книги / Справочник мастера по сложным буровым работам

Объем продавочной жидкости, определенный из условия выдавлива­ ния тампонажной смеси из труб и задавливания части ее в пласт:

пакером и уровнем тампонирующей смеси после продавливания ее в пласт, равное 15—20 м.

Для повышения качества изоляционных работ ниже пакера может устанавливаться хвостовик из алюминиевых труб, который после прове­ дения изоляционных работ разбуривают. Нижний конец хвостовика раз­ мещается ниже зоны поглощения.

Спускать пакер в скважину необходимо плавно. При посадках инст­ румент поднять на 5—8 м и затем медленно продолжить спуск. Если после трех-четырех попыток пакер не проходит вниз, то его следует поднять из скважины и выяснить причину остановки.

После заливки пакер поднимать плавно. Сначала сделать натяжку до собственного веса, затем разгрузить его на 20—30 кН и вновь дать на­ тяжку. Резкое освобождение н вращение инструмента может привести к разрушению пакера.

5.7. НАМЫВ НАПОЛНИТЕЛЕЙ В ЗОНУ ПОГЛОЩЕНИЯ

Прн интенсивности поглощения свыше 100 м3/ч с целью перекрытия крупных каналов в скважину перед закачкой тампонажных смесей целе­ сообразно намывать наполнители (кожа «горох», слюда-чешуйка, кошма, ветошь, отходы резинотехнических изделий, сено, солома, измельченная полимерная пленка н др.).

Наилучший результат может быть получен в тех случаях, когда тип и размер наполнителя соответствуют форме и размерам поглощающих каналов. Наиболее целесообразно использовать смесь зернистых, волок­ нистых и хлопьевидных наполнителей.

При намыве мелких наполнителей открытый конец бурильных труб спускают в кровлю поглощающего пласта. Наполнитель подается в при­ емный чан цементировочного агрегата из расчета 0,5—2 % от объема закачиваемой жидкости и закачивается в скважину до снижения интен­ сивности поглощения на 30—40%. Затем открытый конец бурильных труб опускают в подошву поглощающего пласта и скважину промывают для определения эффективности операции по намыву наполнителей.

При намыве крупных наполнителей на верхней муфте бурильных труб монтируют воронку, над которой устанавливают ведущую трубу. Один буровой насос через ведущую трубу равномерно подает воду в во­ ронку и забрасывает наполнитель, который увлекается потоком жидкости в зону поглощения.

После проверки эффективности намыва тампонажную смесь закачи­ вают для закрепления намытой зоны.

Во многих районах в качестве наполнителя используют песок, кото­ рый намывают двумя способами [44]. При первом способе открытый ко-

231

нец бурильных труб устанавливают в кровлю зоны поглощения, а песок забрасывают в воронку, установленную на устье скважины. Одновре­ менно буровым насосам через ведущую трубу в скважину подается вода.

При другом способе бурильные трубы устанавливают в подошве зоны поглощения, а песчаную пульпу, приготовленную с помощью цементиро­ вочной воронки, закачивают в скважину цементировочным агрегатом до появления циркуляции.

5.8. СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЫСТРОСХВАТЫВАЮЩИХСЯ СМЕСЕЙ

Самым простым и распространенным способом приготовления БСС является смешение на поверхности ее компонентов с помощью цементносмесительных машин. Однако состав и свойства смеси ограничены усло­ виями их прокачиваемостн. Поэтому известно несколько других способов получения БСС.

@ёВ»

Рис. 5.12. Схема цементирования зоны поглощения с применением цемен­ тировочной головки со штуцером:

а —цементировочная головка со штуцером для приготовления БСС; б — схема це­ ментирования зоны поглощения; / — цементировочная головка; 2 — штуцер; 3 —це­ ментировочный агрегат; 4 — жидкое стекло; 5 —вода нлн глинистый раствор; 6 — цементировочный бачок; 7 — цементно-смесительная машина

232

Приготовление БСС с помощью головки ВНИИБТ (рис. 5.12). В це­ ментировочную готовку, соединенную с колонной бурильных труб, одним насосом подают цементный раствор, а другим через штуцер нагнетают ускоритель схватывания, например жидкое стекло. Сроки схватывания и вязкость БСС регулируют количеством подаваемого водного раствора ускорителя схватывания.

Способ последовательного закачивания составляющих компонентов БСС. Цементный раствор и ускоритель схватывания закачивают пор­ циями по одной колонне бурильных труб.

Способ получения БСС непосредственно в зоне поглощения. Ускори­ тель сроков схватывания транспортируется к зоне поглощения потоком цементного раствора по колонне бурильных труб в полиэтиленовых меш­ ках, разрезаемых при выходе из труб специальными ножами.

раствор, а по другому (например, по кольцевому пространству)— раствор ускорителя схватывания. При выходе из бурильных труб растворы пере­ мешиваются, образуя в зоне поглощения БСС.

Приготовление смеси при выходе из колонны бурильных труб непо­ средственно в зоне поглощения позволяет применять БСС с коротким пе­ риодом структообразования, а также исключать преждевременное загустеванне ее в трубах. Для обеспечения лучшего перемешивания компонен­ тов смеси трубы оборудуют внизу перфорированными патрубками нлн специальными смесительными устройствами.

