Установка для моделирования процессов поглощения бурового раствора и изоляции поглощающих пластов в скважинах

 

УСТАНОВКА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ. ПРОЦЕССОВ ПОГЛОЩЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА И ИЗОЛЯЦИИ ПОГЛОЩАЩИХ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНАХ, включающая модель скважины в виде перфорированной трубы, расположенную снаружи на ней модель пласта, выполненную в виде полости, заполненной упругим наполнителем, узел регулирования проницаемости и механизм перемещения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности моделирования, полость, заполненная упругим наполнителем , выполнена в виде отдельных емкостей переменного сечения, связанных меньшим сечением с перфорированной трубой, а узел регулирования сл проницаемости выполнен в виде перфорированного дискаj установленного в емкости со стороны большего сечения. 4 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,1145120

4(5!) Е 21 В 33/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "; — ) . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3522178/22-03 (22) 17. 12.82 (46) 15.03.85. Бюл. У- 10 (72) E ..Ф.Шабашев, И. П.Тюрин, Н. И. Рябов, В. К.давыдов и Ю.Д.Владимиров (71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности

"Гипровостокнефть" (53) 622.248.33(088.8) (56) 1. Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах, M., "Недра", 1980, с. 239-243.

2. Крылов В.M. и др. Предупреждение и ликвидация поглощения промывочной жидкости в скважине при повышении забойных температур и аномально высоких пластовых давлениях.

Тематические научно-технические обзоры. M., ВНИИОЭПГ, 1972, с. 22-25,. рис. 4,5. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ:

ПРОЦЕССОВ ПОГЛОЩЕНИЯ БУРОВОГО PACTВОРА И ИЗОЛЯЦИИ ПОГЛОЩАКМЦИХ ПЛАСТОВ

В СКВАЖИНАХ, включающая модель скважины в виде перфорированной трубы, расположенную снаружи на ней модель пласта, выполненную в виде полости, заполненной упругим наполнителем, узел регулирования проницаемости и механизм перемещения, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, полость, заполненная упругим нанолнителем, выполнена в .виде отдельных емкостей переменного сечения, связанных меньшим сечением с перфорированной трубой, а узел регулирования проницаемости выполнен в виде перфорированного диска, установленного в емкости со стороны большего сечения.

1145120 2

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использованоо для ис следов ания проце с сов по глощения при проводке скважин.

Известна установка для исследования процессов, происходящих в зонах поглощения при их цементировании, состоящая из трубы, моделирующей скважину, к трубе по ее высоте под- 1О соединены прямоугольные емкости, заполненные проницаемым материалом, моделирующие поглощающие пласты, пе— редкие грани которых выполнены прозрачными. Модели пластов через краны соединены с трубами, создающими противодавление пласта. Установка позволяет изучить характер цементирования эон поглощения, проницаемость которых меняется по мощности 2р

)пласта, моделировать процессы изоля-! ции двух пластов с одинаковой и различной интенсивностью поглощения 1

Наиболее близким техническим решением к изобретению является установка для моделирования процессов поглощения бурового раствора и изоляции поглощающих пластов в скважинах, включающая модель скважины в виде перфорированной трубы, рас-5О положенную снаружи на ней модель пласта, выполненную в виде полости, заполненной упругим наполнителем, узел регулирования проницаемости и механизации проницаемости и меха- 35 низм перемещения (2 ).

Однако данным установкам присущи следующие недостатки: моделирование кинематики и динамики движения жидкости в пласте осуществляется со 40 значительной прогрешностью. Это обусловлено тем, что скорость движения жидкости в реальном пласте снижается по мере удаления от стенки скважины, а в модели пласта дан- 45 ной установки сохраняется постоянной вследствие постоянства ее сечения.

