RU2736742C1 - Method of isolating an absorption zone in a constructed well and a device for carrying out insulation - Google Patents
Method of isolating an absorption zone in a constructed well and a device for carrying out insulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736742C1 RU2736742C1 RU2020123368A RU2020123368A RU2736742C1 RU 2736742 C1 RU2736742 C1 RU 2736742C1 RU 2020123368 A RU2020123368 A RU 2020123368A RU 2020123368 A RU2020123368 A RU 2020123368A RU 2736742 C1 RU2736742 C1 RU 2736742C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- absorption zone
- zone
- absorption
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title abstract 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 241000168036 Populus alba Species 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B27/00—Containers for collecting or depositing substances in boreholes or wells, e.g. bailers, baskets or buckets for collecting mud or sand; Drill bits with means for collecting substances, e.g. valve drill bits
- E21B27/02—Dump bailers, i.e. containers for depositing substances, e.g. cement or acids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к бурению скважин, а именно к способам и устройствам изоляции зон поглощения бурового раствора в строящейся скважине. The invention relates to well drilling, and in particular to methods and devices for isolating zones of absorption of drilling mud in a well under construction.
Наиболее близким по технической сущности является способ изоляции зоны поглощения в строящейся скважине, включающий определение интервала поглощения, объема тампонажной смеси, сборку устройства для изоляции зоны поглощения, заправку тампонажной смесью, спуск устройства в скважину к зоне тампонирования, перекрытие ствола скважины над тампонируемым интервалом, вытеснение тампонажной смеси в зону поглощения (патент RU № 2085699, МПК E21B 27/02, опубл. 27.07.1997 г., Бюл. № 21). Устройство дополнительно снабжено поршнем, разделяющим внутренний объем контейнера на надпоршневую и рабочую полости, опорной трубой со сливными отверстиями на верхнем конце, соединенном с нижним концом контейнера, и установленный над контейнером струйный пульсатор, и дефлектор, выполненный в виде диска с отверстиями, размещенного в корпусе между питающим и приемным соплами. Обойма размещена в патрубке и снабжена в верхней части патрубком и уплотнением, поджатым пружиной, а отверстия в дефлекторе расположены эксцентрично относительно его оси с эксцентриситетом, равным эксцентриситету сопел. Устройство снабжено пакером, выполненным в виде набора упругих уплотнительных элементов и разделительных колец. Для разобщения вращающихся и неподвижных деталей между верхним переходником и корпусом установлен подшипник, пакер выполнен с возможностью исключения взаимного проворачивания его подвижных и неподвижных частей (например, за счет применения в его конструкции шпоночного или шлицевого соединения деталей), а на конце опорной трубы установлена буровая коронка, препятствующая вращению опорной трубы относительно забоя скважины. Перед заправкой устройства тампонажным материалом выбирают по длине колонковую трубу для контейнера с учетом требуемого для тампонирования объема смеси. Затем в соответствии с длиной выбранной колонковой трубы регулируют длину гибкой связи. После заправки рабочей полости контейнера тампонажным раствором соединяют пульсатор с контейнером, опускают устройство в скважину к зоне тампонирования, расположенной над естественным или искусственным забоем, и по достижении забоя нагружают осевым усилием с опорой трубы на забой. Под действием указанного усилия упругие элементы пакера сжимаются и перекрывают ствол скважины над тампонируемым интервалом, после чего приводят во вращение буровую колонну, на которой подвешено устройство, и включают буровой насос, соединенный с буровой колонной. Промывочная жидкость поступает по буровой колонне к подводящему каналу и из него к питающему соплу, на выходе которого формируется напорная струя. В процессе вращения дефлектора ось каждого из его отверстий периодически (при каждом обороте дефлектора) сходится и расходится с общей осью сопел, вызывая в нем импульсное повышение давления или импульсное падение давления в сопле. Вырабатываемое пульсатором пульсирующего давления передается в надпоршневую полость контейнера и через поршень воздействует на тампонажный раствор, находящийся в рабочей полости. Под воздействием пульсирующего давления со стороны тампонажного раствора пробка выбивается из нижнего отверстия контейнера, после чего поршень, на который действует пульсирующее давление со стороны надпоршневой полости, вытесняет тампонажный раствор из рабочей полости контейнера через сливные отверстия в тампонируемую зону скважины. Подачу рабочей жидкости прекращают, а тампонажное устройство поднимают на поверхность. При этом затвор и детали пакера возвращаются в исходное положение под действием упругих сил пружины затвора и уплотнительных элементов пакера.The closest in technical essence is a method for isolating a lost circulation zone in a well under construction, including determining the absorption interval, the volume of the plugging mixture, assembling a device for isolating the lost circulation zone, filling with plugging mixture, lowering the device into the well to the plugging zone, closing the wellbore over the plugging interval, displacement grouting mixture into the absorption zone (patent RU No. 2085699, IPC E21B 27/02, publ. 27.07.1997, bull. No. 21). The device is additionally equipped with a piston dividing the internal volume of the container into the above-piston and working cavities, a support pipe