Способ сооружения гравийного фильтра в скважине

 

Изобретение относится к горной промети и позволяет повысить качество гравийного фильтра. Способ включает установку фильтровой колонны (К) 2, герметизацию кольцевого пространства скважины 1 на устье элементом 15. Внутрь К 2 спускают распределительный узел 6, вспомогательную 4 и водоподъемную 5 К и фиксируют их внутри К 2. Далее осуществляют промывку скважины 1 при комбинированной циркуляции жидкостью-носителем (ЖН), аналогичной по свойствам пластовой. При этом подачу ЖН осуществляют через эжекторный смеситель (ЭС) 11 от бурового насоса 8. В процессе промывки устанавливается расход ЖН, определяемый по расчетной формуле. После установления требуемой репрессии на пласт осуществляют закачку гравийной смеси в бункер 22 ЭС-11. Для поддержания требуемой репрессии на пласт в процессе закачки гравийной смеси пропзводят регулировку давления в пагнетательной магистрали путем уменьшения расхода ЖН, проходяпдей через ЭС 11 в единицу времени на величину, определяемую по расчетной формуле. 1 ил.i (Л

„„SU„„1425305 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д5у 4 E 21 В 43/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4170006/22-03 (22) 26.11.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) А. Д. Башкатов, М. И. Фазлуллин, Е. Н. Дрягалин, П. Е. Ожерельев, А. М. Барский, В. И. Тарабукин, А. И. Алборов, P. Г. Зарипов и С. Б. Артемьев (53) 622.245.543 (088.8) (54) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к горной промсти и позволяет повысить качество гравийного фильтра. Способ включает установку фильтровой колонны (К) 2, герметизацию кольцевого пространства скважины на устье элементом 15. Внутрь К 2 спускают распределительный узел 6, вспомогательную

4 и водоподъемную 5 К и фиксируют и внутри К 2. З,алее осуществляют промывку скважины 1 при комбинированной циркуляции жидкостью-носителем (ЖН), аналогичной по свойствам пластовой. При этом подачу

ЖН осуществляют через эжекторный смсситель (ЭС) 11 от оурового насоса 8. В процессе промывки устанавливается расход

ЖН, определяемый по расчетной формуле.

После установления требуемой репрессии на пласт осуществляют закачку гравийной смеси в бункер 22 ЭС--11. Для поддержания требуемой репрессии на пласт в процессе закачки гравийной смеси производят регулировку давления в нагнетательной магистрали путем уменьшения расхода ЖН, проходящей через ЭС 11 в единицу времени на величину. определяемую по расчетной формуле. 1 ил.

1425305

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при сооружении гравийного фильтра.

Целью изобретения является повышение качества гравийного фильтра. !!ы чертеже представлена схема закачки гравия в скважину.

Способ осуществляют следуюгцим образом.

В ск13ажину 1 спускают фильтровую 2 и, эксплуатационную 3 колонны труб. Внутрь ильтровой 2 колонны спускают вспомогательную 4 и водоподъемную 5 колонны и аспределительный узел б, их фиксируют

I нутри фильтровой колонны. Распредели1ельный узел б фиксируется над каркасом 7 ильтра.

I1oI3EpxIIocTI- обвязка собирается сле. ующпм образом. От бурового насоса 8 наl11етатсlhHHII магистраль 9 соединяется с оплом 0 эжекторного смесителя 11, от дифузоры !2 которого гибкие шланги присоедиI яются к вспомогательной 4 колонне. Гер.1стизыцию колы1евого пространства !3 скваины 1 между эксплуатационной колонной 3 кондуктором 14 осуществляют элеменом 15, 113 нижнем торце которого устанав,1ивастся датчик !б давления, à HB верхнем —— ,1ынометр !7 Скважину промывают при

goxIoHHIIpoI3BHHoH циркуляции жидкостью, 1311алог11 1ноЙ Ilo свойствам H 12cTQBoH. Из !

ЗтстоЙн1 1к 1 18 iKHI,I(OCTb IIOCTM 113P.T !.ь1ва1ощий патрубок 19 бурового насоса 8. т бурового насоса 8 жидкость через эжекорный смес1пель 11 и гибкие шланги потупаст во вспомогательную колонну 4 труб далее через распределительный узел 6 в интервал формирования гравийног0 фильтра 20. Жидкость-носитель фильтруется через каркас 7 фильтра и по водоподъемной ко;1olll- 5 через распределительный узел 6 и кольцевое пространство между вспомогательной 4 и эксплуатационной 3 колоннами поднимается к устью и поступает в отстойник 18. В процессе промывки с целью обеспечения необходимой репрессии на пласт на устье в кольцевом пространстве скважины 13 под гермстизирующим элементом 15 поддерживают расчетное избьпочное давление, величина которого регистрируется показаниями манометра 17. Установка избыточного давления на устье осуществляется регулированием расхода жидкости-носителя, поступающей от бурового насоса 8 к эжекторному смесителю 11. B процессе промывки расход жидкости-носителя устанавлиают равным: где Q„ — расход жидкости-носителя через эжекторный смеситель 11, обеспечивающий поддержание расчетной репрессии ЛР на пласт;

u) — площадь сечения сопла 10 эжекторного смесителя 11; р — плотность жидкости-носителя;

