SU1317092A1 - Method of eliminating gas manifestations in well - Google Patents

Method of eliminating gas manifestations in well Download PDF

Info

Publication number
SU1317092A1
SU1317092A1 SU864006322A SU4006322A SU1317092A1 SU 1317092 A1 SU1317092 A1 SU 1317092A1 SU 864006322 A SU864006322 A SU 864006322A SU 4006322 A SU4006322 A SU 4006322A SU 1317092 A1 SU1317092 A1 SU 1317092A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gas
well
drilling
pressure
drilling fluid
Prior art date
Application number
SU864006322A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Федорович Ситников
Юрий Дмитриевич Комнатный
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority to SU864006322A priority Critical patent/SU1317092A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1317092A1 publication Critical patent/SU1317092A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к бурению глубоких скважин и позвол ет снизить давление на ствол скважины 1 и противовыбросовое оборудование, уменьшить врем  на ликвидацию газопро влени  и повысить безопасность проведени  работ. При обнаружении газопро влени  газ вымывают обратной промывкой скважины 1 путем подачи бурового раствора (БР) в заколонное пространство. На глубине концентрации газопро влени  БР перепускаетс  в трубное пространство. Далее поток БР раздел етс  на два направлени . Газ захватываетс  БР и диспергируетс  Б нем в бурильных трубах 4, т. е. газ вымываетс  в виде слабогазированного БР. Степень диспергировани  газа и скорость вымыва газированного БР из скважины 1 регулируют изменением подачи БР в за- трубное пространство. Величину потери напора в промывочном отверстии бурильного инструмента плавно измен ют. Величину перепада давлени  можно регулировать изменением сечени  промывочного отверсти . 1 ил. I (Л 14- 3 S г со о ;о toThe invention relates to the drilling of deep wells and reduces the pressure on the wellbore 1 and the blowout equipment, reduces the time required for the elimination of gas transmission and increases the safety of work. When gas is detected, the gas is washed away by backwashing well 1 by supplying drilling mud (BR) into the annulus. At a depth of gas concentration, the BR is bypassed into the tube space. Further, the BR flow is divided into two directions. The gas is captured by the BD and dispersed in it in the drill pipe 4, i.e. the gas is washed out in the form of a slightly carbonated BD. The degree of gas dispersion and the rate of efflux of carbonated BR from well 1 are controlled by changing the supply of BR to the tube space. The amount of head loss in the flushing hole of the drilling tool is smoothly changed. The magnitude of the pressure differential can be adjusted by varying the cross section of the flush hole. 1 il. I (L 14- 3 S g with o; o to

Description

Изобретение относитс  к бурению глубоких скважин, в частности к ликвидации в них больших газопро вл(жий.The invention relates to the drilling of deep wells, in particular, to the elimination of large gas streams in them (LJ.

Целью изобретени   вл етс  снижение давлений на ствол скважины и противовыб- росовое оборудование, уменьшение времени на ликвидацию газопро влени  и повын1е- ние безонасности нроведени  работ.The aim of the invention is to reduce the pressure on the wellbore and the anti-blowout equipment, to reduce the time for the elimination of the gas supply and to increase the safety of work.

На чертеже представлена схема ликвидации в скважине газоп1)о влени .The drawing shows the scheme of elimination in the well gazop1) about the occurrence.

Скважина 1 имеет гласт, работаюидий газом 2, циркулирующим по кольцевому пространству 3, образованному скважиной 1 и бурильными трубами 4, в которых выполнено отверстие 5.Well 1 has a glast, working with gas 2 circulating in an annular space 3 formed by a well 1 and drill pipes 4 in which an opening 5 is made.

Сущность способа заключаетс  в следующем .The essence of the method is as follows.

При обнаружении газопро влени  газ вымывают обратной промывкой скважины путем подачи бурового раствора в заколон- ное пространство. На глубине концентрации газопро влени  ( давление в скважине приближено к предельно допустимому) буровой раствор перепускаетс  в трубное пространство с последующим разделением потока на два направлени . Степень диспергировани  газа и скорость вымыва газированного бурового раствора из скважины регулируют изменением подачи бурового раствора в затрубное пространство.When gas is detected, gas is washed away by backwashing the well by supplying drilling fluid to the annulus. At the depth of gas concentration (the pressure in the well is close to the maximum allowable), the drilling fluid is bypassed into the tube space with subsequent separation of the flow into two directions. The degree of gas dispersion and the rate of elution of carbonated drilling mud from a well are controlled by changing the flow of drilling fluid into the annulus.