with drain holes at the upper end connected to the lower end of the container, and a jet pulsator installed above the container, and a deflector made in the form of a disc with holes located in the housing between the feeding and receiving nozzles. The cage is located in the branch pipe and is equipped in the upper part with a branch pipe and a seal pressed by a spring, and the holes in the deflector are located eccentrically relative to its axis with an eccentricity equal to the eccentricity of the nozzles. The device is equipped with a packer made in the form of a set of elastic sealing elements and spacer rings. To separate the rotating and stationary parts, a bearing is installed between the upper adapter and the housing, the packer is designed to prevent mutual rotation of its movable and stationary parts (for example, due to the use of a keyed or spline connection of parts in its design), and a drill bit is installed at the end of the support pipe , which prevents the rotation of the support pipe relative to the well bottom. Before filling the device with plugging material, the core pipe for the container is selected along the length, taking into account the volume of the mixture required for plugging. Then, in accordance with the length of the selected core tube, the length of the flexible connection is adjusted. After filling the working cavity of the container with grouting solution, the pulsator is connected to the container, the device is lowered into the well to the plugging zone located above the natural or artificial bottom, and upon reaching the bottom, it is loaded with axial force with the pipe support on the bottom. Under the action of this force, the elastic elements of the packer are compressed and close the wellbore above the plugged interval, after which the drill string, on which the device is suspended, is rotated and a mud pump connected to the drill string is turned on. The flushing fluid flows through the drill string to the supply channel and from it to the supply nozzle, at the outlet of which a pressure jet is formed. During the rotation of the deflector, the axis of each of its holes periodically (with each revolution of the deflector) converges and diverges from the common axis of the nozzles, causing a pulse increase in pressure in it or a pulse drop in pressure in the nozzle. The pulsating pressure generated by the pulsator is transmitted to the above-piston cavity of the container and through the piston acts on the cement slurry in the working cavity. Under the influence of pulsating pressure from the side of the cement slurry, the plug is knocked out of the lower hole of the container, after which the piston, which is acted upon by the pulsating pressure from the side of the above-piston cavity, displaces the cement slurry from the working cavity of the container through the drain holes into the plugged area of the well. The supply of the working fluid is stopped, and the plugging device is raised to the surface. In this case, the gate and the packer parts return to their original position under the action of the elastic forces of the gate spring and the packer sealing elements.
Недостатками способа являются низкая надежность изоляции зоны поглощения, ввиду оставления в скважине после срочного подъема устройства незатвердевшей тампонажной смеси под воздействием скважинной жидкости и гидростатического давления. В результате этого, происходит размыв тампонажной смеси и ее поглощение в пласт, а также существует опасность прихвата устройства и колонны бурильных труб ввиду превышения давления под пакером и вероятности выхода тампонажной смеси в пространство выше пакера, а также сложность осуществления способа.The disadvantages of this method are the low reliability of isolation of the absorption zone, due to leaving in the well after urgent lifting of the device unhardened grouting mixture under the influence of the well fluid and hydrostatic pressure. As a result, the grouting mixture is washed out and absorbed into the formation, and there is also a risk of sticking the device and the drill string due to the excess pressure under the packer and the likelihood of the grouting mixture coming out into the space above the packer, as well as the complexity of the method.
Известно устройство для изоляции зоны поглощения, устанавливаемое в скважине совместно с пакером и включающее цилиндрический полый корпус с посадочным гнездом и подпружиненным хвостовиком, выполненным в виде патрубка, образующего с корпусом кольцевую полость, с поршнем в верхней её части, седлом с фрезерованными пазами и запорным элементом в виде шара (патент RU № 2067155, МПК E21B 33/13, опубл. 27.09.1996 г., Бюл. № 27). A device for isolating the absorption zone is known, installed in the well together with a packer and comprising a cylindrical hollow body with a seat and a spring-loaded liner, made in the form of a pipe forming an annular cavity with the body, with a piston in its upper part, a saddle with milled grooves and a locking element in the form of a ball (patent RU No. 2067155, IPC E21B 33/13, publ. 09/27/1996, bull. No. 27).
Известно устройство для изоляции зоны поглощения, включающее короткий хвостовик пакера, дополнительно оборудованный седлом с возможностью перекрытия трубного пространства путем установки пробки (патент RU № 55856, МПК E21B 33/12, опубл. 27.08.2006 г., Бюл. № 24). A device for isolating the absorption zone is known, including a short packer shank, additionally equipped with a saddle with the possibility of closing the pipe space by installing a plug (patent RU No. 55856, IPC E21B 33/12, publ. 27.08.2006, bull. No. 24).
