СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОЙ НАБИВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК E21B43/04 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к эксплуатации скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа, продуктивные пласты которых представлены рыхлыми породами, и может быть использовано для борьбы с выносом песка из пласта и предупреждения разрушения призабойной зоны скважины.

Известен способ гравийной обсыпки фильтра, в котором гравий засыпается в зафильтровое пространство сверху вниз по бурильным трубам вместе с промывочной жидкостью через боковые отверстия устройства, установленного над фильтром [1]. Устройство снабжено патрубком с окнами, который фиксируется в корпусе так, чтобы обеспечить совмещение окон в патрубке и отверстий в корпусе. Конструкция устройства по вводу гравия из бурильной колонны в зафильтровое пространство не позволяет использовать в качестве транспортирующей среды газообразный агент (воздух, природный газ и т.д.) и производить включение скважины в эксплуатацию сразу после сооружения гравийного фильтра.

Известен способ сооружения гравийного фильтра, в котором на колонне насосно-компрессорных труб в скважину спускают фильтр с установленным над ним узлом для подачи гравия. Последний подают в зафильтровую зону в рабочем агенте [2] . Известный узел для подачи гравия содержит корпус с боковыми отверстиями и упором, толкатель, подвижную относительно корпуса втулку с центральным цилиндрическим каналом. Втулка имеет боковые отверстия, размещенные против боковых отверстий корпуса [2]. Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают транспортировку абразивных материалов (гравия) с использованием газообразного агента (воздуха, природного газа и т.д.). В случае сооружения гравийного фильтра и высокопроницаемых газовых пластах, жидкость, отфильтровываясь в пласт, закупоривает поровые каналы, ухудшает коллекторские свойства пласта и способствует его разрушению.

Целью изобретения является повышение качества гравийной набивки, сохранение проницаемости пласта и предупреждение эрозионного разрушения эксплуатационной колонны.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сооружения гравийной набивки, включающем спуск на колонне насосно-компрессорных труб в скважину фильтра с установленным над ним узлом для подачи гравия и доставку последнего в рабочем агенте в зафильтровую зону, в качестве рабочего агента используют газ, который подают в скважину под избыточным давлением, при этом после доставки гравия газ под избыточным давлением нагнетают в продуктивный пласт, а открытие и закрытие узла для подачи гравия осуществляют путем изменения давления газа. Поставленная цель достигается также тем, что устройство для сооружения гравийной набивки, содержащее связанный с насосно-компрессорными трубами корпус с боковыми отверстиями и упором, толкатель, подвижную относительно корпуса втулку с центральным цилиндрическим каналом и седлом под толкатель, снабжено дополнительным упором, выполненным над боковыми отверстиями корпуса, подвижная втулка поджата пружиной со стороны упора к дополнительному упору, причем площадь суммарного сечения боковых отверстий корпуса превышает площадь сечения внутреннего канала насосно-компрессорных труб, а высота боковой поверхности подвижной втулки выполнена больше диаметра бокового отверстия корпуса, но меньше расстояния от нижней кромки боковых отверстий корпуса до упора, при этом толкатель выполнен глухим с ловильной головкой.

На фиг.1 представлена схема обвязки оборудования для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - узел I на фиг.1.

Технологическая схема включает смеситель 1 для приготовления газопесчаной смеси, бункер для гравия 2, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 3, на которой над фильтром 4 установлено устройство I для сооружения гравийной набивки. Устройство состоит из корпуса 5, в котором выполнены боковые отверстия 6 для сообщения трубного пространства насосно-компрессорных труб с зафильтровым пространством и продуктивным пластом. Внутри корпуса выполнен упор 7 и установлена подвижная втулка 8 с центральным цилиндрическим каналом 9 и седлом 10 в верхней части под толкатель 11 с ловильной головкой 12. Подвижная втулка поджата пружиной 13. Над боковыми отверстиями корпуса выполнен дополнительный упор 14.