Н„, Н вЂ” коэффициенты местных и линейных сопротивлений циркуляции; т, и — количество участков местных и линейных сопротивлений и циркуляции;

Давление в нагнетательной магистрали 9 определяется скоростью истечения струи из сопла 10 эжекторного смесителя 11, т. е. только гидродинамической составляющей.

С увеличением расхода давление в нагнетательной магистрали 9, а следовательно, и в кольцевом пространстве 13 скважины 1 на устье и репрессия на пласт увеличиваются пропорционально квадрату расхода, и наоборот. Регулировка расхода жидкости осуществляется на буровом насосе 8 изменением количества жидкости-носителя, поступающей через сливную магистраль 21 в отстойник 18. С уменьшением расхода жидкости-носителя через сливную магистраль 21 давление в нагнетательной магистрали увеличивается, и наоборот.

После установления требуемой репрессии на пласт, которая фиксируется показаниями манометра 17, измеряющего избыточное давление в кольцевом пространстве !3 под герметизирующим элементом 15, в бункер 22 эжекторного смесителя 11 подается гравий 23.

В процессе сооружения гравийного фильтра 20 увеличивается сопротивление циркуляционному потоку в скважине, приводящее к увеличению потерь напора и соответственно к увеличению репрессии на пласт. По мере увеличения величины репрессии на пласт давление в нагнетательной магистрали 9 уменьшают на величину, комплексирую1цую

40 потери напора в нагнетательной магистрали 9, уменьшают расход жидкости-носителя, поступающей от бурового насоса 8 к эжекторному смесителю 11, а расход жидкости, поступающей от насоса 8 в сливную магист45 раль 21 и отстойник 18, увеличивают. С уменьшением расхода жидкости-носителя, циркулирующей в скважине 1, уменьшаются общие потери напора, пропорциональные квадрату расхода. Увеличение высоты гравийного фильтра 20 в процессе закачки приводит к увеличению потерь напора в гравийном фильтре 20 на величину, также пропорциональную квадрату расхода. В этой связи для поддержания требуемой репрессии на пласт в процессе закачки гравийной смеси в единицу времени осуществляют регулиров55 ку давления в нагнетательной магистрали путем уменьшения расхода жидкости-носителя, проходящей через сопло 10 эжекторного смесителя 11, на величину

1425305

Q+ i

0,09 11(/ c.

Q„=

-О, 056— с

e-40

55 где Q,; Q,+1 — расход жидкости-носителя через эжекторный смеситель в 1 и i+1 моменты времени;

К вЂ” коэффициент турбулентной фильтрации гравия;

P — высота гравийного фильтра, намываемого в единицу времени между 1 и i+1 моментами.

По мере увеличения высоты гравийного фильтра расход жидкости-носителя постепенно уменьшают до величины

2Ю i-1 где S — расчетная высота гравийного фильтра, через который фильтруется нисходящий поток жидкости-носителя.

При использовании насосов с плавной регулировкой расхода и программным управлением по значениям Я;+1, полученным в начальный период закачки гравия по экспериментальным данным или расчетным путем, процесс закачки автоматизируется.

Об окончании закачки гравия свидетельствует резкое повышение давления в нагнетательной магистрали, происходящее при перекрытии верхней поверхностью 24 гравийного фильтра 20 выпускных отверстий 25 над каркасом 7 фильтра. З,авление в нагнетательной магистрали 9 регистрируется манометром 26.

При,((ер. Водоносный пласт сложен мелкозернистыми песками с коэффициентом фильтрации 1 м/сут и напором Р .

=0,36 МПа. В процессе сооружения разведочных скважин установлено, что при репрессии на пласт 0,05 МПа удается избежать обрушения стенок скважины и минимизировать поглощение жидкости-носителя. В скважину устанавливают фильтровую колонну, внутри которой фиксируют распределительный узел, вспомогательную и водоподьемную колонны. Кольцевое пространство скважины между кондуктором и эксплуатационной колонной .герметизируют элементом, на нижнем торце которого установлен датчик давления, а на верхнем — манометр, сообщающийся с датчиком давления посредством канала связи. В процессе промывки скважины насосным блоком при расходе

0,08 м /с потери напора составляют 0,17 МПа.

