[go: up one dir, main page]

RU2542014C1 - Procedure for elimination of behind- casing flows - Google Patents

Procedure for elimination of behind- casing flows Download PDF

Info

Publication number
RU2542014C1
RU2542014C1 RU2014104116/03A RU2014104116A RU2542014C1 RU 2542014 C1 RU2542014 C1 RU 2542014C1 RU 2014104116/03 A RU2014104116/03 A RU 2014104116/03A RU 2014104116 A RU2014104116 A RU 2014104116A RU 2542014 C1 RU2542014 C1 RU 2542014C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casing
cement
interval
expansion
string
Prior art date
Application number
RU2014104116/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фарит Фоатович Ахмадишин
Нигаматьян Хамитович Хамитьянов
Альберт Салаватович Ягафаров
Анатолий Вениаминович Киршин
Владимир Борисович Оснос
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority to RU2014104116/03A priority Critical patent/RU2542014C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2542014C1 publication Critical patent/RU2542014C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method includes expansion of a casing string in each interval of behind-the-casing flows outside limits of elastic deformation until gaps between the string and the cement as well as between the cement and the rock are eliminated. Expansion is performed by a device equipped with rollers used as working members; the device is run in at the drill string to the upper mark of the interval of required expansion above the existing or preliminary made perforation interval, thereupon by rotation of the device with simultaneous downfeed and injection of fluid, under the action of the above fluid the rollers are set to the operating position; by an impact on the inner surface of the casing string it is expanded by rolling out within the whole interval of the behind-the-casing flow or at several individual areas. At rolling-out excessive stress is generated on the walls of the casing string in order to reinforce the behind-the-casing cement by its thickening, at that the diameter of the rolling out device in the operating position is selected by 4-8.5% more than the inner diameter of the casing string before expansion.
EFFECT: speeding-up of the repair process, reducing the number of operations.
3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам капитального ремонта скважин.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods for overhaul wells.

Известен способ герметизации заколонных перетоков, осуществляемый устройством для герметизации заколонных перетоков (патент RU №2287664, МПК E21B 33/13, опубл. в бюл. №32 от 20.11.2006), включающий установку устройства в интервале расширения, создание избыточного давления в цилиндрах гидравлического привода с выводом из него клинового конуса, расширяющего гладкие или с поперечными выступами плашки, давящие на стенки скважины, с их расширением за пределы пластической деформации и ликвидацией заколонных перетоков.A known method of sealing annular flows, carried out by a device for sealing annular flows (patent RU No. 2287664, IPC E21B 33/13, published in bulletin No. 32 of 11/20/2006), including installing the device in the expansion interval, creating excess pressure in the hydraulic cylinders drive with the withdrawal of a wedge cone, expanding smooth or with transverse protrusions dies, pressing on the walls of the well, with their expansion beyond the plastic deformation and elimination of annular flows.

Недостатком этого способа является то, что при использовании плашек с поперечными выступами с нагрузками, превышающими усилие пластической деформации, возможны с вероятностью 50% (каждая вторая установка) несанкционированное вскрытие обсадной колонны и возникновение внутрискважинных перетоков жидкости, то есть аварийная ситуация.The disadvantage of this method is that when using dies with transverse protrusions with loads exceeding the force of plastic deformation, unauthorized opening of the casing and the occurrence of downhole fluid flows are possible with a probability of 50% (every second installation), that is, an emergency.

Наиболее близким по технической сущности является способ устранения заколонных перетоков (патент SU №1813873, МПК E21B 33/13, опубл. в бюл. №17 от 07.05.1993), включающий герметизацию каналов перетоков, при этом с целью упрощения технологии работ обсадную колонну в интервале перетоков или на отдельных участках расширяют за пределы упругих деформаций.The closest in technical essence is the method of elimination of annular flows (patent SU No. 1813873, IPC E21B 33/13, published in Bulletin No. 17 of 05/07/1993), including sealing of the channels of the flows, while in order to simplify the technology of work, the casing in the overflow interval or in individual sections extend beyond the limits of elastic deformations.