Общим недостатком этих устройств является низкая надежность изоляции зоны поглощения, ввиду проблематичности полного и равномерного замещения бурового раствора тампонажным составом в интервале под пакером и большие затраты времени и средств на изоляционные работы.A common disadvantage of these devices is the low reliability of isolation of the lost circulation zone, due to the problematic nature of complete and uniform replacement of the drilling fluid with the grouting compound in the interval under the packer and the large expenditure of time and money for isolation work.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для изоляции зоны поглощения, включающее трубчатый корпус, заполненный тампонажной смесью, верхний патрубок, пакер, продавочную пробку и разрушаемый элемент. Устройство дополнительно содержит поршень, разделяющий внутренний объем контейнера на надпоршневую и рабочую полости, последняя из которых заполнена тампонажным раствором, опорную трубу со сливными отверстиями на верхнем конце, соединенном с нижним концом контейнера, и установленный над контейнером струйный пульсатор, содержащий корпус с осевым каналом и сливными окнами, верхний переходник с подводящим каналом, установленный с возможностью вращения относительно оси корпуса, нижний переходник, соединяющий корпус с контейнером, питающее и приемное сопла, размещенные в осевом канале корпуса эксцентрично относительно его оси и соосно друг с другом и гидравлически связанные соответственно с каналом и полостью, и дефлектор, выполненный в виде диска с отверстиями, размещенный в корпусе между питающим и приемным соплами (патент RU № 2085699, МПК E21B 27/02, опубл. 27.07.1997 г., Бюл. № 21). Устройство снабжено пакером, выполненным в виде набора упругих уплотнительных элементов и разделительных колец и буровой коронкой, препятствующей вращению опорной трубы относительно забоя скважины. Устройство снабжено сигнализатором окончания рабочего хода поршня с использованием регулируемой гибкой связи. The closest in technical essence is a device for isolating the absorption zone, including a tubular body filled with a grouting mixture, an upper branch pipe, a packer, a squeeze plug and a destructible element. The device additionally contains a piston dividing the internal volume of the container into above-piston and working cavities, the last of which is filled with grouting solution, a support pipe with drain holes at the upper end connected to the lower end of the container, and a jet pulsator installed above the container containing a housing with an axial channel and drain holes, an upper adapter with a supply channel mounted for rotation relative to the axis of the housing, a lower adapter connecting the housing with the container, supply and receiving nozzles located in the axial channel of the housing eccentrically relative to its axis and coaxial with each other and hydraulically connected, respectively, with the channel and a cavity, and a deflector made in the form of a disk with holes, located in the housing between the supply and receiving nozzles (patent RU No. 2085699, IPC E21B 27/02, publ. 07/27/1997, bull. No. 21). The device is equipped with a packer made in the form of a set of elastic sealing elements and spacer rings and a drill bit, which prevents the rotation of the support pipe relative to the borehole bottom. The device is equipped with an indicator of the end of the piston stroke using an adjustable flexible connection.
Недостатками этого устройства являются низкая надежность изоляции зоны поглощения, ввиду оставления в скважине после срочного подъема устройства незатвердевшей тампонажной смеси под воздействием скважинной жидкости и гидростатического давления. В результате этого, происходит размыв тампонажной смеси и ее поглощение в пласт, а также существует опасность прихвата устройства и колонны бурильных труб ввиду превышения давления под пакером и вероятности выхода тампонажной смеси в пространство выше пакера, а также сложность изготовления и применения устройства. The disadvantages of this device are the low reliability of isolation of the absorption zone, due to leaving in the well after urgent lifting of the device unhardened grouting mixture under the influence of the well fluid and hydrostatic pressure. As a result, the grouting mixture is washed out and absorbed into the formation, and there is also a risk of sticking the device and the drill pipe string due to the excess pressure under the packer and the likelihood of the grouting mixture coming out into the space above the packer, as well as the complexity of manufacturing and using the device.
Техническими задачами предлагаемого изобретения являются: The technical objectives of the proposed invention are:
1. Повышение успешности работ, сокращение затрат времени и средств при изоляции зоны поглощения в бурящейся скважине за счет использования самоуплотняющегося пакера, а также за счет использования при спуске в скважину устройства для изоляции зоны поглощения (УИЗП) электромагнитного разъединителя на геофизическом кабеле.1. Increasing the success of the work, reducing the time and money spent in isolating the absorption zone in a drilled well due to the use of a self-sealing packer, as well as due to the use of an electromagnetic disconnector on a geophysical cable when running into the well.
2. Немедленная предварительная автоматическая изоляция зоны поглощения сразу после спуска УИЗП за счет совместной работы самоуплотняющегося пакера и продавочной пробки. 2. Immediate preliminary automatic isolation of the absorption zone immediately after running the UIZP due to the joint work of the self-sealing packer and the squeeze plug.
3. Гарантированное предотвращение прорыва тампонажной смеси выше пакера при продавке за счет синхронной работы самоуплотняющегося пакера и продавочной пробки. 3. Guaranteed prevention of the grouting mixture breakthrough above the packer during squeezing due to the synchronous operation of the self-sealing packer and squeeze plug.
4. Предотвращение размыва закачиваемой тампонажной смеси буровым раствором, находящимся в скважине в интервале зоны поглощения, за счет закачивания тампонажной смеси снизу-вверх при последовательном вытеснении бурового раствора, начиная с забоя, а также за счет уменьшения до минимума объема бурового раствора в указанном интервале путем вытеснения его устройством, имеющим максимальный расчетный диаметр и перекрывающим большую часть объема скважины. 4. Preventing the erosion of the injected grout mixture by the drilling fluid located in the well in the interval of the thief zone by pumping the grouting mixture from the bottom up with successive displacement of the drilling fluid, starting from the bottomhole, and also by reducing the volume of the drilling fluid in the specified interval to a minimum by displacing it with a device having a maximum design diameter and covering most of the well volume.
