Способ и устройство создания канала в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины

 

ОП КСАН

ИЗОБРЕТЕН

М АВТОРСК©МУ СВИ ТВ

Союэ Сеавтсиик

Социаанстичесиии

Рвсну (Вт ) Дфеелиительиее я аат. саид-ау (22) Заяалеиа24.07.78 (23) 2648 с ярисеедииеиием эаявяи М 27047

I в1даВвт® яэеятет евер

Ю ANN язевуетввяв я втсВитяй (23) ПриаритетОяубликаааиф 23.09.81. юл

Дата еяубликоваиия описания (72) Авторы иэобретеиия

B. А; Киреев, О. Ф. Худяков, Ю. B. таренков и Г. С. Купин

Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (73) Заявитель (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ КАНАЛА

В РАСТВОРИМОЙ ПОРОДЕ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА

ИЗ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к интенсификапни добычи газа, а точнее для снижения фильтрационного сопротивления приэабойной эоны продуктивного пласта путем создания в ней горизонтальных каналов, и может быть использовано также при добыче ка% менной соли и при строительстве в ней подземных хранилищ для хранения углеводородного сырья е

Известны способы создания каналов в

1В растворимых породах продуктивного пласта иэ вертикальной скважины с помощью устройства, опускаемого в скважину на гибieM шланге, по которому производят подачу растворителя для физико-химического воздействия иа забой продуктивного пласта и проводимого в ием канала 1).

Однако этими. способами нельзя создавать горизонтальные каналы иэ узкого се чения вертикальных скважин, диаметры которых, как правило, не превышают 4-6 дюймов, по следующим причинам:

a) хаотическое перемещение гибко1 о шланга вместе с соплом в произвольном напрЬвлении в момент подачи растворителя, обусловленное неуравновешенностью системы, включающей гибкий шланг - сопло, не позволяет ввести сопло в намеченное место проведения канала; б) формирующее струю устройство (сопло, насадка и т.п.), минимальная длина которого составляет 2-3 дюйма, невозможно расположить горизонтально в узком сечении скважины, поскольку горизонтальное расположение устройства приводит к пережиму гибкого шланга и прекращению доступа растворителя для растворения забоя проводимой выработки (длина формирующего струю устройства складывается иэ непосредственно корпуса сопла, цилиндрического участка, длина последнего должна быть не менее (2,5-3) Bio, где Йодиаметр формирующего струю устройства на выходе).

Известен также способ создания каналов в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины путем спуска в нее формирующего струю

3 866k уетрюйства на гибком шланге, подачи s ням с поверхности растворителя в нап1 равлеиии создаваемого канала, подведе- ние с гибким шлангом формирующего струю устройства к забою создаваемого

5 канала, обратного извлечения раствороподающего устройства из канала 123.

Этот способ несколько улучшает ввод формирующею струю устройства в забой щ наклонно проводимого канала за счет предварительно установленных в забое скважины отклонителей, но также не решает поставленной задачи, относящейся к, проведению горизонтального канала цо выше i5 изложенным причинам. Кроме того, установка таких отклонителей возможна лишь у забоя скважины и исключена в случае необходимости создания канала по всей высоте продуктивного пласта. 20

К недостаткам этого способа .относятся также неуправляемый ввод сопла в забой проводимого канала, обусловленный неуравновешенностью системы гибкий . шланг»сопло, которые под действием энергии потока растворителя неуправляемо перемешаются иэ одной стороны в другую. В результате такого перемещения системы выбор направления канала совер

ЭО шенно произволен, установка в скважине отклоиителей дает воэможность неуправляемо проводить каналы цод углом к вертикали большим, чем 90О, что.может привести к преждевременному вскрытию водоносного горизонта и обводнению скважины со всеми вытекающими последствиями, опасность вскрытия водоносного горизонта такими наклонными каналами еше более возрастает с уменьшением мощности продуктивного пласта.

Известны устройства для ввода сопла, соединенного с гибким шлангом, состоящие иэ вертикальной скважины в забой создаваемого канала, содержащие, помимо гибшланга с коло труб и от 45 клонители (направляющие дпя направления ввода сопла в забой создаваемого канаm) ÅÇ

Однако этимя устройствами невозможно создавать в заданном направлении гориэонтальные, а тем более восстающие каналы из узкого сечения скважин, диаметр которой, как правило, не превышает 4-6 дюймов.

Известно также устройство gns созда- 55 ния канала в растворимой породе продуктивного пласта as вертикальной скважины, содержащее колонну труб с гибким шлангом и соплом, патрубок с окном и направляющую, которые дают возможчость пустить сопло с гибким шлангом только в положении, близком к вертикальному 41.

