерешенность вопроса строительства скважины, проходящей через две и более зоны осыпания породы.The disadvantage of this method is the unresolved issue of constructing a well passing through two or more zones of shedding of rock.

В предложенном изобретении решается задача строительства скважины, проходящей через две и более зоны осыпания породы.The proposed invention solves the problem of constructing a well passing through two or more zones of shedding of rock.

Задача решается тем, что в способе строительства скважины, включающем бурение ствола скважины, постановку цементного моста в зоне осыпания породы и проведение технологической выдержки на схватывание цемента, разбуривание цементного моста, продолжение бурения скважины, согласно изобретению разбуривают все зоны осыпания, последовательно снизу вверх устанавливают цементные мосты в интервалах осыпания, при установке цементного моста в нижнем интервале используют цементный материал с меньшей прочностью и большим временем схватывания, чем при установке цементного моста в верхнем интервале, между цементными мостами устанавливают мост из жидкости с плотностью 1,10-1,35 г/см³, а скорости схватывания цементных материалов подбирают из расчета одинаковой прочности цементного камня к моменту начала разбуривания каждого цементного моста.The problem is solved in that in a method for constructing a well, including drilling a wellbore, setting up a cement bridge in a zone of shedding of rock and holding a technological exposure to set cement, drilling a cement bridge, continuing drilling of a well, according to the invention, drill up all shedding zones, install cement zones from bottom to top bridges in the intervals of shedding, when installing a cement bridge in the lower interval, use cement material with lower strength and longer setting time, h m when installing cement plug in the upper range, between cement bridges establish a bridge of a liquid with a density of 1.10-1.35 g / cm ^3, and the speed setting cementitious materials selected from the same calculation of strength of the cement stone at the beginning of each drilling cement plug.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Нарушение устойчивости глинистых пород сопровождается, как известно, осложнениями ствола скважины, обвалами и кавернами. Наличие каверн, особенно между нефтяными и водоносными пластами, снижает качество их разобщения, является причиной притока воды при первичном освоении, а также причиной увеличения процента обводненности продукции пласта в процессе эксплуатации скважины. Каверны в основном образуются при проходке неустойчивых глинистых пород четвертичных отложений, верейского, тульского, бобриковского, кыновского, пашийского горизонтов за счет эрозионного разрушения турбулентным потоком промывочной жидкости. Частично эту проблему решают постановкой цементного моста и последующего его разбуривания. Однако простое перенесение такого опыта на бурение скважины через две и более зоны осыпания не приводит к успеху из-за разницы в сроках схватывания цементных мостов и их прочности к моменту их разбуривания. В предложенном изобретении решается задача строительства скважины, проходящей через две и более зоны осыпания породы.The violation of the stability of clay rocks is accompanied, as is known, by complications of the wellbore, collapses and caverns. The presence of caverns, especially between oil and aquifers, reduces the quality of their separation, is the reason for the influx of water during the initial development, as well as the reason for the increase in the percentage of water cut in the formation during the operation of the well. Caverns are mainly formed during the excavation of unstable clay rocks of the Quaternary deposits, Verey, Tula, Bobrikov, Kynovsky, Pashi horizons due to erosion destruction by a turbulent flow of washing fluid. This problem is partially solved by setting up a cement bridge and its subsequent drilling. However, simply transferring such experience to drilling a well through two or more shedding zones does not lead to success due to the difference in the timing of setting cement bridges and their strength at the time of drilling. The proposed invention solves the problem of constructing a well passing through two or more zones of shedding of rock.

Задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.