5. Повышение качества изоляционных работ за счет синхронной работы самоуплотняющегося пакера и продавочной пробки и оставления тампонажной смеси после продавки в зону поглощения в полном динамическом покое и равновесии воздействующих на него давлений. 5. Improving the quality of isolation work due to the synchronous operation of the self-compacting packer and squeeze plug and leaving the grouting mixture after being pumped into the absorption zone in complete dynamic rest and equilibrium of the pressures acting on it.
6. Предотвращение опасности забуривания нового ствола за счет получения в зацементированном интервале скважины направляющего (пилотного) ствола и уменьшения объема разбуриваемого цемента после ОЗЦ за счет освобождения центрального канала устройства от цемента.6. Prevention of the danger of drilling a new borehole by obtaining a pilot (pilot) borehole in the cemented interval of the well and reducing the volume of cement to be drilled after the WPC by freeing the central channel of the device from cement.
7. Возможность проведения изоляции зоны поглощения без проведения предварительных изоляционных работ и при любой интенсивности поглощения.7. Possibility of isolation of the absorption zone without preliminary isolation work and at any absorption intensity.
Технические задачи решаются способом изоляции зоны поглощения в строящейся скважине, включающим определение интервала поглощения, объема тампонажной смеси, сборку устройства для изоляции зоны поглощения, заправку тампонажной смесью, спуск устройства в скважину к зоне тампонирования, перекрытие ствола скважины над тампонируемым интервалом, вытеснение тампонажной смеси в зону поглощения. Technical problems are solved by the method of isolation of the lost circulation zone in a well under construction, including determination of the absorption interval, the volume of the backfill mixture, assembly of the device for isolating the absorption zone, filling with the backfill mixture, lowering the device into the well to the backfill zone, closing the wellbore above the backfill interval, displacing the backfill mixture into absorption zone.
Новым является то, что на устье скважины собирают устройство для изоляции зоны поглощения снизу вверх, включающее направляющий башмак с промывочными отверстиями закрытыми пластмассовыми пробками конической формы и установленной на нем разрушаемой диафрагмой, трубчатый корпус с центраторами в виде разбуриваемой трубы, заливают в трубчатый корпус устройства тампонажную смесь, присоединяют верхний патрубок с установленным на нем самоуплотняющимся пакером и центратором, и продавочной пробкой, установленной в трубчатом корпусе, соединяют верхний патрубок с электромагнитным разъединителем и спускают устройство в скважину на геофизическом кабеле до забоя, контролируют скорость и глубину спуска, при этом перекрывают зону поглощения корпусом устройства, а самоуплотняющийся пакер размещают на уровне кровли зоны поглощения, перекрывая затрубное пространство скважины, отсоединяют устройство от электромагнитного разъединителя и извлекают электромагнитный разъединитель из скважины на геофизическом кабеле, собирают компоновку низа бурильной колонны и спускают её в скважину на бурильных трубах до уровня жидкости в скважине, буровым насосом заполняют промывочной жидкостью весь интервал скважины выше устройства для изоляции зоны поглощения, при этом самоуплотняющийся пакер и продавочная пробка внутри устройства работают синхронно и изолируют зону поглощения от остальной части скважины, поднимают компоновку низа бурильной колонны выше башмака кондуктора и закрывают превентор скважины, присоединяют цементировочный агрегат к манифольду насоса буровой установки и закачивают промывочную жидкость в скважину через бурильные трубы, разрушают диафрагму устройства, производят продавку тампонажной смеси из устройства в интервал зоны поглощения до получения давления «стоп», при этом задавливают тампонажную смесь в пласт, открывают превентор, оставляют скважину на технологическую выдержку на время ожидания затвердевания цемента, разбуривают затвердевший цемент вместе с устройством для изоляции зоны поглощения с использованием направляющего ствола, полученного внутри трубчатого корпуса устройства при продавке тампонажной смеси и продолжают углубление скважины в штатном режиме.The novelty is that a device is assembled at the wellhead to isolate the absorption zone from the bottom up, including a guide shoe with flushing holes closed with conical plastic plugs and a destructible diaphragm installed on it, a tubular body with centralizers in the form of a pipe to be drilled, poured into the tubular body of the backfill device mixture, connect the upper pipe with a self-sealing packer and centralizer installed on it, and a squeezing plug installed in the tubular body, connect the upper pipe with an electromagnetic disconnector and lower the device into the well on a geophysical cable to the bottom, control the speed and depth of descent, while blocking the zone absorption by the body of the device, and the self-sealing packer is placed at the level of the roof of the absorption zone, overlapping the annulus of the well, disconnect the device from the electromagnetic disconnector and remove the electromagnetic disconnector from the well at the geophysical Abele, assemble the bottom drill string assembly and lower it into the well on drill pipes to the liquid level in the well, fill the entire interval of the well above the device to isolate the absorption zone with a mud pump, while the self-sealing packer and the squeeze plug inside the device work synchronously and isolate the zone losses from the rest of the well, raise the bottom hole assembly above the casing shoe and close the wellbore preventer, attach the cementing unit to the drilling rig pump manifold and pump the drilling fluid into the well through the drill pipes, destroy the device diaphragm, push the grouting mixture from the device into the zone absorption until the pressure "stop" is obtained, while the grouting mixture is pressed into the formation, the preventer is opened, the well is left for technological holding while waiting for the cement to solidify, the hardened cement is drilled out together with a device for isolating the zone losses are determined using a pilot bore, obtained inside the tubular body of the device when squeezing the grouting mixture, and the well continues to deepen in the normal mode.