Каналь, образованные с помоцц.ю этого устройства, могут быть только восстающими каналами. Такие каналы незначительно снижают фильтрационное сопротивление продуктивного пласта, поскольку их удаленность по радиусу близка к скважине. В нестоящее время доказано, что эф- фективное снижение фильтрационного сопротивления пласта достигается эа счет увеличения длины радиальных каналов. Иолученная с помощью такого устройства длина восстающего канала обусловлена также длиной шланга и, кроме того, мощностью продуктивного пласта. Чем меньше мощность пласта, тем меньше длина канала и больше вероятность вскрытия вышележащего пласта и обводнения .скважины.

Как в мощных, так и в маломощных продуктивных пластах .это устройство вызывает необходимость производить перебур скважины с вытекающими последствиями.

Цель изобретения - повышение надежности создания горизонтального канала в продуктивном пласте иэ узкого сечения скважины за счет обеспечения горизонтального ввода формирующего струю устройства в забой создаваемого канала без пережима гибкого шланга.

Укаэанная цель достигается тем, что перед созданием основной части карала в продуктивном пласте создают его направляющую горизонтальную часть длиной, достаточной для последующего ввода формирующего струю устройства беэ пережима.

Кроме того, направляющую горизонтальную часть канала создают методами гидравлического вскрытия пластов.

Устройство для осуществления способа снабжено втулкой с окном и формирукииим струю отверстием, а направляющая расположена во втулке напротив ее окна, причем втулка имеет извлекаемый клапан и установлена концентрично в патрубке. с воэможностью осевого перемещения и совмещения окна патрубка и окна втулки при крайнем верхнем положении последней, и окна патрубка и отверстия втулки при крайнем нижнем положении последней.

А также тем, что втулка снабжена фиксаторами, а между стенками патрубка и втулки установлены уплотнения, жестко. соединенные со втулкой.

6137 6

35

5 86

Причем патрубок выполнен с упорами в виде кольцевых выступов.

На фиг. 1 схематично показано устройство для создания начальной части горизонтального канала предлагаемым способом; на фиг. 2 — ввод формирующего струю устройства вместе с гибким шлангом в предварительно созданную часть проводимого горизонтального канала.

Для создания горизонтального канала предлагаемым способом необходимо следующее оборудование скважины l, пройденной до продуктивного пласта 2 и закречленной обсадной колонной 3.

В скважину опускают колонну насоснокомпрессорных труб 4 (HKT) с хвостовиком 5, снабженным устройством 6, необходимым для создания передовой направляющей выработки горизонтальным потоком растворителя, в которую вводят .формирующее струю устройство, Устройство 6, соединенное с хвостовиком, состоит из патрубка 7, выполненного с окном 8, цилиндрической втулки 9, выполненной с окном 10, седлом 11 и имеющей формирующее струю отверстие 12 и направляющую 13. Между патрубком 7 и цилиндрической втулкой 9 с целью исключения йеретока жидкости установлены уплотнения 14.

Осевое перемещение втулки ограничено нижним 15 и верхним 16 упорами, выполненными в виде кольцевых выступов. .В седле 11 устанавливается извдека» емый клапан 17. В верхней части втулки

9 установлены фиксаторы 18, которые при крайнем верхнем положении втулки входят в гнезда 19, выполненные на внутренней поверхности патрубка 7.

Для подачи растворителя и формирования горизонтального канада устройство содержит колонну насосно-компрессорных труб 2О, к нижнему концу которой прикреплен гибкий шланг 21 с соплом 22.

Позициями 23 и 24 указаны горизонтальный канал в продуктивном пласте и направляющая его часть соответственно.

Перед спуском в скважину. втулку устанавливают в крайнее нижнее положение.

Работу по созданию канала производят в следующей последовательности.

В опущенную в скважину колонну НКТ

4, с помещенным в, нее оборудованием (с вышеописанным устройством), бросают шаровый клалан 17, после чего насосами (ие показан) нагнетают растворитель. Последний, формируясь в отверстие 12 в виде динамической струи, производит работу в радиальном от оси скважины направлении, создавая тем самым направляющую

24 горизонтального канала 23 (на фяг. 1 показано пуюстиром) необходимых габаритов. Отработанную при этом жидкость удаляют по кольцевому пространству, образованному обсадной колонной 3 и свободновисяшей колонной НКТ 4.

После окончания работы по созданию направляющей части горизонтального канала производят обратную промывку с целью извлечения шарового клапана 17, При огключенной подаче растворителя в колонну

НКТ 4 на проволоке опускают захват (не показан), с помощью которого втулку 9 перемешают так, чтобы центры окон 8 и

10 совместились между собой, после чего захват иэ скважины извлекают.

В колонну HKT большего диаметра опускают колонну НКТ меньшего диаметра 20, к башмаку которой присоединен гибкий шланг 21 с формирующим струю устройством 22. Это устройство вводят в созданную часть горизонтального кана ла 24. Этот вариант не исключает спус-ка трубопровода меньшего диаметра, состоящего целиком иэ гибкого шланга (фиг. 2). Далее насосом закачивают в колонну НКТ 20 меньшего диаметра растворитель до момента создания основной части горизонтального канала 23.

