Как сделать нефтяную скважину более «живучей»: патент недели
При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.
Патент: RU 2576253
Патентообладатель: ОАО «Тяжпрессмаш»
Авторы: Алексей Володин, Владислав Сорокин, Николай Петров, Сергей Лободюк, Андрей Клинов, Александр Деев, Алексей Васин, Олег Андрианов, Павел Пяткин.
На завершающем этапе строительства глубокой скважины, обустроенной обсадной колонной труб для крепления стенок скважины, осуществляют цементирование пространства за этой колонной. Буровой раствор скважины замещают цементным раствором, который со временем твердеет, превращаясь в цементный камень. Он связывает колонну труб с горной породой, обеспечивая герметичную конструкцию, необходимую для безопасности добычи, чистоты, стабильности свойств и необходимого объема добываемого «черного золота» или «голубого топлива». От прочности цементирования в буквальном смысле зависит «жизнеспособность» скважины, сроки её работы.
Традиционные технические средства и технологии не позволяют качественно осуществить цементирование скважины в сложных геологических условиях с наличием аномальных зон. Раствор либо поглощается слабыми пластами породы, либо смешивается с нефтью, пластовой водой и природным газом, что снижает качество цементного камня.
Авторы новой технологии предлагают разбить процесс цементирования обсадной колонны на множество этапов — ступеней. Для этого на обсадной колонне размещают узлы комплекта оснастки для цементирования с учетом геологических осложнений: размещения аномальных зон по глубине скважины и свойств этих зон. Оснащенную обсадную колонну спускают в скважину с промежуточными промывками для проверки отклика скважины с ее зонами осложнений на предварительные гидродинамические нагрузки и для уточнения гидродинамических режимов последующего ответственного цементирования на различных ступенях.
Оснастка в виде множества специальных цементировочных муфт, распределенных по обсадной колонне строго по регламенту, с набором приводных пробок и пробок-бомб предохраняет цемент от его поглощения в зоны осложнений и попадания в цемент сырой нефти, пластовой воды или природного газа. На каждой ступени цементирования в рамках заданного индивидуального гидродинамического режима шаг за шагом, ступень за ступенью осуществляют независимое поэтапное цементирование заколонного пространства с постепенным наращиванием по глубине цементного камня, пока по всей глубине скважины не будет обеспечена прочная, герметичная конструкция с равномерным цементным камнем.
Подробности предложенного способа многоступенчатого цементирования и особенности устройства для его осуществления изложены в патенте на изобретение.