Технические задачи решаются устройством для изоляции зоны поглощения встроящейся скважине, включающим трубчатый корпус, заполненный тампонажной смесью, верхний патрубок, пакер, продавочную пробку и разрушаемый элемент.Technical problems are solved by a device for isolating the absorption zone of a built-in well, which includes a tubular body filled with grouting mixture, an upper branch pipe, a packer, a squeeze plug and a destructible element.
Новым является то, что нижняя часть трубчатого корпуса соединенапри помощи резьбового соединения с направляющим башмаком, выполненным с промывочными отверстиями закрытыми пластмассовыми пробками конической формы, и установленной на нем разрушаемой диафрагмой, в верхней части трубчатого корпуса размещена продавочная пробка, закрепленная на срезных крепежных элементах, и соединена с верхним патрубком при помощи резьбового соединения, верхний патрубок служит для посадки и фиксации центратора и самоуплотняющегося пакера, внутри верхней части патрубка выполнена расточка,сужающаяся сверху вниз с кольцевой проточкой, обеспечивающей возможность фиксации электромагнитного разъединителя, соединенного с геофизическим кабелем. The novelty is that the lower part of the tubular body is connected by means of a threaded connection with a guide shoe made with flushing holes closed with plastic conical plugs and a destructible diaphragm installed on it, in the upper part of the tubular body there is a displacement plug attached to the shear fasteners, and connected to the upper branch pipe by means of a threaded connection, the upper branch pipe serves to fit and fix the centralizer and the self-sealing packer; inside the upper part of the branch pipe, a bore is made, tapering from top to bottom with an annular groove, which provides the possibility of fixing the electromagnetic disconnector connected to the geophysical cable.
Также новым является то, что трубчатый корпус выполнен разбуриваемым и снабжен центраторами.Also new is that the tubular body is drillable and equipped with centralizers.
Способ осуществляют в следующей последовательности.The method is carried out in the following sequence.
Определяют интервал поглощения и необходимый объем тампонажной смеси.Determine the absorption interval and the required volume of the grouting mixture.
Далее собирают устройство для изоляции зоны поглощения (УИЗП) снизу вверх, включающее направляющий башмак с промывочными отверстиями закрытыми пластмассовыми пробками конической формы и установленной на нем разрушаемой диафрагмой, корпус с центраторами в виде разбуриваемой трубы. Next, a device for isolation of the absorption zone (UIZP) is assembled from the bottom up, including a guide shoe with flushing holes closed with conical plastic plugs and a destructible diaphragm installed on it, a body with centralizers in the form of a drillable pipe.
Затем заливают в трубчатый корпус устройства тампонажную смесь. Присоединяют верхний патрубок с установленным на нем самоуплотняющимся пакером и центратором, и продавочной пробкой, установленной в корпусе. Соединяют верхний патрубок с электромагнитным разъединителем и спускают собранное устройство в скважину на геофизическом кабеле до забоя, контролируют скорость и глубину спуска, при этом перекрывают зону поглощения корпусом устройства, а пакер размещают на уровне кровли зоны поглощения. Сразу после спуска УИЗП, зона поглощения оказывается изолированной между самоуплотняющимся пакером, который закрывает зону сверху, и продавочной пробкой, которая закрывает зону от воздействия снизу. Then the plugging mixture is poured into the tubular body of the device. Connect the upper branch pipe with a self-sealing packer and centralizer installed on it, and a displacement plug installed in the body. The upper branch pipe is connected to an electromagnetic disconnector and the assembled device is lowered into the well on a geophysical cable to the bottom, the speed and depth of the descent are controlled, while the absorption zone is closed by the device body, and the packer is placed at the level of the absorption zone roof. Immediately after running the UIZP, the absorption zone is isolated between a self-sealing packer, which closes the zone from above, and a squeeze plug, which closes the zone from impact from below.
