Способ сооружения геотехнологических скважин

 

Изобретение относится к горной, нефтяной и газовой промышленности. Цель - повышение эффективности сооружения скважины за счет обеспечения стабильной проницаемости фильтрующего материала (ФМ) 5 в процессе эксплуатации скважины 2 и обеспечения возможности его раскольматации. Для этого в откачной или закачной интервал скважины 2 одновременно с ФМ 5 подают эластичные герметичные оболочки 6, заполненные газом. В объеме ФМ 5 оболочки 6 размещают равномерно. При размещении ФМ 5 и герметичных оболочек 6 гидростатическое давление (ГД) в откачном или закачном интервале принимают равным эксплуатационному ГД в вышеуказанном интервале. При этом объемы гравийной засыпки до и после эксплуатации остаются равными. При эксплуатации скважины 2 периодически изменяют ГД. При изменениях ГД автоматически изменяются объемы оболочек 6 в ФМ 5 и происходит своеобразное буксирование массива засыпки. При этом рыхление засыпки происходит одновременно с изменением ГД. При этом в засыпке разрушаются цементные связи и происходят вынос кольматанта и промывка ФМ 5. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9) SU !!!! (5)) 4 E 2) В 43/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А bTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 4341466/23-03 (22) 10.12.87 (46) 07.09.89. Бюл. М 33 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) М.М. Смирнов, А.В. )0ройц, В.P. Буянов и В.С. Козлов (53) 622.245.543(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N! 269871, кл . Е 21 В 43/08, )967.

Авторское свидетельство СССР

В 1199909, кл . E 21 В 43/08, 1985. (54) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной, нефтяной и газовой отраслям промышленности. Цель - повьппение эффективности сооружения скважины за счет обеспечения стабильной проницаемости фильтрующего материала (ФМ) 5 в процессе эксплуатации скважины 2 и обеспечения возможности его расколь2 матации. Для этого в откачной или закачной интервал скважины 2 одновременно с ФМ 5 подают эластичные герметичные оболочки 6, заполненные газом. В объеме ФМ 5 оболочки 6 размещают равномерно. При размещении ФМ 5 и герметичных оболочек 6 гидростатическое давление (ГД) в откачном или закачном интервале принимают равным эксплуатационному ГД в вьппеукаэанном интервале. При этом объемы гравийной засыпки до и после эксплуатации остаются равными. При эксплуатации скважины 2 периодически изменяют ГД.

При изменениях ГД автоматически изменяются объемы оболочек 6 в ФМ 5 и происходит своеобразное буксирование массива засыпки. При этом рыхление засыпки происходит одновременно с изменением ГД. При этом в засыпке разрушаются цементные связи и происходят вынос кальматаита и промывка

ФМ 5. I з.п. ф-лы, 1 ил .

1506088

И- обретение отн< сится к горному делу и может быть использовано при сооружении геотехнологических скважин при выщелачивании полезных ископаемых, а также в нефтяной и газовой промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности сооружения скважин за счет обеспечения стабильной проницаемости фильтрующего материала в процессе эксплуатации скважины и обеспечения воэможности раскольма10 тации указанного материала.

На чертеже представлена схема осу- 15 ществления предлагаемого способа.

Способ поясняется на примере сооружения откачкой скважины при выщелачиванин полезного ископаемого из продуктивного пласта 1. Указанный пласт 2р вскрывают вертикальной скважиной 2, которую обсаживают до кровли пласта колонной 3, и цементируют. После этого расширяют забойную часть скважины

2 в пределах пласта 1 и на насосно- 25 компрессорных трубах спускают фильтр 4 .

На поверхности подготавливают смесь фильтрующего материала с повышенной проницаемостью, например гравийную смесь, смесь крупнозернистого 30 песка, стеклянных шариков и т.д. В этой смеси равномерно распределяют герметичные эластичные оболочки, заполненные газом. В качестве указанных оболочек могут быть использованы шарики, например, диаметром до 5 мм, из полимеров, резины и иных эластичных материалов. Можно использовать полимерные частицы с закрытой пористостью, получаемые при химических реакциях 4р вспенивания и т.д. В настоящее время имеется целая номенклатура полимерных материалов с закрытой пористостью, давление газа в порах которых можно регулировать изменение режимов проте- 45 кания химических реакций. К примеру, можно применять крошку из фенолформальдегндной смолы с закрытой пористостью после вспенивания при давлении газа в порах, равном гидростатическому давлению в интервале откачки или закачки в процессе эксплуатации скважины.

Затем смесь по одной из широко используемых известных методик направ-55 ляют в забой скважины 2, В пашем примере смесь закачивают по затрубному прог гранству с отводом жидкости, в которун доб IDëÿþò известные реагенты для ловьппения вязкости через фильтр и насосно-компрессорные трубы.

Закачку фильтрующего материала и эластичньх оболочек необходимо производить при больших скоростях закачинаемой жидкости, несущей смесь.

