SU1521861A1

SU1521861A1 - Method of eliminating absorption in well-drilling

Info

Publication number: SU1521861A1
Application number: SU884410899A
Authority: SU
Inventors: Николай Игнатьевич Игнатьев; Лазарь Михайлович Мордисон; Федор Ефимович Житомирский
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1989-11-15

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности. Цель - сокращение затрат времени на ликвидацию поглощени и расширение области применени способа. На поверхности сжимают воздух и закачивают его в скважину через бурильные трубы и затрубное пространство, оттесн скважинную жидкость внутрь зоны поглощени . Замораживание зоны поглощени производ т до температуры (-10) - (-15)°С воздухом, сжатым до давлени , в 2-3 раза превышающего давление в поглощающей зоне, и охлажденным до температуры (-40) - (-55)°С. После замораживани зоны поглощени в скважине замен ют воздух на буровой раствор, поддержива при этом посто нное давление в скважине. 1 ил., 1 табл.The invention relates to the mining industry. The goal is to reduce the time spent on the elimination of the absorption and the expansion of the field of application of the method. On the surface, air is compressed and pumped into the well through the drill pipe and the annulus, pushing the well fluid into the absorption zone. The absorption zone is frozen to a temperature of (-10) - (-15) ° C with air compressed to a pressure 2-3 times higher than the pressure in the absorption zone and cooled to a temperature of (-40) - (-55) ° C . After freezing the absorption zone in the well, the air is replaced with a drilling fluid, while maintaining a constant pressure in the well. 1 ill., 1 tab.

Description

Изобретение относитс к горной промьшшенноСти, а точнее к нефтегазо- добьшающей, и может быть использовано при ликвидации поглощений бурового раствора в процессе сооружени скважин.The invention relates to the mining industry, and more specifically to the oil and gas industry, and can be used to eliminate drilling fluid absorption during the construction of wells.

Цель изобретени - сокращение затрат времени на ликвидацию поглощени и расширение области применени способа .The purpose of the invention is to reduce the time spent on the elimination of absorption and expand the scope of application of the method.

Сущность способа ликвидации поглощений при бурении скважин заключаетс в том, что на поверхности сжимают воздух и закачивают его в скважину через бурильные трубы и затрубное пространство, оттесн скважинную жидкость-внутрь зоны поглощени . Замораживание зоны поглощени производ тThe essence of the method of eliminating absorption during drilling is that air is compressed on the surface and it is pumped into the well through the drill pipe and the annulus, pushing the well fluid into the absorption zone. Freezing of the absorption zone produced

до температуры (-10) - (-15) С воз- .духом, сжатым до давлени , в 2-3 раза превышающего давление в поглощающей зоне, и охлажденным до температуры (-40) - (-55) С. После заморажи- -. вани зоны поглощени в скважине замен ют воздух на буровой раствор, поддержива при этом посто нное давление в скважине.to a temperature of (-10) - (-15) With air, compressed to a pressure 2-3 times higher than the pressure in the absorbing zone, and cooled to a temperature of (-40) - (-55) C. After freezing -. The absorption zone in the well replaces the air with the drilling fluid, while maintaining a constant pressure in the well.

На чертеже представлена схема устройства дл осуществлени способа. IThe drawing shows a diagram of an apparatus for carrying out the method. I

Устройство включает компрессор 1, водовоздушный теплообменник 2, кран 3, из которого воздух может подаватьс одновременно в бурильные трубы 4 и затрубное пространство 5, кран 6, турбодетандер 7, электрогенератор 8, кран 9 дл подачи жидкости в водовоздушный теплообм€;н |НИк 2.The device includes a compressor 1, a water-air heat exchanger 2, a valve 3, from which air can be supplied simultaneously to the drill pipe 4 and the annulus 5, valve 6, a turbo-expander 7, an electric generator 8, a valve 9 for supplying fluid to the air-heating heat exchanger; .

I Способ осуществл ют следующим |образом.I The method is carried out as follows.

I При возникновении поглощени I запускают компрессор I, и сжатый воздух из компрессора подают в водовоздушный теплообменник 2, из которого он через кран 3 подаетс в Оу- рильные трубы 4, которые приподнимаютс от забо на высоту около 1 м, так и в затрубное пространство. После того, как закачиваемый воздух полностью вытесн ет скважинную.жид- кость из ствола скважины внутрь зоны поглощени , кран 3 закрывают, и воздух, охлажденный в водовоздушном теплообменнике 2, направл ют через кран 6 в турбодетандер 7, где его адиабатно расшир ют до давлени , превышающего давление в зоне поглощени в 2-3 раза, и охлаждают в интервале температуры (-40) - (-55) С в зависимости от характеристики по- глощающей зоны и подают через бурильные трубы к забою скважины дл замораживани стенок скважины в интервале зоны поглощени . Отработанньтй холодный воздух выноситс на поверх- ность, Турбодетандер загружаетс электрогенератором 8 либо другим устройством.I When absorption occurs, I start compressor I, and the compressed air from the compressor is fed to the water-air heat exchanger 2, from which it is fed through valve 3 to the Ourial pipes 4, which rise from the bottom to a height of about 1 m, and into the annulus. After the injected air completely displaces the well. Liquid from the well bore into the absorption zone, valve 3 is closed and the air cooled in the water-air heat exchanger 2 is directed through valve 6 to the turbo-expander 7, where it is adiabatly expanded to pressure 2-3 times higher than the pressure in the absorption zone and cooled in the temperature range (-40) - (-55) C depending on the characteristics of the absorbing zone and fed through drill pipes to the bottom of the well to freeze the walls of the well in the interval of absorption. The exhausted cold air is carried to the surface, the Turbo expander is loaded with an electric generator 8 or another device.

