Способ кольматации проницаемых пластов в скважинах

 

Изобретение относится к области горных работ и позволяет повысить качество изоляции. Кольматацию проницаемых пластов в скважинах осуществляют путем приготовления суспензии (С), закачки С в пласт циклами, каждый в составе закачки порций С и паузы . Закачку С в пласт выполняют сериями уменьшающихся, но одинаковых в пределах серий по объему порций. расходу закачки и длительности паузы циклов. Продолжительность серий ограничивают достижением скоростью С в пласте значений, не больших удвоенной скорости страгивания неподвижной частицы. Начальную порцию С выбирают равной объему каналов движения жидкости в зоне кольматации, а длительность паузы - не меньшей времени оседания частиц в этих каналах. Циклы последующих серий уменьшают пропорционально значению коэффициента К, определяемого по формуле К(Р,:/)Р)х x(21gO :Q ):(3, ), гДе Л и 7 , - разности пластового и забойных давлений: начальная и конечная для предшествующей серии циклов; Q ; Q , )Р , JP - соответственно расходы и разности пластового и забойных давлений опытных закачек при условии Q -TQ , . В качестве опытных закачек используют, зак.ячки смежных циклов предыдущей и последующей серий. 3 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л со ел о со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 Е 21 В 33/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4065067/22-03 (22) 30.04,86 (46) 07. 11.87. Бюл. У 41 (7 1) Туркменский научно-исследовательский геолого-разведочный институт (72) Е.Л.Барсук (53) 622.245.43(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1020570, кл. Е 21 В 43/32, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М - 1196491, кл. Е 21 В 33/138, 1985. (54) СПОСОБ КОЛЬИАТАЦИИ ПРОНИЦАЕИЫХ

ПЛАСТОВ В СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к области горных работ и позволяет повысить качество изоляции. Кольматацию проницаемых пластов в скважинах осуществляют путем приготовления суспензии (С), закачки С в пласт циклами, каждый в составе закачки порций С и паузы. Закачку С в пласт выполняют сериями уменьшающихся, но одинаковых в пределах серий по объему порций, ;„,SU 1350330 А 1 расходу закачки и длительности паузы циклов. Продолжительность серий ограничивают достижением скоростью С в пласте значений, не больших удвоенной скорости страгивания неподвижной частицы. Начальную порцию С выбирают равной объему каналов движения жидкости в зоне кольматации, а длительность паузы — не меньшей времени оседания частиц в этих каналах. Циклы последующих серий уменьшают пропорционально значению коэффициента К, определяемого по формуле К=(ЛР„:дР )

x(2lgQ :Q "):(3,25lgdP .dP" ), где

8Р „ и 8P„ — разности пластового и забойных давлений: начальная и конечная для предшествующей серии циклов;

Q ; Q, ЛР, 3Р" — соответственно расходы и разности пластового и забойных давлений опытных закачек при условии Q cQ, dP (c)P . В качестве опытных закачек используют закачки смежных циклов предыдущей и последующей серий. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1350330

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам уменьшения проницаемости пластов, и может быть использовано как для ликвидации поглощений, так и уменьшения притоков в скважины.

Цель изобретения — повышение качества изоляции.

Способ осуществляют следующим образом.

Для подлежащего кольматации пласта известными способами определяют пластовое давление Р,„, мощность m, . коэффициент активной пористости или трещиноватости и,, значение раскрытости трещин-каналов движения жидкости Ь, угол наклона к вертикали плоскости ((, а также гидравлическую крупность Ч„ и скорость страгивания неподвижной частицы-кольматанта потоком жидкости — носителя этих частиц U стр

С учетом преследуемых целей кольматации и опыта предыдущих работ выбирают радиус зоны кольматации R(. и конечное забойное давление Pз, которого следует достичь в результате кольматации.

Рассчитывают по формулам объем начальной порции суспензии V закачиваемый в пласт:

V, = //(P — r )mn„; начальный расход подачи суспензии

Q „c 4//r п(п V начальную длительность паузы

В

Vr sind г.к

Выполняют опытные з акачки в кольматируемый пласт с расходами Q и {/ (при Q 0(и Qf ("), замеряя известными способами забойные давления

P и P" соответственно. Определяют разности пластового и забойных давлений. P =Р-P пп ар" =-Р-Р ((л

Определяют показатель степени й: р(q/ (2о .

gp((q((з

1ур /лр /

211Я (7Q (Выбирают значение коэффициента пропорциональности для уменьшения параметров циклов в последующих сериях (К „ ) из условия ограничения скорости суспензии в пласте величинами, не большими удвоенной скорости страгивания неподвижной частицы, из .( соотношения

))К„

g7

4//rmn V, По выбранному значению К др определяют параметры циклов для второй и последующих серий с помощью формул

V> =К„ Ч;

"Р Р =К« 1, где i — индекс, обозначающий порядковый номер серии циклов.

По найденному значению а и выбранному К „„ с учетом того, что началь20 ное для первой серии циклов забойное давление .(P„ ) при расходе закачки

7Н равно давлению при опытной закач1 ( ке P определяют значение конечного для первой серии циклов давления

25 (Р „ ) из соотношения

2 1Р {2//{2

3,25 1Д1Р(///Р(( (Ж)

ЛР

«,1 Р

1К откуда

Р(н

1(3 25 1 др(// Р

2 lg { //Q

Р1к P(7A +Л Р1к

Затем одним из известных способов приготавливают и закачивают суспен40 зию в кольматируемый пласт равными циклами (с параметрами V,, Q, T„), контролируя рост забойного давления.

