RU2819860C1 - Способ гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин - Google Patents
Способ гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819860C1 RU2819860C1 RU2023123434A RU2023123434A RU2819860C1 RU 2819860 C1 RU2819860 C1 RU 2819860C1 RU 2023123434 A RU2023123434 A RU 2023123434A RU 2023123434 A RU2023123434 A RU 2023123434A RU 2819860 C1 RU2819860 C1 RU 2819860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- annular space
- waterproofing
- cryolithozone
- gel composition
- Prior art date
Links
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин, сооружаемых в условиях развитой криолитозоны. Техническим результатом является повышение надежности конструкции скважины, исключение образования ледяных пробок в заколонном пространстве, сокращение трудоемкости и сроков производства работ по сооружению скважин и устройства гидроизоляции, исключение возможности повреждения эксплуатационной полимерной колонны бурильными трубами. Способ включает заливку жидкотекучей гелевой композиции в заколонное пространство скважины. В скважине размещается эксплуатационная колонна. Колонна оснащена на устье кондуктором, на нижнем конце - фильтром с отстойником. После фильтра с отстойником следует гравийная обсыпка, поверх которой в заколонном пространстве до нижней границы криолитозоны устроен слой из цементного раствора. После чего заливается в разогретом виде жидкотекучая композиция, заполняющая все заколонное пространство скважины в криолитозоне вплоть до дневной поверхности. Жидкотекучая гелевая композиция состоит из поливинилового спирта 2,0-10,0%, борной кислоты 0,2-1,0%, древесных опилок, бурового шлама, 5,0-30,0%, вода – остальное. Жидкотекучая гелевая композиция в результате охлаждения в скважине преобразуется в вязкоупругий, гидроизолирующий и укрепляющий материал. 1 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче металлов методом подземного выщелачивания через эксплуатационные колонны в скважинах, сооруженных в условиях развитой криолитозоны, оборудованных полимерными обсадными колоннами.
Известен способ гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин, оборудованных полимерными эксплуатационными колоннами, заключающийся в использовании глиняно-известкового раствора в интервале от верхней границы гравийной обсыпки фильтра до статического уровня продуктивного водоносного горизонта и формировании цементного кольца на устье [1, стр. 116]. Подача глиняно-известкового раствора в заданный интервал заколонного пространства производится по бурильным трубам, спускаемым в зазор между стенками скважины и эксплуатационной колонной до нижней границы интервала размещения глиняно-известкового раствора. Подача тампонажной глины в заколонное пространство производится после извлечения бурильных труб на поверхность путем забрасывания туда влажных комков или шариков из глины. Недостатки известного способа гидроизоляции заключаются в необходимости спуска в заколонное пространство бурильных труб, что увеличивает риск нарушения целостности полимерной эксплуатационной колонны по резьбовым стыкам, сложности его реализации в условиях криолитозоны из-за намерзания тампонажной глины на стенках скважины, создании зон повышенной аварийности из-за их смятия при замерзании глин. Кроме того, фиксация обсадных труб на устье цементным кольцом не обеспечивает свободное линейное перемещение полимерной эксплуатационной колонны между гравийной обсыпкой фильтра и цементным кольцом на устье при изменении температур рабочих растворов в скважине, что может вызывать температурные деформации в колонне.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ, при котором, устройство гидроизоляции заколонного пространства скважин, оборудованных полимерными эксплуатационными колоннами, осуществляется путем цементации от верхней границы фильтра до нижней границы криолитозоны, а также цементации устья скважины [2, стр. 227]. Подача цементного раствора производится по бурильным трубам, спускаемым в зазор между стенками скважины и эксплуатационной колонной до нижней границы интервала цементирования. Цементирование устья скважины производится после извлечения бурильных труб на поверхность. Недостатки известного способа заключается в жестком защемлении верхнего конца обсадных колонн на устье, необходимости бурения ствола скважины увеличенного диаметра для размещения бурильных труб между обсадной колонной и стенками скважины, эксцентричном расположении обсадной колонны в стволе скважины при проведении цементирования, большому искривлению полимерных эксплуатационных колонн из-за большого кольцевого зазора между стенками скважин и эксплуатационными колоннами, что увеличивает риск нарушения целостности полимерной колонны по резьбовым стыкам. В результате происходит разрушение резьбовых соединений полимерных эксплуатационных колонн и нарушение их герметичности из-за невозможности их осевого перемещения в незакрепленном интервале криолитозоны, образуются перетоки рабочих растворов в незаполненное заколонное пространство в интервал криолитозоны, где происходит их замерзание, сопровождающееся образованием ледяных пробок и смятием эксплуатационных колонн. Кроме того, устройство цементного заполнения устья скважины требует установки дополнительных затрат по установке пакера, необходимость опускания и подъема бурильных труб в скважине приводит к увеличению длительности работ и их удорожанию.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении надежности конструкции и герметичности обсадных колонн, сокращении сроков и трудоемкости производства работ по гидроизоляции технологических скважин.