Отсоединяют устройство от электромагнитного разъединителя и извлекают электромагнитный разъединитель из скважины на геофизическом кабеле. Собирают компоновку низа бурильной колонны для разбуривания устройства после ожидания затвердевания цемента и спускают её в скважину на бурильных трубах до уровня жидкости в скважине. Буровым насосом заполняют промывочной жидкостью весь интервал скважины выше устройства для изоляции зоны поглощения. При этом затрубное пространство скважины перекрывается самоуплотняющимся пакером,который с продавочной пробкой внутри устройства работают синхронно и изолируют зону поглощения от остальной части скважины. Поднимают компоновку низа бурильной колонны выше башмака кондуктора и закрывают превентор скважины. Далее присоединяют цементировочный агрегат к манифольду насоса буровой установки и закачивают промывочную жидкость в скважину через бурильные трубы, при этом давление в скважине выше самоуплотняющегося пакера и продавочной пробки будет подниматься. Разрушают диафрагму устройства, производят продавку тампонажной смеси из устройства в интервал зоны поглощения до получения давления «стоп», при этом задавливают тампонажную смесь в пласт. Открывают превентор, оставляют скважину на технологическую выдержку на время ожидания затвердевания цемента. Разбуривают затвердевший цемент вместе с устройством для изоляции зоны поглощения с использованием направляющего ствола, полученного внутри трубчатого корпуса устройства при продавке тампонажной смеси, и продолжают углубление скважины в штатном режиме.Disconnect the device from the electromagnetic disconnector and remove the electromagnetic disconnector from the well on a geophysical cable. The assembly of the bottom of the drill string is assembled to drill out the device after waiting for the cement to solidify, and it is lowered into the well on drill pipes to the liquid level in the well. A mud pump is used to fill the entire interval of the well above the device for isolating the absorption zone with flushing fluid. In this case, the annulus of the well is blocked by a self-sealing packer, which operates synchronously with a squeeze plug inside the device and isolates the absorption zone from the rest of the well. Raise the bottom hole assembly above the casing shoe and close the wellbore preventer. Then the cementing unit is connected to the pump manifold of the drilling rig and the drilling fluid is pumped into the well through the drill pipes, while the pressure in the well above the self-sealing packer and the squeeze plug will rise. The diaphragm of the device is destroyed, the backfill mixture is squeezed out of the device into the interval of the absorption zone until the “stop” pressure is obtained, while the backfill mixture is pressed into the formation. Open the preventer, leave the well for technological exposure while waiting for the cement to solidify. The hardened cement is drilled out together with the device for isolating the absorption zone using a pilot bore obtained inside the tubular body of the device when pumping the grouting mixture, and deepening of the well is continued in the normal mode.
На фиг. изображено устройство для осуществления изоляции зоны поглощения в строящейся скважине в продольном разрезе. FIG. depicts a device for isolating the absorption zone in a well under construction in a longitudinal section.
Устройство включает сборный разбуриваемый трубчатый корпус 1 с центраторами (на фиг. не показаны), заполненный расчетным количеством тампонажной смеси 2, направляющий башмак 3 с установленной на нем диафрагмой 4, разрушаемой при заданном гидравлическом давлении, верхний патрубок 5 с установленным на нем, например, самоуплотняющимся пакером 6 и центратором 7, служащим также для присоединения, например, электромагнитного разъединителя 8, спускаемого на геофизическом кабеле 9, а также продавочную пробку 10, установленную в трубчатом корпусе 1.The device includes a prefabricated drillable tubular body 1 with centralizers (not shown in the figure), filled with a calculated amount of
Устройство для изоляции зоны поглощения работает следующим образом. The device for isolating the absorption zone works as follows.
После вскрытия бурением зоны поглощения и тщательной промывки забоя, бурильный инструмент полностью извлекают из скважины. Устройство необходимой длины и диаметра собирают из разбуриваемых, например, стеклопластиковых труб и подвешивают на устье скважины. Также на устье скважины,при подготовке устройства к спуску, устанавливают пакер. В скважине пакер срабатывает автоматически. Заливают в трубчатый корпус 1 устройства расчетное количество тампонажной смеси 2, исходя из объема зоны поглощения: ее длины и объема погонного метра заколонного пространства, устанавливают в нем продавочную пробку 10, закрепленную на срезных элементах, и подсоединяют, например, электромагнитный разъединитель 8, подвешенный на геофизическом кабеле 9.After opening the absorption zone by drilling and thorough flushing of the bottom, the drilling tool is completely removed from the well. The device of the required length and diameter is assembled from drilled, for example, fiberglass pipes and suspended at the wellhead. Also, a packer is installed at the wellhead when preparing the device for running. In the well, the packer is automatically triggered. The calculated amount of the
Спускают устройство в скважину до забоя на геофизическом кабеле 9, контролируя скорость и глубину спуска, отсоединяют устройство, а геофизический кабель 9 с электромагнитным разъединителем 8 поднимают из скважины. Для предотвращения преждевременного разрушения диафрагмы 4 при гидроударе, промывочные отверстия башмака закрывают пластмассовыми пробками конической формы (на фиг. не показаны), легко выталкиваемыми в последующем внутренним давлением.The device is lowered into the well to the bottom on a
Устройство по длине должно перекрывать зону поглощения.Интервал перекрытия зоны поглощения зависит от ее характеристик и глубины залегания относительно забоя. Пакер 6 должен находиться в номинальном (близком к диаметру долота) участке в кровле зоны. Далее собирают компоновку низа бурильной колонны (КНБК) для разбуривания устройства после ожидания затвердевания цемента и спускают её в скважину на бурильных трубах до уровня жидкости в скважине, буровым насосом заполняют весь интервал скважины выше устройства промывочной жидкостью, использованной при бурении скважины до данного момента. При этом самоуплотняющийся пакер 6 автоматически перекрывает затрубное пространство скважины при уже закрытом продавочной пробкой 10 трубном пространстве. The length of the device should cover the absorption zone. The interval of the absorption zone overlap depends on its characteristics and the depth of occurrence relative to the bottomhole.