Это необходимо в силу того, что в ряде случаев эластичные оболочки с газом обладают положительной плавучестью. Скорости в каждом конкретном случае определяют на основе проведения опытных экспериментов, в частности скорость должна быть такой, чтобы не происходило расслоение при транспортировании и укладке фильтрующего материала и элементов с газом, В забое вокруг фильтра 4 формируется объем фильтрующего материала 5 с равномерным распределением в этом объеме эластичных оболочек 6. После размещения укаэанного материала с оболочками производят изоляцию объема введенной смеси от скважины с помощью тампонажного материала, например глины или цемента 7.

B ряде случаев нежелательна усадка объема фильтрующего материала при эксплуатации. При эксплуатации для исключения возможной усадки гидростатическое давление жидкости в закачном или откачном интервале скважины при размещении в этом интервале смеси фильгрующего материала и эластичных оболочек принимают не менее гидростатического давления жидкости в этом интервале.

Действительно, если бы не выполнялось это условие, т.е. эксплуатационное гидростатическое давление было бы больше гидростатического давления при вводе смеси, при эксплуатации эластичные оболочки сжимались бы, и происходила бы усадка объема гравийной засыпки. Когда указанные выше давления равны,. объемы гравийной засыпки до и при эксплуатации остаются равными. При необходимости дополнительного уплотнения гравийной засыпки гндростачическое давление при засыпке можно принимать больше эксплуатационного гидростатического давления. Тогда при эксплуатации скважины произойдет дополнительное уплотнение засыпки эа счет расширения газа в эластичных оболочках.

После проведения всех работ приступают к эксплуатации скважины,причем в процес.с.е эксгпуатации периоди5 15 чески изменяют гидростатическое давление жидкости в закачном или откачном интервале скважины 2. При изменениях этого давления автоматически происходит изменение объемов эластичных оболочек 6 в фильтрующем материале 5, т.е. засыпка как бы

II II дьппит . При изменении объемов оболочек 6 происходит своеобразное бужирование массива засыпки, при этом благоприятным фактором является и

lt ll то, что рыхление засыпки происходит одновременно с изменением давления.

При эксплуатации откачной скважины производят понижение гидростатического давления в забое, происходит расширение эластичных оболочек 6 и имеют место локальные перераспределения структуры фильтрующего материала 5 вокруг оболочек 6, затем снова повышают давление и снова понижают его. Подобный цикл разрушает цементные связи в засыпке и происходит вынос кольматанта и промывка фильтрующего материала 5. Активизации промывки способствуют также и перепады давления в скважине.

Такими образом, предлагаемый способ позволяет поддерживать стабильную проницаемость фильтрующего материала в процессе эксплуатации скважины и обеспечивает воэможноСть прочистки засыпки и ее расцементирования.

Вьппе описан один из возможных вариантов заканчивания скважины, однако при реализации способа могут быть использованы и другие методы заканчивания, например при перфорации эксплуатационных колонн с последующим размещением в интервале перфорации фильтра и гравийной засыпки.

Возможно также использование способа и при безфильтровых скважинах в том случае, если полости заполняют гравийным материалом.

Пласт мощностью 6 м вскрывают скважиной диаметром 220 мм под обсадную полиэтиленовую колонну диаметром 190 мм, ниже в которой затем устанавливают фильтр диаметром

120 мм при расширении забойной части скважины до диаметра 400 мм. По указанной в описании схеме в зафильт06088

6 ровое пространство закачивают гравий с крошкой пенополнуретана закрытой пористостьн при пористости 70Х. в

5 крошке и средним размером части 78 мм. Общее содержание крошки в гравии составляет 25-307 . Давление прокачки смеси 6 МПа при скорости смеси в затрубном пространстве 410 6 м/с. Эксплуатационное давление откачки составляет также 6 МПа. При эксплуатации периодически производят изменения давлений в диапазонах 48 МПа. В отличии от известных спо15 собов дебит скважины находится в приемлемых границах на протяжении всей эксплуатации скважины при выщелачивании металла серной кислотой, т.е. в течение 8 мес., в известных

2р способах дебит начал существенно снижаться после 2 мес. эксплуатации скважин.

Формула изобретения

1. Способ сооружения геотехнологических скважин, включающий размещение фильтрующего материала в эакачном или откачном интервалах сква3р мины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сооружения скважин за счет обеспечения стабильной проницаемости фильтрующего материала в процессе эксплу35 атации скважин и обеспечения возможности раскольматации фильтрующего материала, одновременно с фильтрующим материалом в откачный и закачный интервалы скважины подают эластичные

4О герметичные оболочки, заполненные газом, причем эластичные герметичные оболочки размещают в объеме фильтрующего материала равномерно, I а при эксплуатации скважины периоди45 чески изменяют гидростатическое давление в закачном или откачном интервале скважины.

2. Способ поп. I, о тлич аю5п шийся тем, что гндростатическое давление в откачном или закачном интервале при размещении фильтрующего материала и эластичных герметичных оболочек принимают равным эксплуатационному гидростатическому давлению в вышеуказанном интервале.