SU1677268A1 - Method for preventing casing collapse with reverse rock frosting - Google Patents
Method for preventing casing collapse with reverse rock frosting Download PDFInfo
- Publication number
- SU1677268A1 SU1677268A1 SU894695888A SU4695888A SU1677268A1 SU 1677268 A1 SU1677268 A1 SU 1677268A1 SU 894695888 A SU894695888 A SU 894695888A SU 4695888 A SU4695888 A SU 4695888A SU 1677268 A1 SU1677268 A1 SU 1677268A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- tube
- cavities
- rocks
- ice
- frosting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промышленности. Цель - повышение надежности осуществлени способа. Избыточную жидкость в интервале каверно- образований перепускают путем установки в нем трубки дл образовани канала, св зывающего каверны в толще мерзлых пород с дневной поверхностью. Внутреннюю поверхность трубки периодически покрывают смазкой. Изобретение позвол ет предотвратить см тие обсадной колонны в скважине при обратном промерзании пород за счет получени саморегулирующегос процесса удалени избыточной жидкости без затрат дополнительной энергии на поддержание канала в свободном состо нии. 1 ил.The invention relates to the oil and gas industry. The goal is to increase the reliability of the method. Excess fluid in the interval of cavities is bypassed by installing tubes in it to form a channel connecting the cavities in the thickness of the frozen rocks with the surface. The inner surface of the tube is periodically coated with grease. The invention makes it possible to prevent the casing from sinking in the well during freezing of the rocks due to obtaining a self-regulating process of removing excess fluid without the cost of additional energy of maintaining the channel in a free state. 1 il.
Description
Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промышленности, предназначено дл предотвращени см ти колонн простаивающих скважин, и может использоватьс в строительстве дл снижени сил морозного пучени грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также дл сброса давлений при накоплении мигрирующего газа вокруг скважин и под свайными фундаментами сооружений в зоне тектонических нарушений на территории с многолетнемер- злыми породами.The invention relates to the oil and gas industry, is intended to prevent the columns of idle wells from collapsing, and can be used in construction to reduce frost heave forces on the foundations of buildings and structures, as well as to relieve pressure during accumulation of migratory gas around wells and under pile foundations of structures in the area tectonic disturbances in the territory with perennially-evil rocks.
Цель изобретени - повышение надежности осуществлени способа.The purpose of the invention is to increase the reliability of the method.
На чертеже показана схема оборудовани дл реализации способа.The drawing shows a diagram of the equipment for implementing the method.
Перфорированна трубка 1 размещена в стволе скважины 2 р дом с обсадной колонной 3 с перекрытием низкотемпературной мерзлой толщи 4, где при промерзании каверн 5 развиваютс опасные величины давлений. Каверны 5 сообщаютс с высокотемпературной мерзлой толщей 6. где находитс каверна 7. Перфорационные отверсти 8 в трубке 1 выполн ют в интервалах, промерзающих в последнюю очередь. В скважине имеетс фронт 9 промерзани и фронт 10 оттаивани . Стрелками на рисунке показаны направлени перемещени лед ных пробок 11 по трубке 1 при выравнивании давлений до неопасных значений при сбросе избытка жидкости.The perforated tube 1 is placed in the well bore 2 near casing 3 with overlapping low-temperature frozen strata 4, where dangerous values of pressure develop during freezing of the cavities 5. The caverns 5 communicate with the high-temperature frozen layer 6 where the cavity 7 is located. The perforations 8 in the tube 1 are made at intervals freezing in the last place. The well has a freezing front 9 and a thawing front 10. The arrows in the figure show the direction of movement of the ice plugs 11 through the tube 1 when the pressures equalize to non-hazardous values when the excess liquid is released.
Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.
