Способ подготовки скважины к гидроразрыву соляного пласта

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СКВАЖИНЫ К ГИДРОРАЗРЫВУ СОЛЯНОГО ПЛАСТА(71) Заявитель Степанов Валерий Алексеевич(72) Автор Степанов Валерий Алексеевич(73) Патентообладатель Степанов Валерий Алексеевич(57) Способ подготовки скважины при отработке соляного пласта подземным растворением, при котором в одной из, по меньшей мере, двух пробуренных до запланированной глубины скважин в интервале установки пакера размывают цилиндрообразную камеру,диаметр которой в 3-4 раза больше диаметра скважины, а высота соответствует длине пакера, заполняют камеру цементным раствором, затворенным на рассоле, химический состав которого соответствует химическому составу выбуренной из пласта соли, после затвердевания цементного раствора буровой коронкой диаметром, соответствующим диаметру пакера, разбуривают образовавшийся цементный камень по центру и углубляют скважину в забойный массив соли максимум на 0,5 м устанавливают в разбуренное в цементном камне отверстие пакер на колонне насосно-компрессорных труб производят гидроразрыв соляного пласта для размыва канала сбойки с соседней скважиной, извлекают из скважины насосно-компрессорные трубы и пакер, а цементный камень разрушают взрывом формируют камеру растворения. 12653 1 2009.12.30 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении рассолопромысла для добычи солей методом их подземного растворения системой взаимодействующих скважин. Этот метод применяется при подземном растворении соляных пластов небольшой (210 м) толщины. Он предусматривает бурение, как минимум, двух скважин на определенном расстоянии друг от друга и соединение их каналом сбойки, проходящим по приподошвенной части соляного пласта. В силу небольшой толщины рудного тела время эксплуатации таких скважин, как правило, не превышает одного года, в связи с чем затраты на их сооружение должны быть минимально возможными. Наиболее рациональным способом формирования канала сбойки признается гидравлический разрыв (гидроразрыв) пласта, способствующий сокращению времени подготовительного размыва рассолодобычных скважин 1. Для пластов, залегающих на глубине 1000 и более метров, гидроразрыв обеспечивается созданием давления жидкости в заданной точке ствола скважины, значения которого достигают 150-250 и более атмосфер. В этой связи требуется специальная подготовка скважин, заключающаяся в надежной изоляции места гидроразрыва от остального ствола скважины, при этом интервал пласта,подвергаемый гидроразрыву, должен быть минимальным и, во всяком случае, не должен превышать 2 м 1. Известен способ подготовки скважины к гидроразрыву соляного пласта путем крепления ее ствола колонной обсадных труб, опущенной ниже глубины гидроразрыва, с цементированием ее затрубного пространства и последующей перфорацией труб на нужной глубине, например, кумулятивными зарядами. Проведение гидроразрыва после этого осуществляется закачкой жидкости в обсадные трубы с выходом ее через созданные отверстия в горный массив 1. Недостатком этого способа является повышенный расход обсадных труб при сооружении рассолодобычной скважины, поскольку, как правило, соляные пласты перекрываются значительной толщей горных пород, устойчивых к обрушению и не требующих специального крепления. Однако для производства гидроразрыва эту толщу вынужденно перекрывают трубами с цементированием их затрубного пространства. После гидроразрыва эта обсадная колонна не может быть извлечена для повторного использования. Кроме того, выполнив свое назначение при гидроразрыве, эти трубы перекрывают соляную залежь и, таким образом, исключают возможность управления и контроля формирования камеры растворения. Известен способ подготовки скважины к гидроразрыву соляного пласта креплением ее ствола до глубины гидроразрыва колонной обсадных труб, цементированием ее затрубного пространства с последующим проведением гидроразрыва ниже башмака обсадной колонны 1. Недостатком этого способа является увеличение металлоемкости рассолодобычной скважины, поскольку после гидроразрыва обсадная колонна не может быть извлечена для повторного использования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является широко известный в