Недостатком данного способа является то, что гидравлический якорь в этом применении не создает полного кольцевого расширения, что приводит к низкой эффективности герметизации заколонных перетоков.The disadvantage of this method is that the hydraulic anchor in this application does not create a full annular expansion, which leads to low sealing efficiency of annular flows.

Также недостатками обоих способов являются:Also the disadvantages of both methods are:

- необходимость осуществления большого количества циклов установки перемещения, вращения устройства и местного последующего расширения в протяженном и сплошном интервале для устранения заколонных перетоков, что приводит к увеличению времени ремонта и, как следствие, к высоким материальным затратам;- the need for a large number of installation cycles of movement, rotation of the device and local subsequent expansion in an extended and continuous interval to eliminate annular flows, which leads to an increase in repair time and, as a consequence, to high material costs;

- необходимость повышения давления до очень высоких значений (до 100 МПа), что требует применения специального оборудования и инструмента, а это связано со значительным удорожанием применения способа;- the need to increase pressure to very high values (up to 100 MPa), which requires the use of special equipment and tools, and this is associated with a significant increase in the cost of applying the method;

- невозможность расширения труб свыше 4% (по диаметру) для устранения заколонных перетоков, происходящих непосредственно по цементу, так как жидкость, находящаяся в трещинах и порах цемента, практически несжимаема.- the inability to expand pipes over 4% (in diameter) to eliminate annular cross-flows that occur directly along the cement, since the liquid in the cracks and pores of the cement is practically incompressible.

Техническими задачами предложения являются гарантированное исключение заколонных перетоков за счет уплотнения заколонного цемента с расширением по внутреннему диаметру на 4-8,5%, снижение материальных затрат при расширении обсадной колонны труб за счет использования для этого вальцевания и, как следствие, применения меньших давлений и количества установок расширяющегося элемента.The technical objectives of the proposal are the guaranteed exclusion of annular flows due to compaction of annular cement with an expansion of 4-8.5% in inner diameter, reduction of material costs when expanding the casing string due to the use of rolling and, as a result, the use of lower pressures and quantities expandable item settings.

Технические задачи решаются способом ликвидации заколонных перетоков, включающим расширение обсадной колонны в каждом интервале перетоков за пределы упругих деформаций до устранения зазоров между обсадной колонной и цементом, а также между цементом и породой.Technical problems are solved by the method of elimination of annular flows, including the expansion of the casing in each flow interval beyond the elastic deformations to eliminate gaps between the casing and cement, as well as between cement and rock.

Новым является то, что расширение обсадной колонны осуществляют устройством, снабженным роликами в качестве рабочих элементов, которое спускают на колонне бурильных труб до верхней отметки интервала необходимого расширения выше существующего или предварительно выполненного интервала перфорации, после чего вращением устройства с одновременной подачей вниз и закачкой жидкости, под действием которой ролики выходят в рабочее положение, воздействуя на внутреннюю поверхность обсадной колонны, расширяют ее методом развальцовывания на всем интервале перетока или на нескольких отдельных участках, причем при развальцовке создают избыточное напряжение на стенки обсадной колонны для дополнительного упрочнения заколонного цемента уплотнением его по толщине, при этом диаметр развальцевателя в рабочем положении выбирают на 4-8,5% больше внутреннего диаметра обсадной колонны до ее расширения.New is that the extension of the casing is carried out by a device equipped with rollers as working elements, which is lowered on the drill pipe string to the upper mark of the interval of necessary expansion above the existing or pre-made perforation interval, after which the device is rotated with simultaneous flow down and pumping of fluid, under the action of which the rollers reach the working position, acting on the inner surface of the casing string, expand it by flaring on the sun m flow interval or in several separate sections, and during flaring create excessive stress on the walls of the casing for additional hardening of the annular cement by sealing it in thickness, while the diameter of the flare in the working position is chosen 4-8.5% larger than the inner diameter of the casing to its expansion.

