Способ оборудования фильтровальной скважины

 

Изобретение относится к области горного дела. Цель - выравнивание входных скоростей по длине продуктивного интервала. Способ включает вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра , расширение пилот-ствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки. Каверну создают с изменяющимся по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию и R(z)Rie . где RI - радиус каверны у верхней границы продуктивного интервала; R(z}- радиус каверны на расстоянии z от нижней границы продуктивного интервала; В - показатель несовершенства скважины. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si) s Е 21 В 43/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802508/03 (22) 15.03.90 (46) 30.03.92.Бюл.K 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) А.Д.Башкатов, С.Б.Втюрин и С.Ф.Григоренко (53) 622.245.543(088.8) (56) Квашнин Г.П; и др. Водозаборные скважины с гравийными фильтрами. M.: Недра, 1981, с.127.

Авторское свидетельство СССР M1470937, кл. Е 21 В 43/08, 1987.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при сооружении водозаборных, нефтяных, газовых, геотехнологических и других скважин.

Известен способ оборудования фильтровой скважины; включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ствола и создание каверны с последующей установкой фильтра и намывом обсыпки. Диаметр скважины в интервале продуктивного пласта выдерживается постоянным. В связи с этим эпюра входных скоростей в фильтр носит неравномерный характер, а верхние отверстия нагружены существенно больше, чем нижние. Поэтому в верхних интервалах создается более неустойчивая суффозионная обстановка, возникаютдополнительные потери напора. Кроме этого, неравномерность эпюры входных скоростей усугубляет турбулизация потока в околоскважинной зоне, являющейся следствием кольматацион„„Я „„1723312 А1 (54) СПОСОБ ОБОРУДОВАНИЯ ФИЛЬТРОВОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к области горного дела, Цель — выравнивание входных скоростей по длине продуктивного интервала.

Способ включает вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки. Каверну создают с изменяющимся по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию

R(z)=R1e, где R1 — радиус каверны у верхней границы продуктивного интервала; R(z) — радиус каверны на расстоянии z Q7 нижней границы продуктивного интервала; Π— по- ф казатель несовершенства скважины. 1 ил.

С: ных процессов, ограниченных диаметров каверны для планового дебита.

Известен также способ оборудования фильтровой скважины, включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ство- ) ла и создание каверны диаметра, соответст- () вующего диаметру зоны турбулизации р потока при плановом дебите. Создание каверны, соответствующей по диаметру зоне турбулизации потока, позволяетснизить потери напора при фильтрации и сгладить эпюру входных скоростей. Однако даже прн )» исключении потерь напора, вызванных тур- и булизацией потока, эпюра входных скоро-; стей соответствует закону гиперболических синусов и носит весьма неравномерный характер. Неравномерность эпюры входных скоростей приводит к повышенной вероятности выноса песка через верхние интервалы фильтра, к дополнительным потерям напора и снижению удельного дебита.

1723312

Цель изобретения — выравнивание скоростей притока по длине продуктивного интервала.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе оборудования фильт- 5 ровой скважины, включающем вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот- ствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки, создают каверну 10 с изменяющимися по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию

R(z)=R1 е где R1 — радиус скважины у верхней грани15 цы продуктивного интервала;

R(z) — радиус скважины на расстоянии z от нижней границы продуктивного интервала;

Π— показатель несовершенства скважины.

На чертеже показан профиль сооружаемой в скважине каверны, Способ осуществляют следующим образом.

Пласт вскрывают долотом диаметра, обеспечивающего требуемую толщину обсыпки с учетом предотвращения пескования. В скважину спускают расширитель и начинают разрабатывать каверну с увеличением диаметра от верхней к нижней границе продуктивного интервала. С целью выравнивания скоростей притока необходимо разработать каверну рассчетного профиля. Профиль каверны в заданном интервале продуктивного пласта определяют следующим образом.

Исходя из уравнения движения жидкости в фильтровой части скважины имеем;

Ач 2

dS(z)=d Ч (Z) + — ",—,- „- -)-d z (1) где dS(z) — понижение гидростатического напора в фильтровой части скважины на 45 участке длиной dz;

V(z) †. скорость жидкости в фильтровой части скважины в точке с координатой z;

il - коэффициент трения; гс — внутренний радиус скважины; 50

g — ускорение свободного падения;

z — вертикальная координата.

Ийтегрируя (1) по z при предположении линейности эпюры скоростей в фильтре, получим понижение напора hS(z) между 55 точками с координатами z и m:

M(z)-g aS(z) Ч(т) (* ) +

Лч(m) э з

12gгсm2 (2) „г (3) где R(z), R1 — радиус гравийного фильтра в точке с координатой z u m соответственно;

K1 — коэффициент фильтрации пласта;

К2 — коэффициент фильтрации гравийной обсыпки.

Из выражений (2) и (3) с учетом того, что

V(m)= (Q — дебит скважины), получим

Q г с

R(z)=R1e — — +,(° )3

0 ге 9

m 12 гс п) 2 с 1 1

2в (R1 К2 (4)

Создание искомого профиля каверны достигается заданием режима движения расширителя, его типа, характера выдвижения породоразрушающих органов и т,д.

Пример. Скважина вскрыла водоносный пласт, сложенный песками с коэффициентом фильтрации К1=20 м/сут. Фильтр скважины имеет диаметр 92, толщина стенок фильтра 4,5 мм. При заданном дебите

Q=10 л/с расчетная толщина обсыпки с учетом предотвращения пескования составила

50 мм. Интервала установки фильтра определен в пределах 55-70 м. Расширенная каверна заполняется гравием с K2=100 м/сут.

Таким образом, расчетные значения параметров составили:

К1=2,3 10 4 м/с;

К2 11,5 10 м/с, В1=0,096 м;

rñ=0.0415 М;

G-1,0 10 м / с;

m-15 м;

А =0,03;

g-9,8 м/с2.

Искомый профиль каверны определили по формуле(4), где при заданных значениях параметров o< z m, где m — мощность продуктивного интервала.

Для выполнения условия линейности эпюры скоростей в фильтре необходимо, чтобы это понижение было скомпенсировано при движении жидкости в пласте, т.е.

1723312

6=-2,510 z -4,2 10 z+1,8, 0 1 а 15.

Характерные значения R(z) представлены в таблице.

В скважину спустили эксцентриковый расширитель и путем регулирования времени работы инструмента и частоты вращения на каждом интервале создали искомый профиль каверны.

14

z,ì

9.6

12

20

R(z), см

57

Составитель А.Башкитов

Редактор Ю.Середа Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска

Заказ 1052 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Эксплуатация предлагаемой скважины показала увеличение дебита по сравнению со скважинами, пробуренными в аналогичных условиях, на 46-85 . Расходометрия показала равномерную загрузку фильтра по высоте. Экономический эффект по одной скважине составляет 6-7 тыс.рубл.

Формула изобретения

Способ оборудования фильтровой скважины, включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки

5 фильтра, расширение пилоъствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки. от л и ч а ю шийся тем, что, с целью выравнивания входных скоростей по длине продуктивного интерва10 ла, создают каверну с изменяющимся по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию

R(z)=Rie

15 где R> — радиус каверны у верхней границы продуктивного интервала;

R(z) — радиус каверны на расстоянии z от нижней границы продуктивного интервала;

0- показатель несовершенства скважи20 ны.