СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ ПРИ КАТАСТРОФИЧЕСКОМ ПОГЛОЩЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR DRILLING WELL IN DISASTROUS LOST CIRCULATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин в осложненных условиях.
Известен способ бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении (Крылов В.И. «Осложнения при бурении скважин». - М.: Недра, 1965), включающий циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом под кондуктор с промывкой водой, без циркуляции с остановками на набор воды, причем процесс по схеме следующий: остановка на набор воды в приемные амбары - бурение -остановка на набор воды в приемные амбары, при этом осуществляют завоз воды автоцистернами от ближайшего водоема и производят набор воды в приемные амбары из автоцистерн.
Недостатками способа являются:
- во-первых, длительный процесс реализации способа, связанный с большими простоями в цикле остановки в ожидании завоза воды автотранспортом и периодичностью движения автотранспорта до ближайшего водоема;
- во-вторых, высокая стоимость реализации способа, связанная с большими затратами на автотранспорт для периодической доставки воды в приемные амбары в процессе циклического бурения, особенно при большой удаленности водоема от бурящейся скважины, а при отсутствии водоема необходимо прокладывать водовод, что чревато еще более высокими материальными и финансовыми затратами.
Известно также устройство для бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении (Крылов В.И. «Осложнения при бурении скважин». - М.: Недра, 1965), содержащее бурильный инструмент с долотом.
Недостатком устройства является невозможность откачки пластовой воды из интервала зоны катастрофического поглощения скважины в приемные амбары в процессе вскрытия данного интервала скважины под кондуктор.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления (см. патент RU №2569653, Е21В 21/00, опубл. 27.11.2015), включающий циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом под кондуктор с промывкой водой без циркуляции с остановками на набор воды в приемные амбары, в циклах остановки на набор воды извлечение из скважины бурильного инструмента с долотом, спуск в скважину в интервал зоны катастрофического поглощения на колонне технологических труб насоса и установку его на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой жидкости в скважине, набор пластовой воды в приемные амбары из скважины, извлечение колонны технологических труб с насосом из скважины, спуск бурильного инструмента с долотом, продолжение бурения в интервале зоны катастрофического поглощения с промывкой пластовой водой до израсходования воды в приемных амбарах, после чего повторение вышеописанного цикла остановки на набор пластовой воды в приемные амбары и бурения, начиная с извлечения из скважины бурильного инструмента с долотом.
Недостатками способа являются длительный и затратный процесс реализации способа в циклах остановки на набор воды, связанный с извлечением из скважины бурильного инструмента с долотом, что ограничивает область его применения бурением под кондуктор.
А также устройство для бурения скважины под кондуктор при катастрофическом поглощении, содержащее бурильный инструмент с долотом для циклического бурения с остановками на набор воды в приемные амбары, устройство, в интервале зоны катастрофического поглощения в циклах остановки на набор воды, оснащенное колонной технологических труб с насосом для откачки пластовой воды из скважины в приемные амбары.
Недостатками устройства является необходимость извлечения из скважины бурильного инструмента с долотом в циклах остановки на набор воды в приемные амбары.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности способа за счет сокращения длительности и снижения стоимости работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширения области применения.
Поставленный технический результат по повышению эффективности способа решается описываемым способом бурения скважины при катастрофическом поглощении, включающим циклический процесс бурения скважины бурильным инструментом с долотом с промывкой водой без циркуляции до израсходования воды в приемных амбарах с остановками на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины.
Новым является то, что бурение скважины проводят до не полного израсходования воды в приемных амбарах, в циклах остановки на набор пластовой воды из скважины извлекают верхнюю часть бурильного инструмента, в скважину на колонне технологических труб спускают струйный насос, самоуплотняющийся пакер под ним, патрубок и нижнюю часть бурильного инструмента с долотом, при этом долото устанавливают в интервал выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос устанавливают на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине, рабочую воду из приемных амбаров в струйный насос подают по технологической колонне, а пластовую воду из затрубного пространства под самоуплотняющимся пакером поднимают на устье скважины по затрубному пространству над самоуплотняющимся пакером и подают в приемные амбары, после заполнения приемных амбаров пластовой водой подачу рабочей воды прекращают и извлекают из скважины колонну технологических труб со струйным насосом, самоуплотняющимся пакером и патрубком, соединяют и спускают в скважину верхнюю и нижнюю части бурильного инструмента с долотом и продолжают бурение в интервале зоны катастрофического поглощения с промывкой пластовой водой до не полного израсходования воды в приемных амбарах, после чего вышеописанный цикл остановки на набор пластовой воды в приемные амбары из скважины и бурения повторяют, начиная с извлечения из скважины верхней части бурильного инструмента.
Поставленный технический результат по повышению эффективности устройства решается описываемым устройством для бурения скважины при катастрофическом поглощении, содержащим бурильный инструмент с долотом для циклического бурения с остановками на набор пластовой воды из скважины в приемные амбары в интервале зоны катастрофического поглощения, в циклах остановки на набор воды, колонну технологических труб с насосом для откачки пластовой воды из скважины в приемные амбары.
Новым является то, что в качестве насоса устанавливают струйный насос с боковым выходом, соединенный снизу с самоуплотняющимся пакером, который через патрубок с боковым отверстием соединяют с нижней частью бурильного инструмента с долотом.
Совокупность отличительных признаков предлагаемого способа бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления позволяют решить поставленную задачу.
Из патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявляемая совокупность отличительных признаков. Следовательно, заявляемые способ и устройство соответствуют критерию изобретения «изобретательский уровень».
На фиг. 1 схематично изображены предлагаемый способ бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления в цикле бурения.