На фиг.1 показан переток между цементным кольцом и породой скважины; на фиг.2 - переток между обсадной колонной и цементным кольцом, на фиг.3 - расширение обсадной колонны развальцевателем для устранения перетоков.Figure 1 shows the crossflow between the cement ring and the rock of the well; figure 2 - crossflow between the casing and the cement ring, figure 3 is the expansion of the casing flare to eliminate overflows.

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

Перед проведением ремонтных работ в скважине 1 (фиг.1) выполняют геофизические исследования с целью установления интервала перетоков 2 между цементным кольцом 3 и породой 4 и/или между обсадной колонной 5 (фиг.2) и цементным кольцом 3, а также плотности заколонного цемента (плотность цемента составляет 1,6-1,8 кг/см3, а плотность пластовой жидкости в порах и трещинах цемента - 0,88-1,2 кг/см3) в цементном кольце 3 и расположения и наличия участков нарушений и перфораций в обсадной колонне 5 (фиг.2). В ходе исследований также определяют, на какое расширение относительно внутреннего диаметра обсадной колонны 5 настраивать устройство 6 (фиг.3) - от 4 до 8,5%. Чем меньше плотность цемента в цементном кольце 3 (фиг.1), тем на большее расширение настраивают устройство 6. Практические исследования показали, что расширение более чем на 4% приводит к уплотнению заколонного цемента, а на 8,5% гарантированно исключает заколонные перетоки как между цементным кольцом 3 и породой 4 и/или между обсадной колонной 5 (фиг.2) и цементным кольцом 3, так и непосредственно по цементу даже при минимальной возможной низкой плотности цемента в цементном кольце 3 (фиг.1). Определив интервалы заколонных перетоков, производят перфорацию 7 (фиг.3) обсадной колонны 5 в нижней части интервала расширения при отсутствии там существующих интервалов перфорации 7. Устройство 6, снабженное роликами 8 в качестве рабочих элементов, спускают на колонне бурильных труб 9 до верхней отметки 10 интервала необходимого расширения 11 выше интервала 7. Вращением устройства 6 с одновременной подачей вниз бурильных труб 9 и закачкой жидкости (при давлении не более 3 МПа) по ним, под действием которой ролики 8 выходят в рабочее положение и, воздействуя на внутреннюю поверхность обсадной колонны 5, расширяют ее методом развальцовывания за пределы упругих деформаций на 4-8,5% относительно внутреннего диаметра обсадной колонны 5 на всем интервале перетока 2 или на нескольких отдельных участках до устранения зазоров между обсадной колонной 5 и цементным кольцом 3 (фиг.2), между цементным кольцом 3 и породой 4 (фиг.1), а также за счет уплотнения цемента в цементном кольце 3 (фиг.2) по толщине, устраняя в нем поры и трещины. При этом жидкость из затрубного пространства и из пор и трещин цемента в цементном кольце 3 выгоняется через интервалы 7 (фиг.3) внутрь обсадной колонны 5 (фиг.1) или в расположенный ниже водяной пласт (на фиг. не показан), не препятствуя расширению обсадной трубы 5 на необходимую величину 4-8,5%. Исследования показали, что после такого расширения заколонные перетоки были практически полностью исключены.Before carrying out repair work in the well 1 (Fig. 1), geophysical studies are performed to establish the interval of flows 2 between the cement ring 3 and the rock 4 and / or between the casing 5 (Fig. 2) and the cement ring 3, as well as the density of the annular cement (cement density is 1.6-1.8 kg / cm 3 , and the density of the reservoir fluid in the pores and cracks of cement is 0.88-1.2 kg / cm 3 ) in the cement ring 3 and the location and presence of areas of disturbances and perforations in the casing 5 (figure 2). In the course of the research, it is also determined which expansion relative to the inner diameter of the casing string 5 to adjust the device 6 (Fig. 3) from 4 to 8.5%. The lower the density of cement in the cement ring 3 (Fig. 1), the greater the device 6 is tuned for expansion. Practical studies have shown that expansion by more than 4% leads to compaction of annular cement, and by 8.5% it is guaranteed to exclude annular flows as between the cement ring 3 and the rock 4 and / or between the casing 5 (figure 2) and the cement ring 3, and directly on the cement even with the lowest possible low density of cement in the cement ring 3 (figure 1). Having determined the intervals of annular flows, perforation 7 (Fig. 3) of the casing 5 is made in the lower part of the expansion interval in the absence of existing perforation intervals 7. The device 6, equipped with rollers 8 as working elements, is lowered on the drill pipe string 9 to the upper mark 10 the interval of the necessary expansion 11 is higher than the interval 7. Rotating the device 6 with the simultaneous supply of drill pipes 9 downward and pumping fluid (at a pressure of not more than 3 MPa) through them, under the action of which the rollers 8 enter the working position and acting on the inner surface of the casing 5, expand it by flaring beyond the elastic deformations by 4-8.5% relative to the inner diameter of the casing 5 over the entire flow interval 2 or in several separate sections until the gaps between the casing 5 and the cement ring are eliminated 3 (FIG. 2), between the cement ring 3 and the rock 4 (FIG. 1), and also due to the compaction of cement in the cement ring 3 (FIG. 2) in thickness, eliminating pores and cracks in it. At the same time, the liquid from the annulus and from the pores and cracks of the cement in the cement ring 3 is expelled at intervals 7 (Fig. 3) into the casing 5 (Fig. 1) or into the water layer below (in Fig. Not shown), without interfering the expansion of the casing 5 by the required value of 4-8.5%. Studies have shown that after such an expansion, annular flows were almost completely excluded.

