SU979616A1

SU979616A1 - Способ бурени скважин

Info

Publication number: SU979616A1
Application number: SU802890945A
Authority: SU
Inventors: Семен Иосифович Стражгородский; Александр Михайлович Фунтов
Priority date: 1980-03-05
Filing date: 1980-03-05
Publication date: 1982-12-07

Description

(54) СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

1

Изобретение относитс к бурению скважин различного назначени , а именно к способам бурени скважин с создаваемой эрлифтом обратной промывкой.

Известны способы бурени с создаваемой эрлифтом (газлифтом) обратной промывкой , заключающиес в том, что в колонну бурильных труб через смеситель, размещенный на некоторой глубине под уровнем жидкости в скважине, подаетс сжатый воздух (газ). В результате аэрировани жидкости в скважине нарушаетс гидравлическое равновесие. Промывочна жидкость , омыва забой и породоразрушающий наконечник, подхватывает выбуренную породу и поступает в бурильную колонну 1 .

Известен способ бурени скважин путем создани эрлифтом обратной промывки и выходом промывочной жидкости, несущей выбуренную породу на поверхность с доливом скважины в процессе углублени , при котором воздух к смесителю, размещенному на некоторой глубине под уровнем жидкости в скважине, подаетс по кольце1 му зазору в двойной колонне бурильных труб. Интенсивность промывки регулируетс величиной погружени смесител под

уровень жидкости в скважине и расходом сжатого воздуха. Во врем работы эрлифта промывочна жидкость доливаетс в сообщающеес с атмосферой скважины 2}. Недостатком известного способа вл етс необходимость применени специального оборудовани и инструмента, вертлюгов с двум каналами дл специальных вращающихс головок дл подачи .воздуха: ведущих труб с продольными каналами дл воз ,Q духа, двойных бурильных труб. Поэтому известный способ бурени с создаваемой эрлифтом обратной промывкой и выходом промывочной жидкости на поверхность при мен етс ограничено, а при бурении с применением т желого бурильного инструмента,

15 например, при бурении скважин на нефть и газ, не используетс вообще из-за отсутстви соответствующего специального оборудовани и инструмента.

Цель изобретени - повыщение эффективности бурени .

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе бурени скважин путем создани эрлифтом обратной промывки и выходом промывочной жидкости, несущей выбуренную породу на поверхность, сжатый воздух

дл работы эрлифта подаетс в герметизированное на устье кольцевое пространство между бурильной и обсадной колоннами, а ввод воздуха в бурильную колонну на глубине, обеспечивающей работу эрлифта, осуществл ют через смеситель при давлении , , превыщающем статическое давление столба жидкости в кольцевом пространстве на глубине нахождени смесител после углублени скважины на заданную глубину .

Необходима величина оттеснени раздела воздух-вода в скважине определ етс в общем случае величиной проходки за долбление. При этом рабочее давление воздуха в кольцевом пространстве состав (AH-l- K)V

Р-to

где р-рабочее давление воздуха;

АН - погружение смесител под уровень жидкости в скважине перед началом очередного долблени ; - величина проходки за долбление; К - рассто ние от смесител до раздела воздух-жидкость в конце долблени ;

j - удельный вес жидкости, заполн ющий скважину.

Если при расчете из соотношени величина долблени окажетс выше максимального давлени , развиваемого компрессором, или при данной проходке за долбление необходимо оттеснение раздела воздух-жидкость ниже подошвы непроницаемых пород, залегающих ниже башмака обсадной колонны , то в расчете из соотношени вместо величины Р используетс величина Р , (;оставл юща некоторую часть от 1. В этом случае после углублени скважины на производитс частичный подъем бурильной колонны , смеситель представл етс на 1 метров выше по бурильной колонне и углубление скважины- продолжаетс . Т. е. смеситель перемещаетс посто нно в одном и том же интервале. Перестановку смесител целесообразно совмещать с очередным наращиванием бурильной колонны.