нефтедобычной отрасли способ подготовки скважины к гидроразрыву пласта путем установки в открытом стволе над интервалом гидроразрыва пакера на колонне насоснокомпрессорных труб 2. Для установки пакера выбирают ровный некавернозный участок открытого ствола, сложенный крепкими горными породами. После проведения гидроразрыва насосно-компрессорные трубы и пакер извлекают из скважины. Способ исключает затраты на крепление скважины специальной колонной обсадных труб и цементирование их затрубного пространства. Однако использование этого способа для гидроразрыва соляных пластов затруднено тем обстоятельством, что ствол скважины в интервале соленосной толщи в процессе бурения неравномерно размывается с формированием многочисленных каверн. В этой связи 2 12653 1 2009.12.30 выбрать ровный участок для установки пакера на нужной глубине в скважине, обеспечивая условие изоляции интервала гидроразрыва от остального ствола скважины в минимальных размерах, как правило, не представляется возможным. Кроме того, соль, в силу своей пластичности, под большим давлением не обеспечивает необходимой плотности контакта пакера со стенкой скважины, что не позволяет в подпакерном пространстве создать давление, необходимое для гидроразрыва пласта. По этой причине способ гидроразрыва соляного пласта с установкой пакера, как правило, не используется. Задача изобретения - подготовка скважины для проведения гидроразрыва в любой нужной точке соляного пласта без использования колонны обсадных труб, утяжеляющей конструкцию рассолодобычной скважины. Предложенный способ иллюстрируется схематическим разрезом интервала рассолодобычной скважины, в котором предполагается установка пакера. Первоначально бурение скважины осуществляют долотом типового размера до глубины, на 0,5 м меньшей запланированной глубины гидроразрыва. После этого вблизи забоя скважины, в интервале установки пакера размывают цилиндрообразную камеру 1 высотой, равной длине пакера. Размыв осуществляют гидроврубовым методом с использованием двух подвесных колонн труб - одна для подачи растворителя, другая для откачки рассола. Верхняя граница размыва фиксируется нерастворителем 3. Камеру размывают до среднего диаметра, превышающего диаметр бурения в 3-4 раза, который контролируется геофизическим методом - кавернометрией. Определив объем сформированной камеры,заполняют ее цементным раствором 2. Закачку цементного раствора производят через бурильные трубы, спущенные на забой, с последующим продавливанием и отмывкой головы цементного стакана на глубине верхней границы камеры. Цементный раствор затворяют на рассоле с химическим составом, соответствующим химическому составу выбуренной из отрабатываемого пласта соли, что обеспечивает надежное сцепление цементного камня со стенками скважины. После затвердевания цементный мост разбуривают по центру буровой коронкой с диаметром, соответствующим диаметру устанавливаемого пакера, и углубляют скважину в забойный массив соли максимум на 0,5 м ниже цемента. Таким образом, в интервале установки пакера сооружают толстостенную цементную трубу с ровным внутренним диаметром и надежным сцеплением ее внешней поверхности с неровными стенками размытой камеры. В эту трубу устанавливают пакер 3 на колонне насосно-компрессорных труб 4, разгружаемых на забой скважины. Ниже пакера устанавливают хвостовик 5, который оборудуют заглушкой 6, выше которой прорезают отверстие 7 для передачи давления из колонны труб на соляной пласт в точке гидроразрыва. После проведения гидроразрыва размывают канал сбойки с соседней скважиной до его устойчивого состояния, извлекают из скважины насосно-компрессорные трубы и пакер, а цементный мост разрушают взрывом. В процессе последующего размыва камеры в соляном массиве обломки цементного камня падают на дно камеры и не создают препятствия для управления и контроля формирования камеры растворения. Источники информации 1. Пермяков Р.С., Романов , Бельды М.Л. Технология добычи солей. - М. Недра,1981. - С. 168-169. 2. Калинин А.Г. Технология бурения разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые, 1988. 3. Пермяков Р.С., Романов , Бельды М.П. Технология добычи солей. - М. Недра,1981. - С. 192-193. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3