На фиг. 2 схематично изображены предлагаемый способ бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления в цикле остановки на набор воды в приемные амбары из скважины.
Способ бурения скважины при катастрофическом поглощении с помощью устройства для его осуществления включает циклический процесс бурения с остановками на набор воды в приемные амбары из скважины и реализуется следующим образом.
Проводят бурение скважины 1 (см. фиг. 1) с применением бурильного инструмента 2 с долотом 3 с промывкой водой, которую подают из приемных амбаров 4 насосом 5 в интервал бурения через бурильный инструмент 2 и долото 3. Бурение скважины производят до вскрытия интервала зоны катастрофического поглощения 6 и до не полного израсходования воды в приемных амбарах 4, в результате чего достигается цикл остановки на набор воды в приемные амбары 4 из скважины 1.
В цикле остановки на набор воды в приемные амбары 4 из скважины 1 извлекают из скважины 1 верхнюю часть бурильного инструмента 2 (см. фиг. 2) с таким расчетом, чтобы при дальнейшем спуске в скважину 1 колонны технологических труб 7 долото 3 располагалось в интервале выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос 8 располагался на 10-20 метров ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине. В скважину 1 на колонне технологических труб 7 спускают струйный насос 8, самоуплотняющийся пакер 9 под ним, соединенную с самоуплотняющимся пакером 9 через патрубок 10 с боковым отверстием 11 нижнюю часть бурильного инструмента 12 с долотом 3 на расчетную глубину. В качестве колонны технологических труб 7 используют, например, бурильную колонну труб, используемую в составе бурильного инструмента 2 при бурении скважины 1 с целью исключения завоза труб другого типоразмера. Из приемных амбаров 4 по колонне технологических труб 7 на вход струйного насоса 8 подают рабочую воду, при истечении которой из сопла 13 создается разряжение в приемной камере 14, сообщающейся с подпакерной затрубной полостью 15 скважины 1 через боковое отверстие 11 в патрубке 10, вследствие чего инжектируемая из подпакерной затрубной полости 15 скважины 1 пластовая вода в камере смешения 16 смешивается с рабочей водой и через боковой выход 17 струйного насоса 8 подается в надпакерное затрубное пространство 18 скважины 1, по которому поднимается на устье в приемные амбары 4. Объем рабочей воды, оставляемый в приемных амбарах 4 при бурении скважины 1, определяется расчетным или опытным путем, с целью исключения завоза дополнительного объема воды. В качестве насоса подающего рабочую воду на вход струйного насоса 8 используют, например, насос 5, используемый в составе бурильного инструмента 2 при бурении скважины 1 с целью исключения завоза насоса другого типа и другими характеристиками.
После заполнения приемных амбаров 4 пластовой водой подачу рабочей воды на вход струйного насоса 8 прекращают, из скважины 1 извлекают колонну технологических труб 7, струйный насос 8, самоуплотняющейся пакер 9, патрубок 10. Соединяют и спускают в скважину 1 верхнюю и нижнюю части бурильного инструмента 2 с долотом 3 и продолжают бурение с промывкой пластовой водой из приемных амбаров 4 до не полного израсходования пластовой в приемных амбарах, например, при бурении интервала зоны катастрофического поглощения 6.
После чего вышеописанный цикл остановки на набор пластовой в приемные амбары 4 и бурения повторяют, начиная с извлечения из скважины 1 верхней части бурильного инструмента 2.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство бурения скважины при катастрофическом поглощении позволяют решить поставленную техническую задачу повышения эффективности способа за счет сокращения длительности и снижения стоимости работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширения области применения.
Сокращение длительности и снижение стоимости работ в циклах остановки на набор пластовой воды и расширение области применения обеспечивается за счет того, что из скважины 1 извлекается верхняя часть бурильного инструмента 2, в скважину на колонне технологических труб 7 спускается струйный насос 8 с боковым выходом 17, самоуплотняющийся пакер 9 под ним, который через патрубок 10 с боковым отверстием 11 соединен с нижней частью бурильного инструмента 2 с долотом 3, долото устанавливается в интервал выше зоны возможного его прихвата, а струйный насос устанавливается на 10-20 м ниже установившегося уровня пластовой воды в скважине 1, из приемных амбаров 4 рабочая вода на вход струйного насоса 8 подается по технологической колонне 7, а пластовая вода из затрубного пространства 15 под самоуплотняющимся пакером 9 поднимается на устье скважины 1 по затрубному пространству 18 над самоуплотняющимся пакером 9 и подается в приемные амбары 4, после заполнения приемных амбаров 4 пластовой водой подача рабочей воды на вход струйного насоса 8 прекращается и извлекается из скважины колонна технологических труб 7 со струйным насосом 8, самоуплотняющимся пакером 9 и патрубком 10, собирается и спускается в скважину верхняя и нижняя части бурильного инструмента 2 с долотом 3 и продолжается бурение.
Использование предлагаемого способа бурения скважины при катастрофическом поглощении и устройство для его осуществления позволяют:
- во-первых, сократить длительность и снизить стоимость реализации способа без потери эффективности его осуществления;
- во-вторых, извлекать из скважины в цикле остановки на набор пластовой воды только верхнюю часть бурильного инструмента;
- в-третьих, использовать более простой и дешевый струйный насос без дополнительного кабеля;
- в-четвертых, расширить область применения способа на бурение всего ствола скважины.
3
Внедрение предложенного изобретения позволило на 12 скважинах ООО УК "Шешмаойл" (Республика Татарстан) отказаться от заказа автотранспортных услуг по завозу воды на буровую, в среднем за 9 часов работы устройства набор воды в амбар составил 1350 м.