Расход воздуха, необходимый дл обеспечени заданной производительности эрлифта оцениваетс по известным формулам и уточн етс опытным путем.

Создание и поддерживание в кольцевом пространстве давлени воздуха из соотношени достигаетс конструкцией смесител . Используемый при реализации способа смеситель представл ет собой переходник, в боковой стенке которого имеетс сквозное сверление, куда помещаютс сменные диафрагмы . Площадь проходного сечени диафрагмы , принимаетс такой, чтобы даже при максимальном, снижении давлени в бурильной колонне во врем работы эрлифта, давление воздуха в кольцевом пространстве

не снижалось бы ниже рабочего давлени , определенного соотношением.

Исход из этого, площадь проходного сечени диафрагмы определ етс по известным формулам, описывающим критическое

истечение газа через насадки.

Если в ходе работ оказываетс , что вследствие недостаточного учета конкретных условий давление в кольцевом пространстве выше или ниже определ емого по соотношению , то производитс замена диафрагмы смесител соответственно на диафрагму с большим или меньшим отверстием.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа бурени с создаваемой эрлифтом обратной промывкой и выходом промывочной жидкости, транспортирующей выбуренную породу на поверхность дл первого варианта, когда дл промывки используетс пластова вода; на фиг. 2 - положение раздела воздух-жидкость в скважине после

спуска смесител на величину ЛН ниже начального уровн жидкости Нн; на фиг. 3 - положение разделов воздух-жидкость, воздух-аэрированна жидкость после создани в кольцевом пространстве между бурильной и обсадной колоннами заданного давлени

воздуха и оттеснени раздела воздух-жидкость на сумму величин АН, 1, К ниже первоначального положени на глубине Нн (1 - величина углублени скважины за долбление, К - рассто ние между смесителем и разделом воздух-жидкость в конце дроблени ); на фиг. 4 - положение разделов в скважине, смесител и долота после углублени скважины за очередное долбление на определенную величину; на фиг. 5 - укрупненное изображение отверсти смесител .

Способ реализуетс следующим образом .

Воздух от компрессора 1 подаетс в кольцевое пространство между обсадной колонной 2 и бурильной колонной 3, герметизированное на устье вращающимс превентором 4 или другим пригодным дл данной цепи устройством. Подаваемый в кольцевое пространство воздух поступает в бурильную колонну 3 через диафрагму 5 смесител 6. Вода из водоносного пласта 7 поступает в ствол скважины, омывает забой и породоразрушающий конечник 8, захватывает выбуренную породу и поднимаетс по бурильной колонне 3, проходит через

ведущую трубу (не показана), вертлюг 9 и по шлангу 10 попадает в емкость 11 дл сбора воды и выбуренной породы. Вода из емкости 1 насосом 12 закачиваетс в герметизированное пространство между обсадной 2 и бурильной 3 колоннами. Если позвол ют требовани охраны окружающей среды, то вода из емкости 11 не закачиваетс в скважину, а сбрасываетс в поверхностные водотоки.

По второму варианту дл очистки забо используетс не пластова вода, а промывочна жидкость, подаваема насосом 12 в кольцевое пространство с расходом, равным производительности эрлифта.

Первый вариант, с использованием дл промывки пластовой воды предназначен, в основном, дл прохождени водоносных горизонтов, поглощающих промывочную жидкость при пр мой промывке, а также дл вскрыти водоносных горизонтов в буровых скважинах на воду. При использовании в качестве газообразного агента дл работы газлифта природного или инерт ного газа имеетс возможность вскрыти нефт ных пластов.

Второй вариант, с использованием дл промывки промывочной жидкости, подаваемой в кольцевое пространство насосами, предназначен дл вскрыти продуктивных пластов с регулируемым противодавлением на пласт, а также в других случа х.

