RU2148701C1

RU2148701C1 - Method for consolidation of unstable clayey depositions exposed by drilling

Info

Publication number: RU2148701C1
Application number: RU96110591A
Authority: RU
Inventors: И.С. Катеев; В.И. Момот; А.Н. Шакиров; Э.И. Сулейманов; Р.И. Катеев; З.З. Шарафутдинов
Original assignee: Малое внедренческое предприятие "Экобур"
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 2000-05-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: according to method, bath is arranged in interval of deposition of unstable clayey rock matter in bore-hole with use of 0.3-0.5% water solution of water-soluble polyelectrolyte of cationic type. Operation is performed after opening of aforesaid interval by drilling with application of water-based drilling fluids or with application of natural water suspension. EFFECT: higher efficiency. 1 cl

Description

Предложение относится к способам строительства нефтяных и газовых скважин, а именно к способам укрепления вскрытых бурением неустойчивых глинистых отложений разреза. The proposal relates to methods for the construction of oil and gas wells, and in particular to methods for strengthening unstable clay deposits of a section exposed by drilling.

Известен способ укрепления зон осложнений при строительстве скважин, например зон поглощений бурового раствора, зон глинистых отложений, разрушающихся вследствие гидратации глин с образованием каверн профильными перекрывателями (см. а. с. N 907220, E 21 B 33/12, 963333, а также статью Абдрахманова Г. О. и др. "Изоляция зон поглощения стальными трубами без уменьшения диаметра скважины, журнал "Нефтяное хозяйство, N 4, 82 г., стр. 26-27). A known method of strengthening the zones of complications in the construction of wells, for example, zones of absorption of drilling fluid, zones of clay deposits that are destroyed due to hydration of clays with the formation of caverns with profile overlapping (see and.with. N 907220, E 21 B 33/12, 963333, as well as article Abdrakhmanova G. O. et al. "Isolation of absorption zones with steel pipes without reducing the diameter of the well, journal" Oil Industry, N 4, 82, pp. 26-27).

Недостатком данного способа является то, что он требует дополнительных затрат на расширение ствола скважины для установки профильного перекрывателя, связанных с задалживанием времени, труда и материалов, а также технических средств. The disadvantage of this method is that it requires additional costs for the expansion of the wellbore to install a profile overlap associated with the delaying of time, labor and materials, as well as technical means.

Кроме того, установка самих стальных профильных труб требует значительных затрат труда, времени и материалов. Таким образом, использование профильных перекрывателей с целью укрепления ствола скважины оправдана, когда использование других известных способов не дает положительных результатов. In addition, the installation of steel profile pipes themselves requires significant labor, time and materials. Thus, the use of profile blockers in order to strengthen the wellbore is justified when the use of other known methods does not give positive results.

Известен также способ укрепления стенок ствола скважины установкой цементного моста, осложненного кавернообразованиями в интервале залегания глинистых отложении (см. книгу Ашрафьяна М.О. "Технология разобщения пластов в осложненных условиях". Москва, Недра, 1989 г., стр. 134, кл. 5. "Современное состояние технологии установки цементных мостов в осложненных условиях") с последующим разбуриванием его с использованием EBC для продолжения углубления скважины. There is also a method of strengthening the walls of a wellbore by installing a cement bridge complicated by cavern formation in the interval of occurrence of clay deposits (see Ashrafyan M.O. "Technology of formation separation in complicated conditions." Moscow, Nedra, 1989, p. 134, cl. 5. "Current state of technology for installing cement bridges in difficult conditions"), followed by drilling it using EBC to continue deepening the well.

Указанный способ по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа. The specified method by technical nature is closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.

Недостатком его является то, что он требует для осуществления больших затрат времени (около 3-х суток в среднем) и материальных затрат - 8 тонн цемента, а также расходов, связанных с задалживанием техники - выезды на буровую цементировочного агрегата и цементосмесителя СМН-20 (2-3 агрегато-операции) и т.д. Its disadvantage is that it requires large amounts of time (about 3 days on average) and material costs - 8 tons of cement, as well as costs associated with equipment hardening - trips to the drilling cementing unit and SMN-20 cement mixer ( 2-3 aggregate operations), etc.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. The aim of the present invention is to remedy these disadvantages.

Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим вскрытие неустойчивых глинистых отложений разреза с использованием растворов на водной основе, укрепление стенок ствола скважины в интервале залегания глинистых пород после каждого вскрытия бурением глинистых отложений. The goal is achieved by the described method, including the opening of unstable clay deposits of the section using water-based solutions, strengthening the walls of the wellbore in the interval of occurrence of clay rocks after each opening by drilling clay deposits.

Новым является то, что укрепление стенок неустойчивых глинистых отложений скважины осуществляют путем установки водяной ванны, содержащей 0,3 - 0,5% по массе водорастворимого полиэлектролита катионного типа, марка ВПК-402. New is that the walls of unstable clay deposits of the well are strengthened by installing a water bath containing 0.3 - 0.5% by weight of the cationic water-soluble polyelectrolyte, grade VPK-402.

Установка такой ванны в зоне расположения гидратационно-активных глинистых отложений приводит к подавлению гидратации глин, к укреплению их, следовательно, предотвращает разрушение стенок скважины с образованием каверны и в конечном счете к значительному удешевлению строительства скважины. The installation of such a bath in the area of hydration-active clay deposits leads to the suppression of clay hydration, to their strengthening, therefore, prevents the destruction of the walls of the well with the formation of a cavity and ultimately to a significant reduction in the cost of well construction.