Решение данной задачи достигается за счет того, что в заколонное пространство скважины, пробуренной в условиях развитой криолитозоны, с размещенной в нем эксплуатационной колонной, оснащенной на устье кондуктором, на нижнем конце фильтром с отстойником, следующую за ним гравийную обсыпку, поверх которой в заколонном пространстве до нижней границы криолитозоны устроен слой из цементного раствора, заливается в разогретом виде жидкотекучая гелевая композиция, заполняющая все заколонное пространство скважины в криолитозоне вплоть до дневной поверхности, состоящая из поливинилового спирта 2,0-10,0%, борной кислоты 0,2-1,0%, древесных опилок, бурового шлама, грунта или другого мелкодисперсного материала 5,0-30,0%, вода - остальное, которая в результате охлаждения в скважине преобразуется в вязкоупругий, гидроизолирующий и укрепляющий материал.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышенная надежность конструкции скважины за счет обеспечения возможности осевых перемещений эксплуатационной колонны в интервале криолитозоны при закачке в нее теплых рабочих растворов, исключения образования ледяных пробок в заколонном пространстве, высокой степени гидроизоляции заколонного пространства, а так же сокращение трудоемкости и сроков производства работ по сооружению скважин и устройства гидроизоляции за счет исключения операций по опусканию и подъему бурильных труб в заколонное пространство, исключения возможности повреждения эксплуатационной полимерной колонны бурильными трубами.
Конструкция скважины, приведена на фиг. 1. Конструкция включает ствол скважины 1 с размещенным в его устье кондуктором 3, эксплуатационной колонной 2 с фильтром 4. Фильтр снабжен отстойником 5 и гравийной обсыпкой 6, далее размещен материал гидроизоляции 8 на основе цементного раствора, за которым сразу все заколонное пространство до дневной поверхности заполнено гидроизолирующей и укрепляющей гелевой композицией 9 на всю толщину 7.
Вязкоупругий материал, является водонепроницаемым, имеет низкое сцепление с полимерными материалами, предотвращает попадание поверхностных и талых вод в интервал криолитозоны, в силу упругих свойств обеспечивает осевое перемещение эксплуатационной колонны.
Подача гелевой композиции в заколонное пространство производится наливом через устье скважины в разогретом жидком виде. Формирование вязкоупругой структуры гелевой композиции происходит при ее охлаждении в заколонном пространстве скважины.
Например, при ремонте эксплуатационных колонн, изготовленных из полиэтилена низкого давления, толщиной стенки 40 мм, погруженных в технологические скважины на глубину до 220 м, в условиях криолитозоны мощностью до 88 м был применен заявляемый способ для ликвидации утечек технологического раствора через деформированные резьбовые соединения в колоннах. Жидкотекучая гелевая композиция, указанного в формуле изобретения состава, сливалась самотеком из емкости для приготовления композиции при помощи резинового шланга диаметром 50 мм через устье скважины в разогретом до температуры от 40 до 85°С виде, заполняя все заколонное пространство скважины в криолитозоне вплоть до дневной поверхности. Объем композиции, израсходованной на одну скважину, составлял в зависимости от глубины скважины и емкости заколонного пространства от 2,2 до 3,2 м3. По истечении суток наблюдалось превращение гелевой композиции в подобной резине гидроизолирующий и укрепляющий материал. Каротажные исследования показали полное устранение утечек в эксплуатационных колоннах после проведения работ по заявляемому в изобретении способу.
Литература:
1. Бурение и оборудование геотехнологических скважин. Сергиенко И.А. и др., М., Недра, 1984, 224 с.
2. Геотехнология урана (российский опыт): монография. Под ред. Солодова И.Н., Камнева Е.Н., - М: «КДУ», «Университетская книга», 2017. 57.