Чтобы сократить материальные и временные затраты на строительство скважин и увеличить их качество и надежность, требуется как можно быстрее изолировать встречающиеся при их углублении зоны поглощения. Необходимо закрыть «брешь» в скважине еще до начала закачки в нее изолирующих материалов и тампонажной смеси. Данная технология позволяет быстро и без больших затрат, закрыв зону поглощения одновременно в кровле и подошве, закачать в нее тампонажную смесь, сохранив ее качество, не «загоняя» ее в пласт бесконтрольно и, главное, создать в осложненной зоне наиболее благоприятные (максимально спокойные, равновесные) условия для твердения тампонажной смеси. При этом применяются два простых элемента оснастки: самоуплотняющийся пакер и продавочная пробка. Достичь желаемого позволяет их одновременная, параллельная работа. To reduce the material and time costs of well construction and increase their quality and reliability, it is required to isolate the absorption zones encountered during their deepening as soon as possible. It is necessary to close the "gap" in the well before the start of pumping insulating materials and grouting mixture into it. This technology makes it possible to quickly and inexpensively close the absorption zone at the same time in the top and bottom, inject the backfill mixture into it, preserving its quality, without "driving" it into the formation uncontrollably and, most importantly, to create in the complicated zone the most favorable (most quiet, equilibrium) conditions for hardening the grouting mixture. In this case, two simple tooling elements are used: a self-sealing packer and a displacement plug. Their simultaneous, parallel work allows you to achieve what you want.
При этом зона поглощения полностью изолируется от остальной части скважины. После появления промывочной жидкости на устье скважины, поднимают КНБК выше башмака кондуктора (для предотвращения прихвата бурильной колонны в открытом стволе) и закрывают превентор скважины (на фиг. не показаны). Присоединяют цементировочный агрегат к манифольду насоса буровой установки и плавно закачивают промывочную жидкость в скважину через бурильные трубы. При этом давление в скважине выше самоуплотняющегося пакера 6 и продавочной пробки 10 будет подниматься. После разрушения диафрагмы 4 устройства, производят продавку тампонажной смеси из устройства в интервал зоны поглощения при минимальном давлении и расходе жидкости до получения давления «стоп». При задавливании тампонажной смеси в пласт снизу, промывочная жидкость, находящаяся в затрубном пространстве устройства в остальном интервале зоны поглощения, будет уходить в пласт, освобождая место для тампонажной смеси. Ввиду того, что давление в скважине превышает пластовое, тампонажная смесь будет устремляться в направлении пласта, заполняя затрубное пространство устройства и трещины пласта. Излишек тампонажной смеси уйдет в пласт, не поднимаясь выше самоуплотняющегося пакера 6, т. к. выше самоуплотняющегося пакера 6 давление бурового раствора не уступает давлению ниже пакера, а за счет динамики движения жидкостей, быстрой фильтрации в пласт и поглощения излишков бурового и тампонажного раствора, давление выше самоуплотняющегося пакера 6 будет несколько выше. Кроме того, расчетное количество тампонажной смеси должно быть необходимым и достаточным для перекрытия интервала зоны поглощения, без больших излишек, так как объем тампонажной смеси, заполнившей затрубное пространство устройства, после ухода его излишков в пласт при закачке, далее не будет уменьшаться за счет поглощения в пласт ввиду быстрого выравнивания давлений в скважине и пласте. После завершения продавки тампонажной смеси из устройства в интервал зоны поглощения и быстрого выравнивания давлений, создаются благоприятные условия для спокойного, без внешних деструктивных воздействий твердения тампонажной смеси, что способствует надежной изоляции зоны поглощения бурового раствора. Далее открывают превентор и оставляют скважину на время ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ). Спускают бурильную компоновку, разбуривают затвердевший цемент вместе с устройством, с использованием направляющего ствола, полученного внутри трубчатого корпуса 1 устройства при продавке тампонажной смеси и продолжают углубление скважины в штатном режиме. Успешность проведенных работ по изоляции зоны поглощения определяют по уровню циркуляции бурового раствора и, при необходимости, путем гидродинамических исследований ствола скважины. В случае обнаружения повторного поглощения бурового раствора после разбуривания цементного моста вместе с устройством для изоляции зоны поглощения, вышеописанные изоляционные работы повторяют.In this case, the absorption zone is completely isolated from the rest of the well. After the appearance of the drilling fluid at the wellhead, the BHA is raised above the surface of the casing shoe (to prevent sticking of the drill string in the open hole) and the wellbore preventer is closed (not shown in the figure). Attach the cementing unit to the drilling rig pump manifold and smoothly pump the drilling fluid into the well through the drill pipes. In this case, the pressure in the well above the self-sealing