Определ ют мощность низкотемпературной мерзлой толщи 4 по величине критического давлени см ти обсадной колонны или крепи скважины. Этот интервал и представл ет опасность дл колонны. По кавер- нометрии или геологическим данным определ ем интервалы размещени неустойчивых при оттаивании пород (каверны 5 и 7), В трубке 1 перфорируют отверсти 8 на глубине каверн 5 и 7. Трубку 1 опускаем на глубину мерзлой толщи 4 р дом с обсадной колонной 3 в специальную скважинуThe thickness of the low-temperature frozen layer 4 is determined by the magnitude of the critical pressure of the see-through of the casing string or lining well. This interval represents a hazard to the column. Using cavernometrics or geological data, we determine the placement intervals of rocks unstable during thawing (cavities 5 and 7). In tube 1, holes 8 are perforated at depths of cavities 5 and 7. We lower tube 1 to depth of frozen stratum 4 beside casing special well
ЁYo
или в ствол скважины 2, расширенный за счет оттаивани или специально. Внутреннюю поверхность трубки смазывают нефтепродуктами (солидолом) при помощи штанг или путем заполнени периодической про- давкой их через трубку. После прекращени теплового воздействи со стороны колонны при остановке скважины многолетнемерз- лые породы 4 и 6 промерзают. Промерзает жидкость в трубке 1, образу лед ные пробки 11. В зэколонном пространстве образуютс замкнутые промерзающие объемы 9, промерзание которых сопровождаетс ростом давлени . Веро тность образовани замкнутой талой зоны более высока, если ствол скважины осложнен кавернами 5 и 7. Но так как сопротивление сдвигу льда по внутренней поверхности трубки невелика, то при определенном давлении лед ные пробки 11 тер ют св зь с внутренней стенкой трубки 1 и начинают перемещатьс на устье через слой отрицательных температур многолетнемерзлых пород 4 и слой сезонного промерзани . По мере перемещени лед ных пробок новые объемы жидкости поступают в трубку 1 через перфорированные отверсти 8 и промерзают по мере перемещени на дневную поверхность. Таким образом , обеспечиваетс непрерывный сброс избытка жидкости в виде лед ных пробок. Сопротивление сдвигу льда по внутренней стенке трубки выбираетс таким, чтобы развиваемое давление в промерзакщем объеме 5 было ниже давлений см ти обсадных колонн.or into wellbore 2, expanded by thawing or on purpose. The inner surface of the tube is lubricated with oil products (grease) using rods or by filling them with periodic pushing them through the tube. After the thermal effect from the side of the column is stopped, when the well is stopped, the permafrost rocks 4 and 6 freeze. Freezes the liquid in the tube 1, forming ice plugs 11. In the colonial space, closed freezing volumes 9 are formed, the freezing of which is accompanied by an increase in pressure. The probability of forming a closed thawed zone is higher if the wellbore is complicated by caverns 5 and 7. But since the resistance to ice shear on the inner surface of the tube is small, at a certain pressure the ice plugs 11 lose contact with the inner wall of tube 1 and begin to move on the mouth through a layer of negative temperatures of permafrost 4 and a seasonal freezing layer. As the ice plugs move, new volumes of fluid enter the tube 1 through the perforated holes 8 and freeze as they move to the surface. Thus, continuous discharge of excess liquid in the form of ice plugs is ensured. The shear resistance of the ice along the inner wall of the tube is chosen such that the pressure developed in the volume 5 is below the pressure of the casing strings.
При наличии нескольких замкнутых промерзающих объемов 5, сообщающихс по трубке 1, удаление избыточной жидкости в виде льда на поверхность осуществл етс последовательно сначала из верхних каверн , затем из нижележащих.If there are several closed freezing volumes 5 communicating via tube 1, the removal of excess liquid in the form of ice to the surface is carried out sequentially, first from the upper cavities, then from the underlying cavities.