Для дальнейшей эксплуатации скважины 1 (фиг.1) интервалы 7 (фиг.3) перфорации или нарушений в обсадной колонне 5 при необходимости перекрываются пластырями (например, расширяемыми патрубками, гофрированными трубами или проходными пакерами) при использовании продуктивных пластов ниже интервала(ов) расширения 11 или отсекаются (например, глухими пакерами или пакерами-пробками) при использовании продуктивных пластов выше интервала(ов) расширения 11.For further operation of the well 1 (Fig. 1), the intervals 7 (Fig. 3) of perforation or disturbances in the casing 5 are overlapped, if necessary, with patches (for example, expandable nozzles, corrugated pipes or through packers) when using productive formations below the expansion interval (s) 11 or cut off (for example, deaf packers or plug packers) when using productive formations above the expansion interval (s) 11.

Предлагаемый способ позволяет ликвидировать заколонные перетоки, в том числе и по заколонному цементу, за счет расширения обсадной колонны на 4-8,5% относительно внутреннего диаметра, а также снизить материальные затраты и ускорить процесс ремонта скважины за счет меньших нагрузок и давлений, а также количества операций - по одной на каждый интервал расширения.The proposed method allows to eliminate annulus flows, including annular cement, by expanding the casing by 4-8.5% relative to the inner diameter, as well as reduce material costs and accelerate the process of repairing the well due to lower loads and pressures, as well as the number of operations - one for each expansion interval.

Claims (1)

Способ ликвидации заколонных перетоков, включающий расширение обсадной колонны в каждом интервале перетоков за пределы упругих деформаций до устранения зазоров между обсадной колонной и цементом, а также между цементом и породой, отличающийся тем, что расширение обсадной колонны осуществляют устройством, снабженным роликами в качестве рабочих элементов, которое спускают на колонне бурильных труб до верхней отметки интервала необходимого расширения выше существующего или предварительно выполненного интервала перфорации, после чего вращением устройства с одновременной подачей вниз и закачкой жидкости, под действием которой ролики выходят в рабочее положение, воздействуя на внутреннюю поверхность обсадной колонны, расширяют ее методом развальцовывания на всем интервале перетока или на нескольких отдельных участках, причем при развальцовке создают избыточное напряжение на стенки обсадной колонны для дополнительного упрочнения заколонного цемента уплотнением его по толщине, при этом диаметр развальцевателя в рабочем положении выбирают на 4-8,5% больше внутреннего диаметра обсадной колонны до ее расширения. A method for eliminating casing flows, including expanding the casing in each flow interval beyond elastic deformations to eliminate gaps between the casing and cement, and between cement and rock, characterized in that the casing is expanded with a device equipped with rollers as working elements, which is lowered on the drill pipe string to the upper mark of the interval of necessary expansion above the existing or pre-completed perforation interval, after which by rotating the device with a simultaneous downward flow and injection of fluid, under which the rollers enter the working position, acting on the inner surface of the casing string, expand it by flaring over the entire flow interval or in several separate sections, and during expansion create excessive stress on the casing wall for additional hardening of annular cement by compaction by thickness, while the diameter of the flare in the working position is chosen 4-8.5% more than the internal the diameter of the casing string before it expands.
RU2014104116/03A 2014-02-05 2014-02-05 Procedure for elimination of behind- casing flows RU2542014C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014104116/03A RU2542014C1 (en) 2014-02-05 2014-02-05 Procedure for elimination of behind- casing flows