Способ получения БСС с помощью забойных смесителей. В этом случае одни нз компонентов смеси (например, ускоритель схватывания) доставляется к зоне поглощения в контейнере смесителя, а в бурильные трубы закачивается цементный раствор. При выходе из смесителя цемент­ ный раствор перемешивается с ускорителем схватывания, образовывая БСС.

5.9. ЗАБОЙНЫЕ СМЕСИТЕЛИ

Для изоляции зон поглощения известно несколько типов забойных смесителей. При цементировании неглубоко залегающих зон поглощения можно применять забойный смеситель ВНИИБТ. Зоны поглощения при помощи смесителя ВНИИБТ цементируют следующим образом (рис. 5.13).

Перед спуском смесителя в скважину создают требуемый зазор между эжекторной насадкой 7 и конусом регулируемой гайки 3 для обеспечения надлежащей дозировки ускорителя. Затем забивают деревянную пробку II. Дозатор подвешивают и через отверстие 12 закачивают ре­ агент-ускоритель в резервуар, образованный пространством между вну­ тренней трубой 4 и корпусом 6. После этого опускают смеситель до зоны поглощения и закачивают цементный раствор (тампонирующую смесь), который выталкивает пробку II и при движении через насадку 7 заса­ сывает реагент-ускоритель. Смешиваясь с ускорителем прн выходе из смесителя в ствол скважины, цементный раствор образует БСС.

Более совершенны смесители, разработанные в Нижне-Волжском филиале ВНИГНИ,— глубинный смеситель эжекционный ГСЭ-6 и смеси-

233

тель, работающий по принципу выдавливания ускорителя из межтруб­ ного пространства, ГСВ.

Эжекцнонный смеситель ГСЭ- 6 (рис. 5.14) состоит из наружной 6 и внутренней 7 труб, переводника 1 и дозатора. Пространство, ограни­ ченное трубами б и 7, образует резервуар для жидкого химического ре­ агента. Объем резервуара можно увеличить путем присоединения в стык конусной муфтой 5 и ниппелем 3 сдвоенных труб. Фильтр 2 защищает резервуар от попадания в него шлама.

Заполнив межтрубный резервуар жидким химическим реагентом, устройство спускают на бурильных трубах в скважину. Затем в буриль­ ные трубы через специальную цементировочную головку (рис. 5.15) за­ качивают тампонирующую смесь, в первую порцию которой бросают легко разбуриваемый шар. Шар двигается вместе с тампонирующей смесью по бурильным трубам и, достигнув втулки, при некотором избыточном дав­ лении срезает ее. При этом химический реагент через кольцевой зазор между насадкой 10 (см. рис. 5.14) и регулировочным кольцом 12 посту­ пает в камеру смешения к струе тампонажной смеси и, смешиваясь с ней, образует БСС.

Втулка смесителя 11 должна изготовляться из мягкого металла, пластмасс и других легко разбуриваемых материалов. Допустимую проч­ ность на срез определяют расчетным путем.

234

Глубинный смеситель ГСВ отличается от эжекторного смесителя ГСЭ- 6 тем, что мезйтрубиый резервуар смесителя сообщается не с затрубным пространством, а с внутренней полостью через фильтр 2 (рис. 5.16). Химический реагент поступает в камеру смещения под действием потока тампонажной смеси, двигающейся через отверстия фильтра.

Для предотвращения смешивания химического реагента с тампонаж­ ной смесью во время спуска устройства в скважину в межтрубиый резер­ вуар смесителя поверх реагента наливают глинистый раствор.

5.10. ПАКЕРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ

Пакеры, предназначенные для разобщения затрубиого пространства скважины при исследовании поглощающих пластов и их изоляции тампо­ нажными смесями, делят на две группы; многократного использования (извлекаемые) и разбуриваемые.

5.10.f. Пакеры извлекаемые

Гидравлике-механический пакер А19М2 Татнипинефть (рис. 5.17). Пакер соединяется с бурильными трубами и спускается в скважину до необходимой глубины. Нагнетанием жидкости в бурильных трубах соз­ дают давление 3—4 МПа. Под действием давления кольцо с обоймой и плашками двигается вверх. Конус отжимает плашки к стейкам скважины

235

ный на плунжере, а резиновый элемент деформируется, разобщая зону по­ глощения с затрубным пространством. При этом ствол пакера перемеща­ ется вниз, выдвигая секторы штуцера из кожуха, которые, поворачиваясь

а

IS

70

7/

гг

Рис. 5.17. Гидравлико-механический

па пальцах, полностью раскрывают внутренний канал пакера. В этот мо­ мент давление резко падает, что служит сигналом об окончании уста­ новки пакера. Затем приступают к исследованию и изоляции поглощаю­ щего пласта.

Извлекают пакер после проведения исследований или закачивания тампонажных смесей медленным подъемом бурильных труб. При этом

236

переводник п ствол идут вверх, плашки освобождаются от заклинивания и под действием пружины и собственного веса занимают транспортное положение.