Если силы сопротивлени перемещению лед ных пробок не дневную поверхность увеличиваютс , го возрастающее давление обратного промерзани перемещает лед ные пробки в нижележащие замкнутые объемы, наход щиес в более высокотемпературной мерзлой толще 6. И по мере промерзани верхней части 4 лед ные пробки при перемещени и сама высокотемпературна толща начинают оттаивать с образованием фронта 11. При этом давление обратного промерзани будет поддерживатьс автоматически на заданном уровне. И только при полном промерзации верхней части мерзлой толщи 4 начинает промерзать заколонное пространство в нижней части мерзлой толщи 6. Конечна величина давлени будет соответствовать величине естественной температуры мерзлой толщи 6.If the resistance forces on the movement of ice plugs to the non-day surface increase, the increasing back frost pressure moves the ice plugs to underlying closed volumes that are in a higher temperature frozen depth of 6. And as the upper part froze, the ice plugs during movement and the high temperature itself the strata begin to thaw with the formation of front 11. At the same time, the return freezing pressure will be maintained automatically at a predetermined level. And only when the upper part of the frozen layer 4 is fully frozen, the annular space in the lower part of the frozen layer 6 begins to freeze through. The final pressure value will correspond to the value of the natural temperature of the frozen layer 6.
Пример. Определ ют мощность низкотемпературной мерзлой толщи по величине критического давлени см ти обсадной колонны. По расчетам она составила 30 МПэ, Согласно уравнению Клайперона-Кла- узиуса давление выше указанной величины возникает при температуре мерзлых породExample. Determine the capacity of the low-temperature frozen strata by the critical pressure of the casing of the casing. According to calculations, it was 30 MPe. According to the Klaperon-Klausius equation, a pressure above the specified value occurs at a temperature of frozen rocks.
ниже Т -30/13,4 -2,23°С. Такие температуры пород наход тс в интервале глубин до 110 м. Этот интервал и представл ет опасность дл колонны. По кавернометрии или геологическим данным определ ют интервалы размещени неустойчивых при оттаивании пород (каверны 5 и 7), которые наход тс на глубине от 20 до 65, от 80 до 96 и от 105 до 150м. В трубке 1 перфорируют отверсти 8 на глубине 45 и 88 м, Трубку 1below T -30 / 13.4 -2.23 ° C. Such rock temperatures are in the depth range of up to 110 m. This range represents a hazard to the column. The cavernometry or geological data determine the placement intervals of rocks that are unstable during thawing (caverns 5 and 7), which are located at a depth of 20 to 65, from 80 to 96, and from 105 to 150 m. In tube 1, holes 8 are perforated at a depth of 45 and 88 m, Pipe 1
опускают на глубину 110-115м р дом с обсадной колонной 3. Внутреннюю поверхность трубки 1 периодически покрывают смазкой.it is lowered to a depth of 110-115 m near casing 3. The inner surface of the tube 1 is periodically coated with lubricant.
Силы трени скольжени лед ных пробок внутри трубки оцениваютс по силам сопротивлени сдвигу льда по поверхности смерзани . Внутренн стенка трубки, покрыта солодолом, снижает сопротивление сдвигу льда до 0,01 МПэ с 4-5 МПа дл стальной неподготовленной стенки. При внутреннем диаметре трубки 0 3 см, при сопротивлении сдвигу льда по поверхности смерзани Т 0,01 МПа и максимально допустимой величине давлени обратного промерзани , равном, например, Р 30 МПа, получаем длину лед ной пробки 4, котора способна перемещатьс по трубкеThe forces of friction sliding of ice plugs inside the tube are estimated by the forces of resistance to the shear of ice over the freezing surface. The inner wall of the tube, covered with malt, reduces the resistance to ice shear to 0.01 Mpe from 4-5 MPa for a steel unprepared wall. With an inner tube diameter of 0–3 cm, with an ice shear resistance over the freezing surface T 0.01 MPa and a maximum allowable back frost pressure, for example, P 30 MPa, we obtain the length of the ice plug 4, which is able to move along the tube
4040
Н Р D/4T 30 3(4- 0,01) 2250 см.H P D / 4T 30 3 (4-0.01) 2250 cm.