По мере проведения канала колонну

НКТ 20 совместно с гибким шлангом

21 постепенно опускают вслед эа подвигающимся забоем.

В случае необходимости создания нескольких горизонтальных каналов в разных направлениях, находящихся в одной горизонтальной плоскости, с целью уменьшения времени на спуско-подъемные операции проводят несколько цредварительно направляющих каналов описанным вы ше способом путем поворота устройства с окном 8 и колонны НКТ 4 большого диаметра на определенный угол, после чего цикл работы повторяют в той же пбследовательности.

П, р и м е р. По известным способам создавали каналы в растворимой породе (каменной соли NaCE) с помощью огеущенного в скважину гибкого шланга, соединенного с формирующим струю устройством. Вскрытие показало„что, несмотря на все принятые меры, были образованы наклонные каналы под углом к вертикали большем, чем 90 . о

При принудительном нажатии на гибкий шланг с целью горизонтально расположить в скважине формирующее струю уст7 886ih7 8 W » +++ растворителя +o нанрав Кроме того предлагаемый способ пению r забою прекращалась.. спвчивает плавный без перегиба гибкого

Каналы, созданные по известным мй- шланга ввод в забой основной части катодам, при всех равных параметрах про- нала формирушдего струю устройства, цесса,.сравнивались с каналом, созданным проведение горизонтального канала задавпо предлагаемому способу. ной длины бвз опасения вскрытия водоЙоаученные данные приведены в таб- иосного горизонта, увеличивает приток галине. за в скважину, проведение нескольких г ризонтальных каналов в одной горизонИсжаьэоваиие изобретения позволяет 1© тальной плоскости, как дпя целей иитеиперед llpoBog®нием ocHoBHoO %%cTR FopH сифнкации добычи газа, так и для созда эонтального канала плавно без пережима ния защитного экрана.при бо ьб с д гибкого шланга произвести ввод формиру- притоками, путем -закачки в полученные. юшего струю устройства в забой основно- горизонтальные кандалы иэолир и е каналы иэолнрукйаей смего канала и эффективно создать горизонт- 1 си. тальиую выработку для увеличения прито- Испытания показали надежность предка газа бвз опасения вскрытия водоносного лагаемого способа ведения а - дениц гориэонтагориэонта. льных каналов и его простоту.

e,1О а а т"1 1 гЧ т-1

8. (o

Ф

М о о о о о о о (.) ц

866137. е 10 е сЧ 4 сЧ

° 4 е1 е о о с9 ф 6) о о о

lQ К) Щ

11

Ф

9 (I сч J)g 1.

° 4 о Ф 1 и,3(11 . 86

Формула изобретения

1 ° Способ соэдания канала B растворимой иороде продуктивного пласта из вер» тиийиьной скважины путем спуска и нее формирующего струю устройства на гибком ижанге, подачи в них с поверхности растворителя в направлении создаваемого канала, подведения с гибким шлангом формирующего струю устройства к забою создаваемого канала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения,надежности создания горизонтального канала в . продуктивном пласте иэ узкого сечения скважины за счет обеспечения горизонтального ввода формирующего струю устройства в забой создаваемого канала без пережима гибкого шланга, перед созданием основной части канала в продуктивном пласте создают предварительно его направляющую горизонтальную часть длиной, достаточной для последующего ввода формирующего струю устройства без пережима.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что направляющую горизонтальную часть канала создают методом гидравлического вскрытия пласта.

3. Устройство для создания канала в растворимой породе продуктивно| о пласта из вертикальной скважины, включающее колонну труб с гибким шлангом и соплом, патрубок с окном и направляющую, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что .оно снабжено втулкой с окном и формирующим струю

6137 12 отверстием, а направляющая расположена во втулке.напротив ее окна, причем втулка имеет извлекаемый клапан и установлена концеитрично в патрубке с возможностью осевого перемещения и совмещения окна патрубка и окна втулки при крайнем верхнем положении последней, и окна патрубка и отверстия втулки при крайнем нижнем положении последней.

4. Устройство по и. 3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью удержания втулки в крайнем верхнем положении и исключения перетока рабочей жидкости, втулка снабжена фиксаторами, а между стенками патрубка и втулки установлены уплотнения, жестко соединенные со втулкой.

5..Устройство по пп. 3-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью совмещения центров окон патрубка и втулки в одной горизонтальной плоскости, патрубок выполнен с упорами в виде кольцевых выступов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент COLA M 3347595, кл. 166-244, опублик. 1967

2. Патент США И 3873156, кл. 166-261, опублик. 1977 (прототип).

3. Авторское свидетельство СССР . % 446629, кл. Е 21 В 43/114, 1972.

4. Авторское свидетельство СССР

% 594304, кл. Е 21 В 43/114, 1976 (прототип) . й

Составитель В. Никулин

Редактор В. Лазаренко Техред Л.Пекарь. Корректор М. Демчик

Заказ 8028/50 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4