Кран 6 на шунтовой линии турбоде- тандера 7 позвол ет регулировать рас ходы давлени сжатого воздуха в ши роких пределах.The valve 6 on the shunt line of the turbo-decoder 7 makes it possible to regulate the flow rates of the compressed air within wide limits.

Эффективность охлаждени воздуха ,в водовоздушном теплообменнике 2 регулируетс количеством охлаждающей воды, поступающей в него через кран 9, Таким образом обеспечиваетс возможность ликвидации поглощени раствора путем замораживани жидкост в зоне поглощени .. The cooling efficiency of the air in the water-air heat exchanger 2 is controlled by the amount of cooling water entering it through the valve 9. Thus, it is possible to eliminate the absorption of the solution by freezing the liquid in the absorption zone.

Минимальные затраты энергии на замораживание достигаютс при наибо лее полном использовании градиента температур, т.е. в том случае, когда температура отработанного воздуха, имевшего на входе в скважину отрицательную величину, на выходе будет равна, в результате теплообмена с породами. О-10°С.Minimal energy consumption for freezing is achieved with the most complete use of the temperature gradient, i.e. in the case when the temperature of the exhaust air, which had a negative value at the entrance to the well, is equal to the output, as a result of heat exchange with the rocks. O-10 ° C.

Исход из величины теплообмена по роды с охлажденным возду54ом, определ емой по уравнению сохранени энергии: Ь Т, ккал, (где Gy - расход воздуха за врем Based on the heat exchange value of the type with a chilled air, determined by the energy conservation equation: T T, kcal, (where Gy is the air flow during

протекани по кольцевому сечению, кг; Cpg - теплоемкость воздуха, 0,24 ккал/кг.гр.; Т - разность температуры замораживаемых пород и охлажденного воздуха, к), такие услови соблюдаютс при замораживании пород до (-10)-;7(-15)°С, дл чего воздух в турбодетандере охлаждаетс ниже упом нутой дл замораживани пород величины на 35-40°С,flow through the annular section, kg; Cpg - heat capacity of air, 0.24 kcal / kg.gr .; T is the temperature difference between the frozen rocks and the cooled air, k), such conditions are observed when the rocks freeze to (-10) -; 7 (-15) ° C, for which the air in the turbo-expander is cooled below the value specified for freezing the rocks by 35- 40 ° C

В зависимости от того, на какой глубине находитс интервал поглоще™: ни , мен етс температура горных пород и пластовое давление. Соответственно этому мен ютс и необходимые дл его замораживани до (-10)4 (15)°С давление за компрессором (т.е. на входе в турбодетандер) Р и врем охлаждени С .Depending on the depth at which the intake interval ™ is located: neither does the temperature of the rocks and the formation pressure change. Accordingly, the pressure downstream of the compressor (i.e., at the entrance to the turboexpander) P and the cooling time C are changed to freeze it to (-10) 4 (15) ° C.

В таблице приведены значени параметров на различных глубинах.The table shows the values of the parameters at different depths.

Из таблицы видно, что даже на значительных глубинах затраты времени на замораживание интервала поглощени относительно невелики. Поэтому этот способ может примен тьс дл ликвидации поглощений практически на любых глубинах.From the table it can be seen that even at considerable depths the time spent on freezing the absorption interval is relatively small. Therefore, this method can be used to eliminate absorption at virtually any depth.

После заморозки зоны поглощений необходимо перед дальнейшим углублением скважины заполнить ее ствол про- мьшочной жидкостью.After the absorption zone has been frozen, it is necessary to fill its barrel with the secondary fluid before further deepening the well.

Если стенки скважины сложены устойчивыми карбонатными породами, то эта процедура не требует каких-либо допол -чительных меропри тий.If the well walls are composed of stable carbonate rocks, then this procedure does not require any additional measures.

В том случае, когда стенки скважины гроз т обвалом, то после окончани замораживани стаол скважины оставл ют заполненным под давлением воздухом , который затем выпускают одновременно с подачей в скважину глинистого раствора, поддержива в ней П1туцирова нием давление, достаточное дл обеспечени устойчивости стенок скважины.When the walls of the well become collapsed, after the end of the freeze, the old well is left filled with pressure under the air, which is then released simultaneously with the injection of the mud into the well, maintaining a pressure sufficient to ensure the stability of the well walls.

Если в процессе дальнейшего бурени интервал поглощени разморозитс и начнет оп ть поглощать промывочную Ж1щкость, то его изол ци производитс путем промежуточной обсадной колонны .If, in the course of further drilling, the absorption interval is defrosted and the washout begins to absorb again, then its isolation is performed by means of an intermediate casing.

Claims

Invention Formula

The method of eliminating absorption during drilling, including compression and cooling of air at the surface.

injecting it into the absorption zone through burshtye pipes and freezing the absorption zone, which, in order to reduce the time spent on the elimination of the absorption and expand the area of application, before the freezing of the absorption zone, push the well fluid into the absorption zone by supplying non-cooled air simultaneously in the drill pipe and

and

annular space, freezing of the absorption zone is carried out to a temperature of (-10) - (-15) with air compressed to a pressure 2-3 times exceeding the pressure in absorbing sdHe and cooled to a temperature of (-40) - (-55) C and after cooling and freezing 10, the air in the well is replaced with a drilling fluid, while maintaining a constant pressure in the well.

125 180 220 270 320 425