При поступлении газа в бур щуюс  скважину он в начальный .момент вре.мени занимает нижнюю часть заколонного пространства . При обнаружени газопро влени  за- колонное пространство скважины герметизируют превентором, а бурильные трубы - - шаровым краном. Газ имеет малую плотность и поэтому па превенторе возникает избыточное давление. Если гидростатическое давление столба бурового раствора в буриль ных трубах уравновепжвает пластовое давление , то в них избыточного давлени  не возникает. Скважина в это врем  находитс  в равновесии с пластовым давлением. Если в этот момент в бурильном инструменте открыть промыЕючное отверстие, наход щеес  выше пачки газа, то давлени  па устье заколонного пространства и бурильных труб выравниваютс . Они будут равными по величине в заколонном пространстве скважины и в бурильных трубах на уровне промывочного отверсти . Но давлени  на забой скважины столба бурового раствора в бурильных трубах и смеси газа с буровым раствором в заколоипом пространстве скважины оказываютс  разными по величине (к бурильн1 1 ; трубах давление на забой больше). Циркул ци  в скважине ниже промывочного отверсти  прекращаетс , и буровой раствор циркулирует в скважине только выше промывочного отверсти . При yMeHbHjennn потери напора в промывочном отверстии возникаетWhen a gas enters a drilling well, it occupies the lower part of the annulus at the initial time. When gas is detected, the well space of the well is sealed with a preventer, and the drill pipes are sealed with a ball valve. The gas has a low density and therefore an overpressure occurs in the preventer. If the hydrostatic pressure of the mud column in the drill pipe balances the reservoir pressure, there is no overpressure in them. The well is at this time in equilibrium with the reservoir pressure. If at this moment in the drilling tool to open the drain opening above the gas stack, then the pressures at the mouth of the annulus and the drill pipes are equalized. They will be equal in size in the annular space of the well and in the drill pipe at the level of the flushing hole. But the downhole pressures of the drilling mud column in the drill pipe and the gas mixture with the drilling fluid in the wellbore space of the well are different in size (drill down1; the downhole pressure is greater). Circulation in the well below the wash hole is stopped, and the drilling fluid circulates in the well just above the wash hole. When yMeHbHjennn pressure loss in the flushing hole occurs

5five

циркул ци  бурового раствора и газа ниже промывочного отверсти  со скоростью, определ емой разностью величин перепадов давлени  на забой скважины и в промывочном отверстии и гидравлическими сопротивлени ми в системе циркул ции. Газ, подход  к промывочному отверстию, захватываетс  буровым раствором и диспергируетс  в нем в бурильных трубах, т. е. газ вымываетс  на поверхность в виде слабогазированного бурового раствора. Перепад давлени  между заколонным пространством и бурильными трубами может регулироватьс  в широких пределах изменением скорости прокачки бурового раствора через про5 мывочное отверстие, так как потер  напора здесь определ етс  квадратом его скоростиcirculating mud and gas below the flushing orifice at a rate determined by the difference in the magnitudes of the pressure drop at the bottom of the borehole and in the flushing hole and hydraulic resistances in the circulation system. The gas, the approach to the flush hole, is captured by the drilling fluid and dispersed therein in the drill pipe, i.e. the gas is flushed to the surface as a slightly carbonated mud. The pressure drop between the annular space and the drill pipes can be adjusted over a wide range by varying the rate of flow of the drilling fluid through the flushing hole, since the pressure loss here is determined by the square of its velocity.

. 4. four

где h - потер  напора, м;where h is the loss of pressure, m;

0 k-коэффициент местных гидравлических сопротивлений;0 k-coefficient of local hydraulic resistance;

V - скорость прокачки бурового раствора через промывочное отверстие, м/с; g-ускорение свободного падени , м/с. По мере вымыва газа из заколонного пространства перепад давлени  между давлени ми на забой столба бурового раствора в бурильных трубах и смеси газа с буровым раствором в заколонном пространстве уменьшаетс . Поэтому дл  поддержани  заданQ ной степени диспергировани  газа перепад давлени  в промывочном отверстии необходимо постепенно уменьн ать изменением скорости его прокачки или увеличением сечени  про.мывочного отверсти .V is the rate of flow of drilling fluid through the flushing hole, m / s; g-acceleration of free fall, m / s. As the gas is flushed out from the annular space, the pressure differential between the downhole pressure of the mud column in the drill pipe and the mixture of gas and mud in the annulus space decreases. Therefore, in order to maintain a given degree of gas dispersion, the pressure drop in the flushing hole must be gradually reduced by changing its flow rate or by increasing the cross-section of the washing hole.