Используя зависимость давления нагнетания Р„от расхода Q„промывки

Р„=(Н„+ ZQ„)Q„, В Ы Ч И С. 1 И М и О Э ф ф It I (I I L H Т Ы Х1 С(. Т 11 Ы Х I t, 11111(. и—

НЫХ СОПРОТИВ,IС Нпll 11PII II,ИРКУ.1ЯЦ1(п: ь(» (-» (H„+ Х Л» = — "-=26,56 ° 10" кг/м . н ((я

В поверхностной обвязке в нагнетатсльную магистраль подсоединяют эжекторный смеситель. P;tcx0д жидкости-носителя, проходящей через эжекторный смеситель, выбирают, исходя из необходимости поддержания в процессе закачки репрессии на пл гст . Р=

=0,05 МПа:

Величину репрессии Н3 пласт контролируют показà H It ÿxt H ма нометра, уста новлеlt ного на герх(етизиру(о(цем элементе на устье и фиксирующего избыточное давление в кольцевом пространстве скважины. При расходе

Q,=0,09 м /с показания манометра фиксируют величину репрессии на пласт ЛР=

=0,05 МПа. В бункер эжекторного смесителя начинают подавать гравий, Закачку ведут при концентрациях смеси 3--5%. В течение 5 мин с начала закачки репрессия на пласт поддерживается посгоянной при постоянном расходе, что свидетельствует о засыпке интервала отстойника. Впоследствии репрессия на пласт начинает уB(.,:Ilt÷èваться. (.. целью поддержания постоянной репрессии на пласт постепенно уменыпают расход смеси на величину 0,002 м /с за 1 мин.

Время закачки 12,0 мин, после чего давление в нагнетательной магистрали резко возрастает. что свидетельствует о перекрытии вынуchHblx отверстий в фильтровой колонне над фильгром-каркасом. Расход смеси в конечный момент закачки:

При расходе Q„=0,056 в конечный xtoмент закачки обеспечивается постоянная репрессия на пласт 0,05 МПа. Потери напора в гравийном фильтре при максимальной высоте составляют 0,26 МПа.

При сооружении гpBBHHHblx фильтров по предлагаемой технологии получают фильтры с высокими гидравлическими xàðàhòåристиками. Удается предотвратить поглощение жидкости-носителя и кольматацию пласта и фильтра. Время освоения скважины уменьшается более чем в два раза, а удельные дебиты возрастают на 25 — 30% по сравнению со скважинами, пробуренными в анаг логичных условиях и оборудованными гравийными фильтрами по технологии известного способа.

1425305

Фор,>и/ла изоб>регения

i Q„=

v=3

r3lc Р

Составитель Е. Молчанова

Редактор H. Гунько Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 4746/28 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Г!роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, включающий устанрвку фильтровой колонны, герметизацию кольцевого пространства скважины, спуск внутрь фильтровой колонны распределительного узла, вс>>ох>огатель>3ой и водоподьемной колонны, их фиксацию внутри фильтровой колонны, промывку скважины и закачку гравия при комбинированной циркуляции, orëè÷à>oè4èéея. тем, что, с целью повышения качества гравийного фильтра, герметизацию кольцевого пространства осуществляют на устье, в качестве жидкости-носителя используют жИдкость, аналогичную «о свойствам пластовой, подают ее через эжекторный смесите)пь, в процессе промывки устанавливают расход жидкости-носителя

1 + (- //я +,— H<) репрессия на пласт, обеспечиваюц1ая поддержание стенок скважины в устойчивом положении и минимизацию поглощения жидкостиносителя, устанавливаемая в зависимости от условий проведения работ; плотность жидкости-носителя; ш — площадь сечения сопла эжекторного смесителя;

Р . — пластовое давление;

//„— коэффициент местных сопротив.пений циркуляции;

//, — коэффициент линейных сопротивлений циркуляции; т — количество местных сопротивлений циркуляции; и — количество линейных участков сопротивлений циркуляции, а в процессе закачки гравийной смеси осуществляют регулировку давления в нагнетательной магистрали путем уменьшения расхода через эжекторный смеситель в еди5 ниц>> времени на величину

Q« где Q; >, Q, — расход жидкости-носителя через эжекторный смеситель в i+1 и / моменты времени;

1(— коэффициент турбулентной фильтрации гравия;

Н вЂ” высота гравийного фильтра, намываемого в единицу времени между / и i+1 моментами.