Вышеуказанные отличительные признаки предлагаемого способа, по нашему мнению, соответствует критерию "существенные отличия" изобретения, поскольку на дату подачи заявки из патентной и научно-технической литературы авторам не известны способы того же назначения и с такими же отличительными признаками. Кроме того, отличительные признаки предложения не являются идентичными и эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных способов. The above distinguishing features of the proposed method, in our opinion, meets the criterion of "significant differences" of the invention, since at the filing date of the application from the patent and scientific literature, the authors are not aware of the methods for the same purpose and with the same distinguishing features. In addition, the features of the proposal are not identical and equivalent in comparison with similar features of known methods.

Способ осуществляют в следующей последовательности. The method is carried out in the following sequence.

После вскрытия бурением подошвы залегания глинистых отложений с использованием бурового раствора на водной основе, в частности естественной водной суспензии (EBC), дальнейшее углубление забоя прекращают. Далее уточняют интервал глинистых отложений разреза и в зависимости от мощности укрепляемого интервала приготавливают расчетный объем водного раствора устанавливаемой ванны, содержащей в пределах 0,3 - 0,5% водорастворимого полиэлектролита катионного типа, марки ВПК-402. Реагент ВПК-402 представляет собой высокомолекулярное соединение линейно-циклической структуры, которое получают путем полимеризации мономера диметилдиаллиламмоний-хлорида. Полиэлектролит ВПК-402 неограниченно растворим в воде, низких спиртах, растворах кислот и щелочей, негорюч, невзрывоопасен, малотоксичен, не имеет неприятного запаха. Выпускается он согласно ТУ 6-05-2009-86 в виде бесцветной до желтого цвета жидкости. After drilling open the bottom of the clay deposits using a water-based drilling fluid, in particular natural water suspension (EBC), further deepening of the bottom is stopped. Next, the interval of clay deposits of the section is specified and, depending on the strength of the reinforced interval, the estimated volume of the aqueous solution of the installed bath is prepared, containing within the range 0.3-0.5% of the cationic water-soluble polyelectrolyte, grade VPK-402. The VPK-402 reagent is a high molecular weight compound of a linear cyclic structure, which is obtained by polymerization of a dimethyldiallylammonium chloride monomer. VPK-402 polyelectrolyte is unlimitedly soluble in water, low alcohols, solutions of acids and alkalis, non-combustible, non-explosive, low toxicity, has no unpleasant odor. It is produced according to TU 6-05-2009-86 in the form of a colorless to yellow liquid.

При содержании ВПК-402 в расчетном объеме воды менее 0,3% по массе его влияние на глинистые отложения незначительно, неэффективно, а при содержании его более 0,5% экономически нецелесообразно. When the VPK-402 content in the estimated volume of water is less than 0.3% by mass, its effect on clay deposits is insignificant, ineffective, and if it is more than 0.5%, it is not economically feasible.

После приготовления раствора расчетного объема его подают по колонне труб в интервал залегания глинистых отложений и выдерживают там продолжительностью не менее 4-х часов. After preparing a solution of the estimated volume, it is fed through a pipe string to the clay bedding interval and kept there for at least 4 hours.

В течение этого времени гидратационная активность частиц глины полностью подавляется и разрушение их под воздействием воды не происходит. Укрепленность стенок скважины при этом может сохраниться в течение 10-12 дней, обеспечивая дальнейшее углубление скважины бурением, не вызывая осложнений. During this time, the hydration activity of clay particles is completely suppressed and their destruction under the influence of water does not occur. The strengthening of the walls of the well can be maintained for 10-12 days, providing further deepening of the well by drilling, without causing complications.

При необходимости по истечении указанного времени установку такой ванны повторяют. Результаты лабораторных и промысловых исследований показали, что образцы из биклянской глины, малиновских, сарайлинских и кыновских глинистых отложений разреза скважины после их 4-часовой выдержки в 0,3 - 0,5%-ном водном растворе ВПК-402 в течение 10-12 дней не разрушаются, тогда как в обычных условиях они разрушаются в течение 2 - 4 ч. If necessary, after the specified time, the installation of such a bath is repeated. The results of laboratory and field studies showed that samples from Biklyan clay, Malinov, Saraylinsky and Kynov clay deposits of the well section after 4 hours exposure in a 0.3 - 0.5% aqueous solution of VPK-402 for 10-12 days do not collapse, whereas under ordinary conditions they collapse within 2 to 4 hours

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем. The technical and economic advantage of the proposal is as follows.

Использование способа обеспечивает строительство скважины без осложнений, позволяет резко сократить материальные затраты (цемента около 8 т), времени (3-4 суток), а также трудовые затраты, исключает задалживание транспортных и других технических средств по сравнению со способом, принятым за прототип. Использование способа принесет ощутимые экономические выгоды. Using the method ensures the construction of a well without complications, it allows to dramatically reduce material costs (cement about 8 tons), time (3-4 days), as well as labor costs, eliminates the shutdown of transport and other technical means in comparison with the method adopted for the prototype. Using the method will bring tangible economic benefits.

Claims

A method of strengthening opened drilling unstable clay deposits of a section, including opening drilling clay deposits of a section using a natural aqueous suspension, strengthening the walls of the well after each opening of unstable clay deposits, characterized in that the walls of unstable clay deposits of the well are strengthened by installing a water bath containing 0, 3 - 05% by weight of a water-soluble cationic polyelectrolyte of the VPK-402 brand.