При открытии промывочного отверсти  вWhen opening the flushing hole in

5 скважине возникает циркул ци  б рово1 о раствора и газа, продолжающа с  до тех пор, пока давлени  на забой смеси газа с буровым раствором в бурильных трубах и в заколонном пространстве скважины неIn the borehole, the drilling and drilling fluid is circulating until the pressure for the bottom of the gas / mud mixture in the drill pipes and in the annulus of the well

д вь равн ютс  и не установ тс  равными пластовому давлению. При создании в момент открыти  промывочного отверсти  в скважине обратной циркул ции бурового раствора через промывочное отверстие в нем будет происходить потер  напора буровогоequal to and not equal to the reservoir pressure. When creating a reverse circulation of drilling mud in the well at the moment of opening the wash hole in the well, a pressure loss will occur in the hole in it.

5 раствора, т. е. давление в заколонном пространстве скважины окажетс  болыпим по величине, чем в бурильных трубах. Величину перепада давлени  можно регулировать изменением сечени  нромывочного отверсти  подачи бурового раствора в скважину (при посто нпой подаче буровых насосов) или давлени  буровых насосов и установить равной по величине, но обратной по знаку разнице давлений на забой скважины столба бурового раствора в бурильных трубах5 of the solution, i.e. the pressure in the annulus of the well will be greater in magnitude than in the drill pipe. The value of the pressure differential can be adjusted by changing the cross section of the drilling mud supply hole into the well (with constant supply of drilling pumps) or the pressure of the mud pumps and set equal in magnitude but inverse to the sign of the pressure difference at the bottom hole of the drilling mud column in the drill pipe

5 и смеси с буровым раствором в заколонном пространстве. Степень диспергировани  газа в буровом растворе таки.м путем .можно установить в широком диапазоне (например.5 and the mixture with the mud in the annular space. The degree of gas dispersion in a drilling fluid can also be set in a wide range (e.g.

от 0,02 до 0,1). При степени диспергировани  газа 0,05 (п ть объемов газа диспергировано в 100 объемах бурового раствора) забойное давление в бурильных трубах в скважине глубиной 4000-5000 м уменьшитс  всего лишь на 0,08-0,1 МПа, т. е. практически не изменитс ,За счет гидравлических сопротивлений в бурильных трубах и линии дросселировани  забойное давление в трубах оказываетс  большим по величине пластового давлени . Величина забойного давлени  в определенных пределах регулируетс  дросселем. При описанной технологии вымыва газа из скважины в ней и в наземном противовыбросо- вом оборудовании не возникает больших избыточных давлений.from 0.02 to 0.1). When the degree of gas dispersion is 0.05 (five volumes of gas are dispersed in 100 volumes of drilling mud), the bottomhole pressure in drill pipes in a well with a depth of 4000-5000 m will decrease by only 0.08-0.1 MPa, i.e. almost will change. Due to the hydraulic resistances in the drill pipe and the throttling line, the bottomhole pressure in the pipes is large in terms of formation pressure. The value of the bottomhole pressure within certain limits is regulated by the throttle. With the described technology of gas flushing out from the well in it and in the ground blowout equipment, there are no large excess pressures.

Вымыв газа из скважины осушествл ет- с  следующим образом.Gas washout from the well is as follows.

В бурильном инструменте на заданной высоте от долота устанавливают поворотную муфту, котора  в нормальном положении закрывает промывочные отверсти .In a drilling tool, at a predetermined height from the bit, a rotary coupling is installed, which in the normal position closes the flushing holes.

Высота расположени  промывочных отверстий над забоем скважины выбираетс  с учетом конструкции скважины, ее глубины , геологических особенностей конкретного района и возможного объема поступлени  в скважину газа с таким расчетом, чтобы при достижении гаЗовой пачкой промывочных отверстий в скважине не возникало больших избыточных давлений, опасных дл  обсадной колонны, превентора или способных произвести гидравлический разри в пластовых пород под башмаком обсадной колонны .The height of the flushing holes above the bottom of the well is selected taking into account the well design, its depth, the geological features of the particular area and the possible amount of gas entering the well in such a way that when reaching the gas bundle of flushing holes in the well there are no excessive overpressures dangerous for the casing , preventer or capable of producing hydraulic fracturing in formations under the casing shoe.

Плоодадь сечени  промывочных отверстий выбираетс  из расчета, чтобы потер  напора бурового раствора при прохождении через отверстие могла регулироватьс  в широких (например, от 10 МПа до нул ).The cross section of the flushing holes is chosen so that the pressure loss of the drilling fluid when passing through the hole can be adjusted in wide (for example, from 10 MPa to zero).

