Способ сооружения бесфильтровых скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19! (11) зов E 21 B 43/08

ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3435386/22-03 (22) 13.05.82 .(46) 23.09.83. Бюл. < 35 (72) В.Г.Склянский, В.А.Логвинова, Г.Н.Лазарян и А.И.Карягин (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт водных проблем (53) 622.245(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

3 874991, кл. Е 21 В 43/08, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

153261, кл. E 21 В 33/138, 1961 (прототип). (54)(57) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ БЕСФИЛЬТРОВЫХ СКВАЖИН, включающий проходку и обсадку скважин трубами с ребристой поверхностью и перфорацией в прибашмачной части, разработку в песчаном пласте вспомогательной воронки, искусственное частичное обрушение провисающей кровли, закачку твердеющего материала, разбуривание ее после твердения и дополнительную разработку водоприемной воронки, о т л и ч а-: ю шийся тем, что, с целью повышения надежности крепления кровли, обрушение кровли проводят по длине интервала перфорации, равной высоте свода равновесия кровли, твердеющий материал закачивают в образовавшееся пространство между сводом равновесия и обрушенной породой, а дополнительную разработку водоприемной воронки проводят после удаления обрушенной породы через скважину, причем высоту h свода определяют по формуле где h> — глубина водоприемной воронки, и; угол при основании полости обрушения, град; с, и Мп — углы естественных откосов глинистой породы и песка, град;

k1- — коэффициент разрыхления.

10», »2З»!

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при сооружении водозаборных бесфильтpoBblx скважин, s àñòíocië> в условиях слабоустойчивой кровли.

Известен способ сооружения бесфильтровых скважин, включающий г>роходку и обсадку скважины, создание в песчаном пласте водоприемной ворон- 10 ки, засыпку в нее песка с последующим нагнетанием в свободное пространство между кровлей и песком твердеющего материала, например цементного раствора, после затвердевания 15 которого производят его разбуривание и удаление засыпанного пескХ 111, .Некос атh:0H способа является неизбежная просадка искусственной кров- >0 ли 3 воронку, так как песчаные 0Т косы, .::-. могут являться надежно, опорой кровли. Приложение к их верхней -Iac1", «онцeíòðèðîâàííûõ нагрузок вы..;.ываei выпор песка и заплывание во;". o;:к . 1(рОме тоГО, изл вне нl4Q ре>ки" а гггкаrii(!". вызывает деформацию песца" ых откосов I обнажение огорных поверхностей искусственного свода. Этому способствует также развитие под ".O--ЗО рой круговой щели, образованно(> высоI(hIh»I скоростями притока жидкости, Возникает также опасность облома . цементного камня в месте сопряжения свода с цементн-w камнем в затрубном пространстве, а такие в других сечениях (например, при радиусе !" = Ос т.е. у обсадной трубы (в наиболее

НаГРУжЕННОМ СЕс»ЕНИИ тОЛЩИНа ЦЕМЕНТНОI 0 Keмня приближается к нулевочу зн-.... нию, гlри Г = 1M, .I(=- О, IR vi, lIp; с

1,7м, h 0 28; при 1 == 2

1 !» =-0 . 1(роме того засыпка п".O-i(2

» в (::h:RR;:;IIHy повышае;- —.рудоемкос; ь

:ооружения.

Наиболее близким к чзобрс:el!;.з является спосОб coop>>>I! h!Ill» беcv " -»ьi ровых скважин, вкгсючающий про>.одку и обсадку скважин трубами с ребристой поверхностью и перфорацией в -Ipli башмачной части, разра ботку г> пес-чанОм г1ласте вспОМОГател!ьной BOpoH ки, искуcciBeHHoe частичное ооруш»"=:ние провис а!Ощей !- ровли, за ка(» ку т! - . . р деющего материапа, разбуривание его после твердения и дополнительную раз рабо-,«у водопгиемной воронки! 151 :3(1

Где :; Глуоина ьодоп0!»емной вО!300

0 ки, м; > .:г

1 у-0>» пpè основании —,cïoci::- . обрушени i, град, Гс> 1:1 (> П " У» хlь» ест(.с i Hei h!ûõ О! косoR соот ветс-. вен HÎ:-ли и исто.:. ро Ibi ll(.ока, Град. и:»(: I 0 г.ородь;. с

ИГ I ПОКаЗсана БОЦ(; IP !ЕМ с обрушенной породo! . и п(— под сводом обруш: —.-..—,ия;, разрабо ганная во,:оприе.-, ая под и кус ."в" - c за"-:-eã;:-(--:».-.:

>>а ф воронка

ЛОСТЬЮ ф»лг. 2 воронка кровлей, .у

Г!ЕДОстсЗТ КОМ ИЗ В(СТНО ГО С!!OCOQR является небольшой радиус вс 10:!o

r àTåRüHñé и, следовательно,,водоприемно(й воронки из за слабой устойчивости глинистой кровли, в особенности в центральной, приствольной части, естественная структура которой нарушается B результате динамических нагрузок и зрозионного воздействия жидкости при разбуривании кровли и формировании водоприемной воронки. !

1елью изобретения является повышение надежности крепления кровли, Поставленная цель достигается Teil что сог.паснс способу сооружения бесфильтровых скважин, включающему проходку и сбсадку скважин iрубами с ребристбй пoeåð>(нc стью и г»ерфораLIèей в приб>ашма -.со.: .асти,,разработку в песчаном пласте †.:,(,:,Огатегьнои воронки, искусстве:-г-ое часлгичное обрушение провисающей кровли, закачку твердеющего материала, разбуривание его после твердения и дополнител=ную разработку водоприемной воронки.