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014104116/03A RU2542014C1 (en) 2014-02-05 2014-02-05 Procedure for elimination of behind- casing flows

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2542014C1 true RU2542014C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53288878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014104116/03A RU2542014C1 (en) 2014-02-05 2014-02-05 Procedure for elimination of behind- casing flows

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542014C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040140086A1 (en) * 2003-01-22 2004-07-22 Weatherford/Lamb, Inc. Expansion apparatus having resistive medium
RU2287664C1 (en) * 2005-05-13 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for pressurizing behind-column overflows
RU2322568C1 (en) * 2006-08-04 2008-04-20 ООО "Татнефть-Бурение" Device for pipe expansion inside well
RU2361062C1 (en) * 2007-11-02 2009-07-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of elimination of behind-casing flow in wells of small diametre

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040140086A1 (en) * 2003-01-22 2004-07-22 Weatherford/Lamb, Inc. Expansion apparatus having resistive medium
RU2287664C1 (en) * 2005-05-13 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for pressurizing behind-column overflows
RU2322568C1 (en) * 2006-08-04 2008-04-20 ООО "Татнефть-Бурение" Device for pipe expansion inside well
RU2361062C1 (en) * 2007-11-02 2009-07-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of elimination of behind-casing flow in wells of small diametre

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100319427A1 (en) Apparatus and method for expanding tubular elements
NO337337B1 (en) System for isolating a selected zone in a formation cut through a wellbore and method for applying a patch to a wellbore ”
CN109339855A (en) Multistage fracturing method of coiled tubing perforation in long borehole casing for underground gas extraction in coal mines
RU2612061C1 (en) Recovery method of shale carbonate oil field
CN110439524B (en) Repeated fracturing transformation method for oil and gas well
RU2612060C1 (en) Method of development of carbonate shaly oil deposits
RU2366805C1 (en) Method of development of hydrocarbon deposit
RU2667240C1 (en) Method for multiple hydraulic fracturing of formation in horizontal shaft of well
RU2578095C1 (en) Method for isolation of water flow in open horizontal section producing wells
DK179197B1 (en) Process for controlling the production of hydrocarbons from an underground reservoir
CN102174881B (en) Method for drilling holes and protecting walls by plastic expansion casing pipe and special expansion casing pipe
DK181436B1 (en) Method and system for pulling tubulars out of a subterranean well
RU2542014C1 (en) Procedure for elimination of behind- casing flows
RU2092673C1 (en) Method for repair of production casing string in well
RU2369733C1 (en) Method of hydrocarbon deposit operation
RU2638672C1 (en) Method for drilling out downhole equipment with use of flexible pipe
RU2496000C1 (en) Development method of deposits of high-viscosity oil or bitumen
RU2433246C1 (en) Method of well trouble isolation by profile shutters
RU2616052C1 (en) Method development of shaly carbonate oil pays
RU2191886C2 (en) Method of isolation of beds with water flows
RU2533470C2 (en) Procedure for recovery of tightness in flow strings
RU2537709C1 (en) Procedure for elimination of behind-casing flows
RU2484241C2 (en) Gas well completion method
RU2370637C1 (en) Method of recovery of yield and bringing to operation of temporarily shut-in wells with complicated structure of collectors under conditions of abnormally low bed pressure
RU2584194C1 (en) Method for prevention of behind-casing flows in well