Максимальна величина лед ных пробок между кавернами составл ет 20,15 и 21 м по разрезу, что меньше величины Н 22,5 м. Испытани показали, что максимальноеThe maximum value of ice plugs between the caverns is 20.15 and 21 m in section, which is less than H 22.5 m. Tests have shown that the maximum
5 давление образуетс при страгивании лед ных пробок. В дальнейшем идет непрерывно их перемещение по трубке на поверхность. Поступающа в трубку вода превращаетс в лед ные пробки, которые5, the pressure is generated by moving the ice plugs. In the future, they are continuously moving along the tube to the surface. The water entering the tube turns into ice jams which
0 не успевают смерзатьс с поверхностью. Избыточное давление развиваетс только в начальный период на преодоление сил смерзани , а затем по мере промерзани лед ные пробки не успевают смерзатьс с0 do not have time to freeze with the surface. Excessive pressure develops only in the initial period to overcome the forces of freezing, and then as it freezes, ice jams do not have time to freeze with
5 внутренней стенкой трубки и фактическа величина Т снижаетс .5, the inner wall of the tube and the actual value of T decrease.
Технико-экономические преимущества способа заключаютс в повышении надежности предотвращени см ти обсадной колонны в скважине при обратном промерзании пород за счет получени саморегулирующегос процесса удалени избыточной жидкости без затрат дополнительной энергии на поддержание канала в свободном состо нии.Technical appraisal advantages of the method consist in increasing the reliability of preventing the casing string from seeing in the well when the rocks re-freeze due to obtaining a self-regulating process for removing excess fluid without additional energy costs for maintaining the channel in a free state.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894695888A SU1677268A1 (en) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | Method for preventing casing collapse with reverse rock frosting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894695888A SU1677268A1 (en) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | Method for preventing casing collapse with reverse rock frosting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1677268A1 true SU1677268A1 (en) | 1991-09-15 |
Family
ID=21449734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894695888A SU1677268A1 (en) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | Method for preventing casing collapse with reverse rock frosting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1677268A1 (en) |
-
1989
- 1989-04-14 SU SU894695888A patent/SU1677268A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 3830303, кл. 166-297, опублик. 1974. Авторское свидетельство СССР fsfe 678180, кл. Е 21 В 36/00, 1978. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Collins | Geomechanical effects on the SAGD process | |
US2033560A (en) | Refrigerating packer | |
US3613792A (en) | Oil well and method for production of oil through permafrost zone | |
Yoshimi et al. | Undrained cyclic shear strength of a dense Niigata sand | |
US2033561A (en) | Method of packing wells | |
US5027896A (en) | Method for in-situ recovery of energy raw material by the introduction of a water/oxygen slurry | |
Bérest | Cases, causes and classifications of craters above salt caverns | |
US3720065A (en) | Making holes in the ground and freezing the surrounding soil | |
RU2602538C1 (en) | Method for reduction of action of forces of frost boil and increasing stability of pile foundations in permafrost zone | |
EP3828380A1 (en) | Geothermal energy extraction subterranean system for accumulating and storing heat | |
SU1677268A1 (en) | Method for preventing casing collapse with reverse rock frosting | |
GB1597535A (en) | Process and installation for drilling holes in soft mineral formations | |
CN113586022A (en) | Method and device for increasing production and improving natural gas hydrate reservoir by freezing and fracturing | |
CA1139218A (en) | Natural gas and thermal energy production from aquafers | |
RU2503799C2 (en) | Method for shale gas production | |
Bolton et al. | Dramatic incidents during drilling at Wairakei Geothermal field, New Zealand | |
RU2608107C1 (en) | Method of hydrodynamic surveys and thief zones isolation | |
Oudeman | Analysis of surface and wellbore hydraulics provides key to efficient blowout control | |
RU2186974C2 (en) | Method of isolation of underground mining operations in opencast and underground mining | |
US11939841B2 (en) | Method of maintaining constant and elevated flowline temperature of well | |
RU2281383C1 (en) | Heat-insulation method for well drilled in permafrost rock | |
Konrad | Sampling of saturated and unsaturated sands by freezing | |
Sun et al. | Study on Applicable Conditions and Mathematic Models of Bullheading | |
RU2109909C1 (en) | Method for construction of wells | |
Goodman et al. | Permafrost freeze-back pressure behavior |