Обрушение кровли проводят на длине интервала перфорации, равной высоте ,свода равновесия кровли, твердеюций и териал закачивают в обр зовавшеес; пространство межд. сводом равновес я и обрушенной породой, .2 допол-»ительную разработку водсприелнгй воронки проводят после удаления oop,шеннои породы через скважчну г,,,ч-»ем зыСОТУ h СВОДа Раас!О=20 и СПОЕДЕ.1ЯЬ с по формуле

294

3 1043

Сооружение бесфильтровой скважины осуществляется следующим образам, После проходки и обсадки скважины трубами 1 с ребристой поверхностью (не показана/ и перфорацией 2 в прибашмачной части в песчаном пласте 3 путем эрлифтной откачки разрабатывают водоприемную воронку 4 глубиной с углом откоса боковых стенокc/и.

Затем проводят искусственное частич- 10 ное обрушение глинистой кровли 5 с образованием под сводом 6 равновесия высотой h полости 7 обрушения с углом при основании fr . Для обрушения кровли в прибашмачной части каланнь на интервале длиной h< воздействуют, например, пневмовзрывам через перфорацию 2. Обрушенная порода 8 занимает привершинную среднюю часть водоприемной воронки 4 в форме двустороннего конуса высотой, равной глу-бине воронки, и углом естественного откоса г . После этого в свободное пространство между сводом 6 и 7/ аав новесия (обрушения/, конусом обр;шенной породы 8 и откосами водоприемной воронки 4, а также в пр; странство за обсадными труаамл 1 э=, качивают раствор 9 цемента (фиг.21

После затвердевания цементный стૠ— .,30 разбуривают M через скважину удаля ют обрушенную породу 8, зат и прс" водят дополнительную разработку ""о-доприемной воронки 10 в предепах естественной устойчивости кровли 5, . ° .. з

Пример . Для сооружения бесфильтровой скважины в пласте, сред. незерни.-ый =,oäîñoL1eðæàùèé песок ка торога имeeт угол естественна:-О Откоса Ы iÄ = 25 .,под кровлей, представ= ленной плотными суглинками с каэФфициентом крепости Я = 0,7, вскрывают водокосный горизонт и устанавливают обсадные трубы до отметки кровли. Затем с помощью эрлифта в 45 водоносном песке разрабатывают водоприемную воронку глубиной hbi= 0,9 м радиусом г:. = 0,9/О 466 =- 1,9 м и объемом /1, = 1,05;, 1,9 : 9 =: 2,,8 м, Определяют мощность кровли,. подлежащей обрушению. Для заданных условий используют отношение h

1,4,откуда для среднезернистого песка

h,,!h> = 1.,2 и h< = 1,2 И = 1,2р0.9

=1, 1,. Интервал сорушения принимают 55 равным интервалу перфорации

1,1 м. На этом интервале проводят воздействие пневмовэрывам снизу вверх

От башмака до расчетной отметки, измеряя одновременно в впдоприемной воронке высоту кгнуса обрушаемай породы. Воздействие прекращают при достижении вершины конуса обрушенной породы башмака колонны, при

h = h . Радиус полости обрушения при этом равен г = h )(= 1,1 )c 0,7 =-

0,77 м и объем Vc = "//.1 i!i„ h c =

1,05 80,77 х1,1 = 0,72 м . Объем обрушенной породы равен Vr- = М К . = — 0,72 х 1,15 = 0,8 м Для заполнения свободного пространства горной вы-, работки цементным растворам последний закачивают B объеме, практически, ° равном объему водаприемной воронки, так как А = V -1/ (К =1) = 2,8

-0.72,1,15-1) = 2,7 м . При этом, распределение цементйага раствора в сечениях следующее: при- r = 0 у обсадной трубы h> --- h = 1,1 м, T e. B на.;более нагруweHHoM сечении, р.. г= r = 0,,7 м 1, = rtr1a„=

0 77. 0.5/7 = 0,44 м (в действит=-.ãn:üности hi,, больше, так как при =- = pe:iñòâêè пневмавэрывам неизбежа пра.лсхадит абрулгние уступа кронпи/ .»p!н. ;-0,9i и и 1 а

-0,9- =:0,.577 = 0,.52 м, при г = с = 1,9 м — Li,i=ê:.!:, Образам, с тачки зрения прочности. даст::ггается целесообразное аа=пределенис твердеющего запал" нителя в топще :скусст венной кровли.

П"".с.:::е затвердения цементный камень разбуривают и через образовавшуюс", скважину удаля ат Обрушенную парад:. наприм--,, разбуриванием с прямой рОмывкай. Затем ДОПОлнительнО разрабатывают вадаприемную воронку, доводя ее глуб.,ну, например, для

1,. и. а радиус да гъ = 2,6 м.

Ci!особ сооружения бесфильтровых скважин па сравнению с известными хараK"epèçóeòñ управляемым обрушением провисающей, наиболее ослабленной ,ч=-:стн кровли, использованием обрушенной к.," ;-*.ãiè,шя технологической целисазд:.†:;".,i свободна-о пространства горной выработки целесообразной конфиг :рации и формированием устойчивога и прочнога искусственного свода, чта повышает надежность сооружения бесф:,-: —,òравай скважины.

i0,3294

I .!

«быг..

1043294

Составитель Е.Молчанова

Редактор И.%улла Техред А.Бабинец Корректор А.Ференц

Заказ ?297/34 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4