Claims (1)
- Способ гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин, сооружаемых в условиях развитой криолитозоны, оборудованных полимерными эксплуатационными колоннами, заключающийся в том, что в заколонное пространство скважины, пробуренной в условиях развитой криолитозоны, с размещенной в ней эксплуатационной колонной, оснащенной на устье кондуктором, на нижнем конце - фильтром с отстойником, следующей за ним гравийной обсыпкой, поверх которой в заколонном пространстве до нижней границы криолитозоны устроен слой из цементного раствора, заливается в разогретом виде жидкотекучая гелевая композиция, заполняющая все заколонное пространство скважины в криолитозоне вплоть до дневной поверхности, состоящая из поливинилового спирта 2,0-10,0%, борной кислоты 0,2-1,0%, древесных опилок, бурового шлама 5,0-30,0%, вода - остальное, которая в результате охлаждения в скважине преобразуется в вязкоупругий, гидроизолирующий и укрепляющий материал.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819860C1 true RU2819860C1 (ru) | 2024-05-28 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU977706A1 (ru) * | 1981-03-10 | 1982-11-30 | Кубанский государственный университет | Тампонажный состав дл временной изол ции высокопроницаемых зон в скважине |
| SU1137186A1 (ru) * | 1983-05-16 | 1985-01-30 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Способ изол ции водопритока в нефт ных скважинах |
| CA1303841C (en) * | 1988-05-31 | 1992-06-23 | Conoco Inc. | Reducing permeability of highly permeable zones in subterranean formations |
| RU2377389C1 (ru) * | 2008-04-23 | 2009-12-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Вязкоупругий состав для изоляции притока пластовых вод в скважинах (варианты) |
| RU2411278C1 (ru) * | 2009-09-21 | 2011-02-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Состав для ограничения водопритоков в скважину |
| US9518208B2 (en) * | 2014-09-10 | 2016-12-13 | Kuwait Institute For Scientific Research | Gelling agent for water shut-off in oil and gas wells |
| CN107188449A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-22 | 四川宏升石油技术开发有限责任公司 | 用于油井水泥的具有高强度的膨胀剂 |
| RU2746609C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2021-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Состав для увеличения нефтеотдачи пластов |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU977706A1 (ru) * | 1981-03-10 | 1982-11-30 | Кубанский государственный университет | Тампонажный состав дл временной изол ции высокопроницаемых зон в скважине |
| SU1137186A1 (ru) * | 1983-05-16 | 1985-01-30 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Способ изол ции водопритока в нефт ных скважинах |
| CA1303841C (en) * | 1988-05-31 | 1992-06-23 | Conoco Inc. | Reducing permeability of highly permeable zones in subterranean formations |
| RU2377389C1 (ru) * | 2008-04-23 | 2009-12-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Вязкоупругий состав для изоляции притока пластовых вод в скважинах (варианты) |
| RU2411278C1 (ru) * | 2009-09-21 | 2011-02-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Состав для ограничения водопритоков в скважину |
| US9518208B2 (en) * | 2014-09-10 | 2016-12-13 | Kuwait Institute For Scientific Research | Gelling agent for water shut-off in oil and gas wells |
| CN107188449A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-22 | 四川宏升石油技术开发有限责任公司 | 用于油井水泥的具有高强度的膨胀剂 |
| RU2746609C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2021-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Состав для увеличения нефтеотдачи пластов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105298463A (zh) | 天然气水合物大井眼多分支径向水平井完井方法 | |
| EA011139B1 (ru) | Выполняемое на месте отверждение флюидов на основе обращенных эмульсий с целью образования газонепроницаемого затрубного барьера | |
| CN103291326A (zh) | 一种大变形巷道围岩再造承载层控制技术 | |
| CN111255428B (zh) | 一种套管水平井井筒重建重复压裂方法 | |
| Yuan et al. | Technical difficulties in the cementing of horizontal shale gas wells in Weiyuan block and the countermeasures | |
| CN104711973A (zh) | 小直径桩复合地基施工方法 | |
| CN110748315A (zh) | 一种油水井套损治理方法 | |
| JP2022553449A (ja) | 採掘跡ゾーンにおける削孔の外部拡張パイプ工法 | |
| RU2819860C1 (ru) | Способ гидроизоляции заколонного пространства технологических скважин | |
| CN109209299A (zh) | 一种井眼周边饱和充填可胶结砂砾制造人工井壁的方法 | |
| CN111042820B (zh) | 一种竖井反井法先导孔过大面积流砂层的施工方法 | |
| CN110847159A (zh) | 一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺 | |
| RU2551585C1 (ru) | Способ герметизации противофильтрационного экрана под водоемом после отработки карьера | |
| RU2235858C2 (ru) | Способ предупреждения миграции газа по заколонному пространству нефтяных и газовых скважин, а также последующих межколонных газопроявлений и грифонов газа на их устье | |
| RU2268356C1 (ru) | Способ теплового воздействия на залежь высоковязкой нефти | |
| Li et al. | New Research of Borehole Wall Protection Technology in Ocean Scientific Drilling | |
| RU2323324C1 (ru) | Способ ремонта нагнетательной скважины | |
| CN205840841U (zh) | 一种单向球阀式水泥封井管接头装置 | |
| RU2813586C1 (ru) | Способ устранения заколонных перетоков и грифонов при цементировании направлений в условиях распространения многолетнемерзлых пород | |
| CN110939449A (zh) | 一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法 | |
| Yang et al. | Surface pre-grouting and freezing for shaft sinking in aquifer formations | |
| RU155018U1 (ru) | Устройство физической ликвидации скважин | |
| RU2662830C1 (ru) | Способ крепления скважины направлением в разрезе многолетнемерзлых пород с высокой льдистостью | |
| CN112780248B (zh) | 煤层气水平井及其施工方法 | |
| RU2562306C1 (ru) | Способ изоляции зоны поглощения при бурении скважины |