Проводят бурение ствола скважины. При этом проходят две или более зоны осыпания породы. Как правило, это зоны в интервалах Верей-Баширского и Бобриковского горизонтов на абсолютных отметках 530-610 и 860-880 м соответственно. Интервал Бобриковского горизонта заполняют цементным раствором плотностью 1,62-1,65 г/см³. В состав цементного раствора вводят небольшое количество глины для снижения прочности цементного камня на 5-9%. Интервал скважины между Бобриковским и Верей-Баширским горизонтом заполняют водой с плотностью 1,10-1,35 г/см³. Интервал Верей-Баширского горизонта заполняют цементным раствором с ускорителем схватывания. В качестве ускорителя схватывания может применяться хлорид кальция, хлорид натрия, жидкое стекло. Количество ускорителя, а соответственно, скорость схватывания цементного раствора подбирают таким, чтобы прочность цементного камня в интервале Бобриковского и Вере-Баширского горизонтов была одинаковой к моменту начала разбуривания каждого цементного моста. Проводят технологическую выдержку для схватывания цемента в обоих мостах, разбуривают цементные мосты и продолжают бурение скважины до проектной отметки. Спускают эксплуатационную колонну и цементируют заколонное пространство.Drilling a wellbore. In this case, two or more zones of shedding of rock pass. As a rule, these are zones in the intervals of the Verey-Bashirsky and Bobrikovsky horizons at absolute elevations of 530-610 and 860-880 m, respectively. The interval of the Bobrikovsky horizon is filled with cement mortar with a density of 1.62-1.65 g / cm ³ . A small amount of clay is introduced into the cement mortar to reduce the strength of the cement stone by 5-9%. The interval of the well between the Bobrikovsky and Verey-Bashirsky horizons is filled with water with a density of 1.10-1.35 g / cm ³ . The interval of the Verey-Bashirsky horizon is filled with cement mortar with setting accelerator. As a setting accelerator, calcium chloride, sodium chloride, water glass can be used. The amount of accelerator, and, accordingly, the setting rate of the cement slurry is selected so that the strength of the cement stone in the interval of the Bobrikovsky and Vere-Bashirsky horizons is the same by the time the drilling of each cement bridge begins. Carry out technological exposure to set cement in both bridges, drill cement bridges and continue drilling to the design level. Lower production casing and cement annular space.

В результате выполняют строительство скважины, проходящей через две и более зоны осыпания породы.As a result, a well is constructed that passes through two or more rock shedding zones.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Выполняют строительство нефтедобывающей скважины. Проводят бурение ствола скважины. При этом проходят две зоны осыпания породы в интервалах Верей-Баширского и Бобриковского горизонтов на абсолютных отметках 530-610 и 860-880 м соответственно. Интервал Бобриковского горизонта заполняют цементным раствором плотностью 1,64 г/см³. В состав цементного раствора вводят480 кг глины для снижения прочности цементного камня на 8%. Интервал скважины между Бобриковским и Верей-Баширским горизонтом заполняют водой с плотностью 1,28 г/см³. Интервал Верей-Баширского горизонта заполняют цементным раствором с ускорителем схватывания - хлоридом калия в количестве 30 кг на 1 т цемента. При этом время схватывания и прочность цементного камня оказывается одинаковой к моменту начала разбуривания каждого цементного моста. Проводят технологическую выдержку для схватывания цемента в обоих мостах, разбуривают цементные мосты и продолжают бурение скважины до проектной отметки. Спускают эксплуатационную колонну и цементируют заколонное пространство.Perform the construction of an oil well. Drilling a wellbore. At the same time, there are two zones of rock shedding in the intervals of the Verey-Bashirsky and Bobrikovsky horizons at absolute marks of 530-610 and 860-880 m, respectively. The interval of the Bobrikovsky horizon is filled with cement mortar with a density of 1.64 g / cm ³ . 480 kg of clay are introduced into the cement mortar to reduce the strength of the cement stone by 8%. The well interval between the Bobrikovsky and Verey-Bashirsky horizons is filled with water with a density of 1.28 g / cm ³ . The interval of the Verey-Bashirsky horizon is filled with cement mortar with setting accelerator - potassium chloride in the amount of 30 kg per 1 ton of cement. At the same time, the setting time and strength of the cement stone is the same at the time the drilling of each cement bridge begins. Carry out technological exposure to set cement in both bridges, drill cement bridges and continue drilling to the design level. Lower production casing and cement annular space.

В результате строительства скважины предотвращается осыпание породы при разбуривании нижележащих горизонтов, исключаются прихваты оборудования и аварийные ситуации.As a result of the construction of the well, shedding of the rock is prevented when drilling the underlying horizons, equipment tacking and emergency situations are excluded.

Claims

A method of constructing a well, including drilling a wellbore, setting up a cement bridge in the area of shedding rock, holding technological endurance to set cement, drilling a cement bridge and continuing to drill the well, characterized in that they drill all the zones of shedding, install cement bridges in succession from the bottom up when installing a cement bridge in the lower interval using cement material with lower strength and a longer setting time than when installing a cement bridge in the upper interval, between the cement bridges, a bridge of liquid with a density of 1.10-1.35 g / cm ^{3 is} installed, and the setting rate of cement materials is selected based on the same strength of the cement stone at the time of the start of drilling of each cement bridge.