Предлагаемые способ и устройство позволяют повысить успешность изоляции зон поглощения в бурящейся скважине и сократить затраты времени и средств на проведение указанных работ. The proposed method and device make it possible to increase the success of isolation of absorption zones in a drilled well and reduce the time and money spent on carrying out these works.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123368A RU2736742C1 (en) | 2020-07-14 | 2020-07-14 | Method of isolating an absorption zone in a constructed well and a device for carrying out insulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123368A RU2736742C1 (en) | 2020-07-14 | 2020-07-14 | Method of isolating an absorption zone in a constructed well and a device for carrying out insulation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2736742C1 true RU2736742C1 (en) | 2020-11-19 |
Family
ID=73460894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020123368A RU2736742C1 (en) | 2020-07-14 | 2020-07-14 | Method of isolating an absorption zone in a constructed well and a device for carrying out insulation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2736742C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2768569C1 (en) * | 2021-09-07 | 2022-03-24 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for isolating loss zones when drilling wells |
| US11905790B2 (en) | 2020-02-24 | 2024-02-20 | Schlumberger Technology Corporation | Safety valve with electrical actuators |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1954608A (en) * | 1933-04-04 | 1934-04-10 | Union Oil Co | Dump bailer for cementing wells |
| SU817212A1 (en) * | 1979-06-25 | 1981-03-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красно-Го Знамени Научно-Исследовательскийинститут Буровой Техники | Device for interval-wise isolation of absorption zone |
| SU962585A1 (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Apparatus for isolating absorption zones |
| RU2085699C1 (en) * | 1991-01-02 | 1997-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений | Plugging device |
| RU2182644C2 (en) * | 1999-11-19 | 2002-05-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Process of separation of pools in well and gear for its realization |
| RU59119U1 (en) * | 2006-06-05 | 2006-12-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | DEVICE FOR DELIVERY OF A GRINDING MIXTURE TO A WELL |
| RU2595122C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for cementing shank in well and device therefor |
-
2020
- 2020-07-14 RU RU2020123368A patent/RU2736742C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1954608A (en) * | 1933-04-04 | 1934-04-10 | Union Oil Co | Dump bailer for cementing wells |
| SU817212A1 (en) * | 1979-06-25 | 1981-03-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красно-Го Знамени Научно-Исследовательскийинститут Буровой Техники | Device for interval-wise isolation of absorption zone |
| SU962585A1 (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Apparatus for isolating absorption zones |
| RU2085699C1 (en) * | 1991-01-02 | 1997-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений | Plugging device |
| RU2182644C2 (en) * | 1999-11-19 | 2002-05-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Process of separation of pools in well and gear for its realization |
| RU59119U1 (en) * | 2006-06-05 | 2006-12-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | DEVICE FOR DELIVERY OF A GRINDING MIXTURE TO A WELL |
| RU2595122C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for cementing shank in well and device therefor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11905790B2 (en) | 2020-02-24 | 2024-02-20 | Schlumberger Technology Corporation | Safety valve with electrical actuators |
| RU2768569C1 (en) * | 2021-09-07 | 2022-03-24 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for isolating loss zones when drilling wells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10738567B2 (en) | Through tubing P and A with two-material plugs | |
| AU2003220664B2 (en) | A one trip drilling and casing cementing method | |
| CA2579072C (en) | Method and apparatus for cementing production tubing in a multilateral borehole | |
| RU2736742C1 (en) | Method of isolating an absorption zone in a constructed well and a device for carrying out insulation | |
| RU2745147C1 (en) | Method of securing a hidden casing string of a borehole with rotation and cementing of the zone above the productive formation | |
| RU2534118C1 (en) | Water influx interval shutoff device in open hole of horizontally-branched well | |
| RU2615188C1 (en) | Well stage cementing method | |
| RU2741882C1 (en) | Method for multi-stage cuff cementing of wells | |
| RU2167273C1 (en) | Method of casing liner installation in well | |
| RU2626108C2 (en) | Method of well casing by tail pipe with bottomhole screen | |
| RU2086752C1 (en) | Method for back-cementation of casing string in well | |
| RU2321726C1 (en) | Casing pipe cementing collar | |
| RU2279522C2 (en) | Multibranch well construction method | |
| RU2009311C1 (en) | Method for plugging-up wells | |
| RU2196880C1 (en) | Method of well two-stage cementing | |
| CA3186495A1 (en) | Wellbore staged operation method and rubber plug for said method | |
| RU2498047C1 (en) | Method for making-up grouting compound in well | |
| RU62651U1 (en) | DEVICE FOR INSTALLATION AND SEALING OF A HOLE OF A CASING HOLE IN A WELL | |
| CN205840841U (en) | A kind of single-direction balls valve type cement stripper tube piecing devices | |
| SU1659626A1 (en) | Method of well completion | |
| RU2562306C1 (en) | Method of isolation of thief zone during well drilling | |
| RU2766980C1 (en) | Device for suspension and cementing of liner in well with preliminary disconnection from transport string | |
| RU2144136C1 (en) | Process of isolation of water inflows in operational wells | |
| RU2541985C1 (en) | Cementing method for horizontal shaft of well | |
| RU2132929C1 (en) | Method of cementing wells |