Для применения пакера при изоляции пластов БСС с раздельной транспортировкой компонентов по бурильным трубам в полиэтиленовых

в нижнее положение, соединяют внутреннюю полость пакера с подпакерной зоной. В этот момент давление резко падает, что сигнализирует об окончании установки пакера.

Герметичность установки пакера проверяют нагнетанием жидкости. Если перелива жидкости из скважины не наблюдается или ее уровень в затрубном пространстве не повышается, то это означает, что пакер надежно разобщил зону поглощения с остальной частью ствола сква-

237

жины. В противном случае пакер снимают и устанавливают в другом месте. При герметичной установке пакера в зону поглощения закачивают тампонажную смесь. Большая площадь сечений отверстий Б позволяет применять БСС с наполнителями высокой консистенции.

Для снятия пакера необходимо приподнять бурильные трубы. При этом отверстия А в стволе пакера и цилиндре сообщаются между собой, давление из-под резинового элемента резко снижается, н пакер прини­ мает транспортное положение.

Пакер рекомендуется использовать только при поглощениях буровою

как двигающаяся из скважины жидкость может увлечь резиновый эле­ мент в верхнее положение, при котором отверстия А ствола и цилиндра разобщатся и резиновый элемент не уплотнится.

Гидравлический безупорный пакер Д-74 (рис. 5.19). Отличительная особенность этого пакера заключается в наличии рабочей камеры, отде­ ленной от резинового элемента и штуцера. Последний состоит из пово­ ротных секторов, прикрепленных шарнирно к аксиально подвижной втулке, так что при движении втулки вниз секторы поворачиваются, освобождая центральный канал. В скважину пакер опускают на бурильных трубах. При давлении в трубах 5— 6 МПа поршень сжимает пружину и двигается вверх, деформируя резиновые элементы. Затем осуществляют плавную посадку бурильных труб на величину рабочего хода пакера. При этом

238

за счет сил трения о стенки скважины уплотнительный резиновый эле­ мент и ствол пакера остаются в неподвижном состоянии, а патрубок вместе со штуцером перемещается в нижнее положение.

В процессе движения патрубка вниз отверстия рабочей камеры сме­ щаются относительно друг друга, предотвращая падение давления, а упоры освобождают секторы штуцера, которые поворачиваются на

Затем проводят необходимые исследования или закачивают необхо­ димое количество тампонажной смеси. Сечение внутреннего канала пакера позволяет применять БСС с наполнителями любого состава,

Пакер может быть использован и для изоляции пластов с образова­ нием БСС непосредственно у зоны поглощения путем транспортировки химических реагентов в полиэтиленовых мешках, для вскрытия которых на секторах штуцера установлены пружинные ножи.

Чтобы снять пакер, необходимо приподнять бурильные трубы. При этом отверстия ствола и патрубка смещаются, давление в рабочей камере снижается, поршень под действием пружины возвращается в исходное положение, а резиновые элементы принимают транспортное положение.

5.10.2. Разбуриваемые пакеры

Разбуриваемые пакеры рекомендуется применять в глубоких скважи­ нах при осложненных условиях. Использование разбуриваемых пакеров позволяет последовательно тампонировать несколько пластов, располо­ женных на различных глубинах, без затрат времени на ОЗЦ между за­ ливками. Отсоединение бурильных труб от пакера сразу после продавкн тампонажной смеси предотвращает смешивание и разбавление ее водой или другим раствором, исключает влияние вышележащих водоносных горизонтов и обеспечивает наибольшую безопасность проведения изоля­ ционных работ.

Разбуриваемый пакер А-28 (рис. 5.20) состоит из двух частей: неразбуриваемой (стальной) и разбуриваемой (дюралюминиевой). Неразбуриваемая часть (детали 2, 3, 4, 5, 6) служит для сжатия резинового эле­ мента 11 и присоединения переводника 1. Разбуриваемая часть включает корпус пакера 12 и детали 7, 8, 9, фиксирующие резиновый элемент в сжатом состоянии. Обе части пакера соединены левой резьбой.

После спуска пакера в трубы бросают дюралюминиевый или эбонито­ вый шар, а затем навинчивают квадратную штангу или заливочную го­ ловку, а цементировочными агрегатами закачивают буровой раствор. Шар подходит к седлу 13, перекрывает отверстия, и в трубах создается дав­ ление, которое передается в рабочую камеру. Прн этом стакан с цилин­ дром н кольцом перемещается вниз, сжимая резиновый элемент. Вместе с корпусом опускаются и плашки, которые входят в зацепление с нарез­ кой на стволе. При давлении 8 —9 МПа, когда резиновый элемент до­ статочно сжат и плотно прилегает к стенке скважины, штифты, удержи­ вающие седло, срезаются и давление в трубах резко падает.

239

После закачивания тампонажной смеси ведущую трубу или заливоч­ ную головку отсоединяют и в бурильные трубы бросают пробку 10, ко­ торую продавливают расчетным объемом бурового раствора. Пробка перекрывает канал ствола пакера, в результате чего резко повышается

2 4 0