При обнаружении газонефтеводопро в- лени  в скважине в процессе бурени  его немедленно останавливают, промывку скважины прекраш.ают и заколонное пространство герметизируют превентором, а бурильные трубы - шаровым краном. По изменению объема бурового раствора в приемных емкост х и избыточному давлению на пре- венторе определ ют объем поступившего в скважину пластового флюида и его вид (газ, нефть, вода). Ес.ти в скважину поступил газ в объеме, превышающем предельно допустимый объем, то его вымыв из скважины производ т по предлагаемому способу. Дл  этого к ведущей бурильной трубе присоедин ют линию дросселировани , а к линии глушени  - буровые насосы. Бурильный инструмент разгружают на забой и е.го обратным поворотом открывают промывочные отверсти . В этот момент открывают шаровой кран и в затрубное пространствоWhen gas and oil is detected in the well during drilling, it is immediately stopped, the well is stopped and the annulus is sealed with a preventer, and the drill pipes with a ball valve. The volume of formation fluid entering the well and its type (gas, oil, water) are determined by the change in the volume of drilling mud in the receiving tanks and the overpressure on the pre-fan. If gas entered the well in a volume exceeding the maximum allowable volume, it was eluted from the well according to the proposed method. For this, a throttling line is attached to the driving drill pipe, and mud pumps are connected to the jamming line. The boring tool is unloaded to the bottom and with its reverse rotation open the flushing holes. At this point, open the ball valve and into the annulus

закачивают через линию глушени  буровой раствор с такой подачей, чтобы перепал давлени  в промывочных отверсти х был равен по величине избыточному давлениюpumping the drilling fluid through the plugging line at a rate such that the pressure drop in the flushing holes is equal to the excess pressure

на превенторе в закрытой скважине.on preventer in a closed well.

При открытии парового крана устьевые давлени  в бурильных трубах и заколов- ном пространстве скважины уменьп1аютс  вплоть до атмосферного (при открытомWhen the steam valve is opened, the wellhead pressures in the drill pipes and the pinhole space of the well are reduced up to atmospheric (with open

Q дросселе) и за счет энергии сжатого газа буровой раствор в бурильных трубах и за- колонном пространстве приходит в движение , т. е. структура его разрушаетс . В этих услови х дл  восстановлени  циркул ции в скважине бурового раствора достаточноQ choke) and due to the energy of compressed gas, the drilling fluid in the drill pipe and behind-the-hole space is set in motion, i.e., its structure is destroyed. Under these conditions, to restore circulation in the well bore mud

5 давлени  буровых насосов 5,0-10 МПа. Степень диспергировани  газа может быть установлена малой. Например, при скорости циркул ции ниже промывочного отверсти  10 см/с и скорости циркул ции бурового5 pressure mud pumps 5.0-10 MPa. The degree of gas dispersion can be set to small. For example, when the circulation rate is below the wash hole 10 cm / s and the circulation rate of the drill

0 раствора, по кольцевому пространству скважины около 400 см/с (два насоса УНБ-1250 подают в скважину около 100 л/с при давлении 21 МПа или два насоса У8-7.МА2 но- дают в скважину около 100 л/с при давлении 14,2 МПа) в 100 объемах бурового раствора0 solution, in the annular space of the well about 400 cm / s (two pumps of the UNB-1250 feed about 100 l / s into the well at a pressure of 21 MPa or two U8-7.MA2 pumps but into the well about 100 l / s at a pressure of 14.2 MPa) in 100 volumes of drilling mud

будет диспергировано около 2,5 равных объемов газа (степень диспергировани  0,025). По мере вымыва газа из кольцевого пространства дл  поддержани  посто нной степени диспергировани  газа в буровомAbout 2.5 equal volumes of gas will be dispersed (dispersion degree 0.025). As gas is washed out of the annulus to maintain a constant degree of gas dispersion in the drilling

0 растворе величину потери напора в промывочном отверстии плавно уменьшают. Это осуществл ют из.менением подачи бурового раствора в скважину, поддержива  таким путем процентное содержание газа в растворе посто нным. Закачиваемый в скважинуIn solution, the value of the pressure loss in the flushing hole is gradually reduced. This is done by changing the flow of drilling fluid into the well, thus maintaining the percentage of gas in the solution constant. Injected into the well

5 буровой раствор ут жел ют так, чтобы забойное давление в скважине при остановке в ней циркул ции бурового раствора превы- щало давление газа в пласте.5, the drilling fluid is relaxed so that the bottomhole pressure in the borehole, when the circulation of the drilling fluid stops, exceeds the pressure of the gas in the formation.