По известным формулам устанавливаетс расход промывочной жидкости, необходимый дл очистки забо в данных услови х при осуществлении обратной циркул ции по формулам оцениваютс основные гидравлические сопротивлени (в долоте, бурильных трубах), а также дополнительное давление столба жидкости за счет содержани в ней выбуренной породы. Перепад давлени , создаваемый эрлифтом, должен превышать суммарные гидравлические сопротивлени . Исход из обеспечени нормальной работы эрлифта, задаетс глубина погружени смесител под уровень жидкости в скважине. По соотношению определ етс величина рабочего давлени воздуха в кольцевом пространстве. По величине давлени в кольцевом пространстве и заданному расходу воздуха, принима режим истечени критическим, по известным формулам газодинамики определ етс диаметр, отверсти диафрагмы смесител . Производитс спуск бурильного инструмента в скважину. Кольцевое пространство между обсадной и бурильной колоннами герметизируетс вращающимс превентором или другим пригодным дл герметизации устройством . В кольцевое пространство подаетс воздух (долото в это врем находитс над забоем). После получени притока пластовой воды (при работах по первому вариан ту) и прекращени роста давлени , обусловленного продолжающимс после выброса оттеснением воды ниже смесител , производитс замер расхода воды. Если расход воды или давление не соответствует заданным , то корректируетс глубина погружени смесител , величина отверсти диафрагмы . Если необходимости в корректировке нет, начинаетс углубление скважины. Поступающа из скважины вода через промежуточную емкость, где она освобождаетс от шлама, сбрасываетс в поверхностные

водотоки или закачиваетс насосом в герметизированное кольцевое пространство. При работе по второму варианту имеютс некоторые особенности. При начале работы эрлифта в кольцевое пространство насосом подаетс промывочна жидкость с расходом, равным производительности эрлифта , о чем суд т по посто нству уровн жидкости в приемной емкости. Дл регулировани противодавлени на забой уроj вень жидкости в скважине перед началом циркул ции промывочной жидкости снижаетс на заданную величину.

Вращение долота осуществл етс ротором или электробуром.

Бурение по предлагаемому способу осуществл етс с применением обычного бурового оборудовани . Это позвол ет снизить затраты на оборудование и расширить область применени бурени с создаваемой эрлифтом обратной промывкой и выходом промывочной жидкости на поверхность, использовать , его в тех област х, где оно ранее не примен етс из-за отсутстви соответствующего специального оборудовани и инструмента , в частности при бурении на нефть и газ. Применение предлагаемого способа

5 при бурении на нефть и.газ способствует сокращению затрат на бурение, так как в р де случаев отпадает необходимость в проведении дорогосто щих меропри тий по борьбе с поглощени ми промывочной жидкости, повышаетс и качество вскрыти пластов путем регулировани противодавлени на продуктивный пласт в процессе бурени .

Claims

Формула изобретени

Способ бурени скважин путем создани эрлифтом обратной промывки и выходом промывочной жидкости, несущей выбуренную породу на поверхность, отличающийс тем, что, с целью повыщени эффективности бурени , сжатый воздух дл работы эрлифта подаетс в герметизированное на устье кольцевое пространство между обсадной и бурильной колоннами, а ввод воздуха в бурильную колонну на глубине, обеспечивающей работу эрлифта, осуществл 5 ют через смеситель при давлении, превышающем статическое давление столба жидкости в кольцевом пространстве на глубине нахождени смесител после углублени скважины на заданную величину.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Волков А. С. и Волокитенков А. А. Бурение скважин с обратной циркул цией промывочной жидкости. М., «Недра, с. 39- 41, 1970.
2. Волков А. С. и Волокитенков А. А. Бурение скважин с обратной циркул цией промывочной жидкости. М., «Недра, с. 39, 61, 1970 (прототип). % s NiVW XXW5CCV W воздух - - / Воздух . вода

7

/ . Аэраро анмо

Ж

Ш

гд:

-U-L

JL

фуг.