Способ осуществляют следующим образом. После спуска в скважину фильтра 4 на колонне НКТ 3 с установленным над фильтром устройством I скважину осваивают и пускают в эксплуатацию в режиме - закачка газа в пласт. Затем с помощью глубинной лебедки в седло 10 устанавливают толкатель 11. В смеситель 1 из бункера 2 вводят гравий необходимой фракции. Площадь сечения боковых отверстий 6 корпуса 5 рассчитывается таким образом, чтобы их суммарная площадь превышала площадь сечения внутреннего канала НКТ для исключения возможности закупорки отверстий частицами песка. Газопесчаная смесь, двигаясь по колонне НКТ, избыточным давлением перемещает подвижную втулку 8 вниз, т. к. цилиндрический канал 9 перекрыт толкателем 11. Втулка, перемещаясь, достигает упора 7 корпуса. При этом открываются боковые отверстия 6 корпуса и газопесчаная смесь из внутреннего пространства НКТ поступает на забой скважины в зафильтровую зону 15. Частицы гравия равномерно осаждаются в зафильтровой зоне, а газ под избыточным давлением поступает в продуктивный пласт. По окончании сооружения гравийной обсыпки глубинной лебедкой толкатель 11, снабженный ловильной головкой 12, извлекают на поверхность, при этом цилиндрический канал 9 открывается. Под действием пружины 13 подвижная втулка 8 перемещается вверх до дополнительного упора 14, перекрывает боковые отверстия 6, разобщая трубное и затрубное пространство скважины. После этого скважина переводится в режим работы - отбор газа из пласта.

Использование предлагаемого способа и устройства, позволяющего применять в качестве носителя газообразный агент, обеспечивает высокое качество гравийной набивки. Закачиваемый в пласт сухой газ оказывает благоприятное воздействие на призабойную зону, осушая ее от имеющейся в поровом пространстве горных пород жидкости, что способствует не только сохранению фактической проницаемости, но и улучшает коллекторские свойства призабойной зоны пласта, повышается производительность скважины.

Использование: при эксплуатации скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа, продуктивные пласты которых представлены рыхлыми слабосцементированными породами, и может быть использовано для борьбы с выносом песка из пласта и предупреждения разрушения призабойной зоны скважины. Сущность изобретения: спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) фильтр с установленным над ним устройством, осваивают и пускают в эксплуатацию в режиме - закачка газа в пласт. По внутреннему пространству НКТ в клапанное коническое гнездо подвижной втулки 8 устройства устанавливают толкатель 11. При помощи смесителя из бункера в газовый поток вводят гравий. Чтобы исключить возможность закупорки отверстий 6 корпуса частицами песка, их суммарная площадь должна превышать площадь сечения внутреннего канала НКТ. Газопесчаная смесь избыточным давлением перемещает подвижную втулку 8 с толкателем 11 вниз, при этом открываются отверстия 6 корпуса устройства и она поступает на забой скважины в зафильтровую зону. Высоту боковой поверхности подвижной втулки 8 определяют с соблюдением условий: D < h > l, где D - диаметр бокового отверстия 6 корпуса 5; h - высота боковой поверхности подвижной втулки 8; L - расстояние от кромки бокового отверстия 6 корпуса 5 до нижнего места посадки (торца) подвижной втулки 8. Газ под избыточным давлением нагнетают в продуктивный пласт. По окончании гравийной обсыпки извлекают клапан из гнезда подвижной втулки 8, последняя под воздействием пружины 13 перемещается вверх и перекрывает окна 6 корпуса 5. Скважину переводят в режим работы - отбор газа из пласта. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ сооружения гравийной набивки, включающий спуск на колонне насосно-компрессорных труб в скважину фильтра с установленным над ним узлом для подачи гравия и доставку последнего в рабочем агенте в зафильтровую зону, отличающийся тем, что, с целью повышения качества гравийной набивки, сохранения проницаемости пласта и предупреждения эррозионного разрушения эксплуатационной колонны, в качестве рабочего агента используют газ, который подают в скважину под избыточным давлением, при этом после доставки гравия газ под избыточным давлением нагнетают в продуктивный пласт, а открытие и закрытие узла для подачи гравия осуществляют путем изменения давления газа. 2. Устройство для сооружения гравийной набивки, содержащее связанный с насосно-компрессорными трубами корпус с боковыми отверстиями и упором, толкатель, подвижную относительно корпуса втулку с центральным цилиндрическим каналом и седлом под толкатель, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным упором, выполненным над боковыми отверстиями корпуса, подвижная втулка поджата пружиной со стороны упора к дополнительному упору, причем площадь суммарного сечения боковых отверстий корпуса превышает площадь сечения внутреннего канала насосно-компрессорных труб, а высоту боковой поверхности подвижной втулки выполняют больше диаметра бокового отверстия корпуса, но меньше расстояния от нижней кромки боковых отверстий корпуса до упора, при этом толкатель выполнен глухим с ловильной головкой.