С досгижением забойным давлением

45 значения P переходят к второй cek7 рии циклов, уменьшая параметры первого цикла (V,, О,, T„) пропорционально коэффициенту

2 {(@ (.{ /Я((50 -(Р.,,2 Еу ä P /др"

ПР р

k1

Определив по первому циклу второй серии значение начального забойного давления P„, рассчитывают значение

55 конечного для второй серии забойного давления Р к по формулам

Ы РгН/ Р1, a =-" — — -" — —, s ã lgq/q„

1350330

2д 2л лл

Описанным образом процесс кольматации продолжается до получения выбранного конечного забойного давления Р>.

Пример (аналитический рассчет процесса кольматации пласта по предлагаемому способу).

Исходные данные: интервал зоны поглощения 300-30 1 м, диаметр скважины

300,0 мм; радиус r = 150 мм; мощность эоны поглощения m = 1 мм; коэффициент активной трещиноватости пс,=0,15; пластовое давление Р„,- 250,5 мм вод, ст.; коэффициент фильтрации К=1,16 см/с=

=0,0116 м/с; ширина каналов течения жидкости b = 0,05 м; угол наклона плоскости трещины к вертикали d = 90 о, средний диаметр Й, частиц материалакольматанта (песка) 0,09 мм; удельные

25 веса песка (у) и технической воды (у) соответственно 2,5 и 1,0 т/м .

Определяют среднюю гидр авличе скую крупность (V, „) частиц кольматанта, например, по формуле

V =27,79 .для принятых значений V г =0,032 м/с и скорость страгивания (V ) . По опытным данным, как половина критической (смывающей) скорости, скорость Ж страгивания Vcrq= 0,11 м/с.

Принимают конечное забойное давление P = 300 мм вод.ст., радиус

40 зоны кольматации R „ = 2,0 м, коэффициент пропорциональности К „ = 0,6, а эквивалентную шероховатость К

Э

2,0 мм = 0,002 м.

Определяют по формуле значение коэффициента корреляции К = 3,97 10 .

Рассчитывают объем начальной порции суспенэии V = 1,873 м ; начальный расход подачи суспензии, (<0,031 м /с (принимают Q,=0,015 мз/с начальную длительность паузы Т, =1,6 с; длительность паузы определяют из технических возможностей оборудования (по минимальному времени оста-. новки и запуска насоса) и в дальнейшем не корректируют.

Определяют значение постоянного множителя С = 0,368, Рассчитывают гидравлические сопро тивления 21Р при опытных закачках с расходами Ц и Ц ", равными соответственно 0,015 и 0,010 м /с: Р" = 1,40 мм вод.ст.;

ЛР = 0,62 мм вод.ст.

Определяют значение показателя степени а = 1,000 °

Для первой серии циклов определяют конечные забойные давлени. r (Р1„): ,к = 7,38 мм вод.ст,; и ширину каналов течения

Ь =Ь К „,,=0,03 м.

Для второй серии циклов определяют объем порции и расход закачки

V =V, К„=1,124 мз;

Q, =Q,. К =0,009 м /с и начальное гидравлическое сопротивление

1Р < „=2, 65 мм вод. ст..

Рассчитывают значение показателя степени а по параметрам смежных циклов в первой и второй сериях: а =1,000.

Для второй серии циклов рассчитывают конечное забойное давление Р =13, 96 мм вод. ст.;

P,=Єù+ëÐ „=264,46 мм вод,ст. и ширину каналов течения о =Ъ„ К д =0,018 м.

Далее подобным образом рассчитывают параметры последующих серий циклов. Результаты расчетов приведены в таблице.

Формула и з обре т е н и я

1. Способ кольматации проницаемых пластов в скважинах путем приготовления суспенэии, закачки суспенэии в пласт циклами, каждый в составе закачки порций суспензии и паузы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества изоляции, закачку суспензии в пласт выполняют сериями уменьшающихся одинаковых по объему порций, расходу закачки и длительности паузы циклов, причем продолжительность серий ограничивают достижением скорости суспензии в пласте значений не больших удвоенной скорости страгивания неподвижной частицы.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что начальную порцию

1 суспензии выбирают равной объему каналов движения жидкости в зоне кольграничных для предшествующих серий циклов;

9 Ч у Р/ )Р!!

Содержание в серии

1 1

Ед. изм.

Пар аме тры

1 2 3 4

1,874 1, 124 0,674 0,405

0,015 0,009 0,0054 0,0032 мЗ

Обьем порции закачки V.

Расход закачки 8;

Гидравлические сопротивH8HEIsã,,дР; Н мм .вод.ст. 1,40 2,65 5,03 9,52

7,38 13,96 22,44 50,08

Забойное давлепие Р., i Ê - мм вод.ст. 257,88 264,46 276,94 300,58

Ширина каналов течения b;, 0,03 0,018 0,011 0,006

1,00 1,00 i 00

Показатель степени а. I

Составитель Е.Молчанова

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук, Корректор А.Обручар

Заказ 5237/32 Тираж 533 Подписное

ВНИПГЛ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 матации, а длительность паузы — не меньшей времени оседания частиц в этих каналах.

3. Способ по и. i о т л и ч а юшийся тем, что циклы последующих серий уменьшают пропорционально значению коэффициента (К)., определяемого по формуле г г а (а"

<дРд S,2S. Е др /др — dP,, где dP<, 4Р— разности пластового и забойных давлений, соответственно расходы и разности пластового и забойных давлений опытных откачек

Q (Q" ..1Р (dP"

0 4. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве пробных закачек используют закачки смежных циклов в предыдущей и последующих сериях.