Спосіб тампонування свердловин

Изобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности, предназначено для тампонирования буровых скважин в зонах поглощения промывочной жидкости. Бурение скважин в проницаемых пластах горной породы часто осложняется поглощениями промывочной жидкости. Известны способы тампонирования зон осложнения термопластичными материалами, например, безводными битумными смесями, которые расплавляют на поверхности и в жидком состоянии доставляют по трубам или в специальном контейнере в зону осложнения (Рафиенко И.И. Эффективные методы ликвидации поглощений промывочной жидкости при бурении. - М.: Недра, 1967). Недостатком известного способа является быстрое остывание расплавленной битумной смеси при доставке ее в зону осложнения, связанное с этим ограничение глубины применения и снижение качества тампонирования. Кроме этого, расплавление битума в условиях буровой, наполнение горячим расплавом контейнеров повышает опасность труда буровой бригады. Известен способ тампонирования зон осложнения тампонажной смесью на битумной основе (А.с. СССР №1196490, 1984), которую в пакетах доставляют на забой скважины и разбуривают специальным снарядом. При разбуривании, за счет трения, битумная смесь нагревается, размягчается и задавливается в каналы поглощения. Недостатком известного способа является низкая температура нагрева, высокая вязкость и недостаточная глубина проникновения битумной смеси в каналы поглощения. Через некоторое время, в результате релаксации, битумная смесь вытекает из каналов поглощения в скважину и поглощение возобновляется. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа тампонирования буровых скважин, в котором расплавление термопластичного тампонажного материала обеспечивается в зоне осложнения, нагретой там же, до требуемой температуры, промывочной жидкостью и за счет этого увеличивается глубина проникновения расплава в каналы поглощения, повышается надежность изоляционных работ, улучшаются условия тр уда. Поставленная задача решается тем, что в способе тампонирования, включающем доставку в зону осложнения термопластичного тампонажного материала, нагрев его, задавливание в каналы поглощения, согласно изобретению выбирают тот термопластичный материал, у которого плотность. расплава выше плотности промывочной жидкости и температура плавления находится в пределе где - температура кипения промывочной жидкости в условиях скважины на глубине осложнения; температура плавления термопластичного материала; - температура окружающих горных пород, а термопластичный материал расплавляют промывочной жидкостью, предварительно нагретой в зоне осложнения. Кроме того, в качестве термопластичного материала используют серу. Промывочную жидкость нагревают в зоне осложнения до температуры, определяемой, по формуле где - коэффициент, учитывающий тепловые потери; - масса соответственно нагретой промывочной жидкости и термопластичного материала; теплоемкость соответственно промывочной жидкости и термопластичного материала; - соответственно начальная температура и температура плавления термопластичного материала; удельная теплота плавления термопластичного материала. Нагрев термопластичного материала осуществляют промывочной жидкостью на водной основе. В качестве термопластичного материала используют, например, серу. Тампонирование зоны осложнения по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. Предварительно определяют мощность и глубин у залегания зоны осложнения, температуру, трещиноватость, проницаемость горных пород. Определяют размеры изоляционной оболочки, вид и объем термопластичного тампонажного материала, необходимую температур у нагрева промывочной жидкости в зоне осложнения, мощность электронагревателя, время нагрева. Опускают в зону осложнения электронагреватель на кабеле и нагревают им промывочную жидкость до температуры t. Затем нагрев прекращают, электронагреватель извлекают из скважины и в зону осложнения доставляют гранулы термопластичного материала в контейнере, или засыпают их по колонне труб или по скважине. В среде нагретой промывочной жидкости гранулы расплавляются, образуя на забое скважины столб расплава. В скважине за счет повышения столба промывочной жидкости, или с помощью бурового насоса при герметизированном устье, создают избыточное давление, под действием которого полученный расплав задавливается в проницаемый пласт. Перетекая из скважины в каналы поглощения и двигаясь по ним, расплав постепенно охлаждается, застывает на определенном расстоянии от скважины и кольматирует эти каналы. В результате вокруг скважины, в зоне осложнения, создается водонепроницаемая и прочная изоляционная оболочка. В качестве тампонажного материала, могут быть использованы термопластичные материалы, плотность расплава которых превышает плотность промывочной жидкости, например, сера, поливинилхлорид, парадихлорбензол и др. За счет более высокой плотности расплав не всплывает в среде промывочной жидкости и в скважине дополнительно создается избыточное давление. Расплав серы имеет вязкость при температуре ее плавления (120°C) на порядок меньше, чем вязкость битума при той же температуре, что увеличивает глубину проникновения серы в проницаемый пласт. Расплавление гранул термопластичного материала в среде промывочной жидкости позволяет снизить затраты времени на эту операцию по сравнению с прямым нагревом, так как теплопроводность воды, на основе которой приготавливают промывочное жидкости, значительно превышает теплопроводность большинства термопластичных материалов. Так, например,. теплопроводность воды в 4 раза больше теплопроводности серы. Приготовление расплава непосредственно в зоне осложнения, отсутствие контакта бурового персонала с расплавом, улучшает безопасность труда на буровой. Повышение надежности изоляционных работ позволит уменьшить количество повторных тампонажей и расход обсадных труб и в целом снизить стоимость сооружения скважины.