После nOvTHoro вымыва газа из скважины циркул цию бурового раствора прекращают и скважину герметизируют. Если на устье скважины возникают избыточные давлени , то по их величине рассчитывают необходимую плотность раствора и замещают им раствор в скважине. При отсут5 ствии давлени  скважину разгерметизируют , промывочные отверсти  закрывают и продолжают бурение скважины.After nOvTHoro gas flushing out of the well, the circulation of the drilling mud is stopped and the well is sealed. If overpressure occurs at the wellhead, then the required density of the solution is calculated by their value and the solution in the well is replaced with it. In the absence of pressure, the well is depressurized, the flushing holes are closed and drilling continues.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ ликвидации в скважине газонро-  влени  путем вымыва газа буровым раствором с диспергированием газа в буровом растворе и поддержанием забойног о давлени  выше пластового, отличающийс  тем, A method of eliminating gasification in a well by washing out gas with a drilling fluid, dispersing the gas in the drilling fluid and maintaining a bottomhole pressure above the reservoir, characterized in 5 что, с целью снижени  давлений на ствол скважины и противовыбросовое оборудование , уменьшени  времени на ликвидацию газопро влени  и повышени  безопасности5 that, in order to reduce the pressure on the wellbore and the blowout preventer, to reduce the time for the elimination of gas supply and to increase safety 00 1317092 561317092 56 проведени  работ, газ вымывают обратнойраствора на два направлени , причем степромывкой скважины путем подачи бурово-пень диспергировани  газа и скорость выго раствора в заколониое пространство имыва газированного бурового раствора изworks, the gas is washed out of the reverse solution in two directions, with the step-by-step washing the well by supplying the drilling-stump of gas dispersion and the velocity of the solution into the collar space of the wash of the carbonated drilling mud from перепуска его в трубное пространство наскважины регулируют изменением подачиbypassing it into the tubular space, the holes are regulated by changing the flow глубину концентрации газопро влени , сбурового раствора в затрубное пространпоследующим разделением потока буровогоство.the depth of concentration of gas injection, the drilling fluid into the annular space with the subsequent separation of the drilling mud flow.
SU864006322A 1986-01-03 1986-01-03 Method of eliminating gas manifestations in well SU1317092A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864006322A SU1317092A1 (en) 1986-01-03 1986-01-03 Method of eliminating gas manifestations in well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864006322A SU1317092A1 (en) 1986-01-03 1986-01-03 Method of eliminating gas manifestations in well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1317092A1 true SU1317092A1 (en) 1987-06-15

Family

ID=21215922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864006322A SU1317092A1 (en) 1986-01-03 1986-01-03 Method of eliminating gas manifestations in well

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1317092A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Терентьев Ю. Г. и др. Ротапринт, Краснодар: ВНИИКРнефть, 1979, с. 84. Бургуайн А. Т. Ликвидаци значительных газопро влений на больших глубинах. - Нефть, газ и нефтехими за рубежом, N.: Недра, 1984, № 12, с. 17-21. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2946565A (en) Combination drilling and testing process
CN101070755B (en) Pressure-control well-drilling device based two gradients
US6230824B1 (en) Rotating subsea diverter
US6325159B1 (en) Offshore drilling system
US3372761A (en) Maximum allowable back pressure controller for a drilled hole
CA1191780A (en) Flow diverter
US6571873B2 (en) Method for controlling bottom-hole pressure during dual-gradient drilling
US3419092A (en) Well drilling method
US4821801A (en) Producing asphaltic crude oil
CN201059187Y (en) Pressure-control drilling device based on double gradient
CA2286872A1 (en) Hydraulically operated pressure relief valve
EP1070195A1 (en) A valve, a float shoe and a float collar for use in the construction of oil and gas wells
US3338322A (en) Earth boring drill
EP0227193A2 (en) Method of drilling a borehole
US2959225A (en) Pressure-proportioning device
US5975129A (en) Hydraulically operated pressure relief valve
US4588035A (en) Down hole blow out preventer and method of use
CN113250617A (en) Multi-gradient pressure control drilling system
US4279307A (en) Natural gas production from geopressured aquifers
US4394880A (en) Method of preventing drill string overflow
US2425193A (en) Well control system
SU1317092A1 (en) Method of eliminating gas manifestations in well
US3765487A (en) Apparatus and method for releasing differentially stuck pipe
US4351400A (en) Method of preventing drill string overflow
US2112254A (en) Hydraulic counterbalance for drill pipes