Кроме того, не моделируется сопротивление на входе из скважины в поглощающий пласт, моделирование проница- 50 емости пласта при помощи локальных выводов, оборудованных кранами, значительно искажает картину течения жидкости в модели пласта, темп и характер его изоляции, изменение про-55 ницаемости моделей пластов при .помощи загрузки различных по крупности фракций материала обусловливает потерн времени при проведении экспериментов, связанных с необходимостью остановки работы установки для перезасыпки загрузки.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для моделирования процессов поглощения бурового раст,вора и изоляции поглощающих пластов в скважинах, включающей модель скважины в випе перфорированной трубы, расположенную снаружи на ней модель пласта, выполненную в виде полости, заполненной упругим наполнителем, узел регулирования проницаемости и механизм перемещения, полость, заполненная упругим наполнителем, вы— полнена в виде отдельных емкостей переменного сечения, связанных мень— шим сечением с перфорированной трубой, а узел регулирования проницаемости выполнен в виде перфорированного диска, установленного в емкости со стороны большего сечения.

На фиг. 1 представлена установка, разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Установка состоит из трубы 1, моделирующей скважину, полости, вынолненной в виде емкостей 2, имеющих переменное сечение, моделирующих поглощающие пласты и заполненных упругим наполнителем 3, узла регулирования, выполненного в виде перфорированного диска 4, связанного с механизмом перемещения 5 дланя изменения проницаемости модели поглощающего пласта. В трубу 1 вставлена втулка 6, связанная с механизмом перемещения 7. В зонах соединений емкостей 2 с перфорированной трубой 1 имеется перфорация в виде прорезей 8.

Емкости соединены с трубками 9, моделирующими противодавление, через краны 10. Перфорированный диск 4 установлен в емкости 2 со стороны большего сечения.

Установка работает следующим образом.

После выбора схемы соединений поглощающих пластов со скважиной, величин проницаемости пластов, исходного раскрытия трещин в зонах пласт - скважина схему соединений собирают путем включения или отключения кранов 10. Величину проницаемости пластов устанавливают путем сжатия упругого наполнителя 3, например резиновых шариков или пружин, нажимным перфорированным диском 4.

Исходное раскрытие трещин устанавлиl вается путем перемещения втулки 6 относительно трубы 1, что изменяет проходное сечение прорезей 8. Далее установка заливается жидкостью, устанавливается определенное пластовое давление, соответствующее гидростатическому давлению столбов воды в трубках 9. Устанавливается режим циркуляции жидкости в системе через спускаемую в скважину трубу и кольцевое пространство. Затем в скважину 1 подается буровой раствор с наполнителем непосредственно или через спускаемые в нее заливные трубы с изоляцией затрубного пространства разделенной трубкой. Снимаются необходимые показатели (давление, расходы и т.д.), анализируются и делаются выводы о закономерностях движения жидкости, ее поглощения, эффективности изолирующих агентов и технологии проведения изоляционных работ.

Применение в качестве моделей пластов емкостей с переменным сечением более точно отражает кинематику и динамику движения жидкости в пласте за счет точного соответствия скоростей движения жидкости в реальных скважинах и модели пласта. Упругий наполнитель в совокупности с нажим451 20 4 ной пластиной позволяет изменять проницаемость модели пласта, тем самым моделировать неравномерность поглощения как по пласту, так и по пластам, находящимся в разных горизонтах, проводить серии экспериментов без перезагрузки, .т.е. сократить время проведения исследований. Перфорированный диск 4 в совок,пности с полостью емкости, соединенной с источником противодавления, имитирующим пластовое давление, более точно моделирует явления, происходящие в пласте.

Применение совместной перфорации трубы и втулки обеспечивает моделирование раскрытия трещин непосредственно в процессе исследований, моделируется сопротивление зоны скважина — поглощающий пласт.

Использование изобретения позволит расширить техническую и методологическую базу исследований данной проблемы, повысить достоверность получаемых результатов за счет повышения точности моделирования и технологической "гибкости" установки. Установка позволяет проводить целый ряд экспериментов по режимам поглощения

30 бурового раствора, технологии.изоляци( онных работ, проверке сравнительной эффективности изоляционных агентов с отработкой технологических режимов изоляции поглощающих пластов при реальном бурении скважин.

ВНИИПИ Заказ 1137/25 Тираж 540 Подпнсное

Филнал ППП Патент", г. Уигюрод,ул.Проектнаа, 4