КОЛЬМАТАТОР Российский патент 1998 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для защиты пористых пластов от инфильтрата бурового раствора путем создания в стенке скважины защитного кольматационного слоя.

Известно устройство для кольматации стенок скважины, включающее полый корпус с радиально расположенным соплом (гидромониторной насадкой) для кольматации стенок скважины [1].

Недостатком его является то, что при вскрытии малопроницаемых нефтяных пластов с диаметрами продуктивных коллекторов менее 10-20 мкм энергии гидродинамического удара струи жидкости о стенку ствола может оказаться недостаточно для уплотнения проникших в поровые каналы кольматирующих частиц и достаточно глубокого проникновения их в эти каналы. В результате кольматирующий слой оказывается недостаточно плотным и глубоким для эффективной защиты прискважинной зоны нефтяного пласта от проникновения инфильтрата бурового раствора, что в последующем затрудняет освоение скважины и снижает ее производительность.

Этот недостаток несколько уменьшается при использовании устройства для кольматации, содержащего корпус с радиальными гидромониторными кольматирующими насадками, а также очищающие и затирающие плашки [2].

Однако и в этом случае дополнительное затирание кольматирующих частиц в поровые каналы может оказаться недостаточно эффективным для защиты слабопроницаемых пластов.

Известно устройство, включающее корпус, втулку, размещенную в нем, последовательно и соосно установленные кольматирующую гидромониторную насадку и перед ней рабочую гидромониторную насадку [3].

Для этого устройства характерна недостаточная эффективность кольматации стенок скважины.

Целью изобретения является повышение качества кольматации стенок ствола скважины путем высокочастотного гидродинамического возбуждения потока жидкости, истекающего из насадки.

Указанная цель достигается тем, что в кольмататоре, содержащем полый корпус с радиально расположенной кольматирующей гидромониторной насадкой, выполненной в сужающейся части своей в виде гиперболического параболоида или однополостного гиперболоида вращения с фокусирующей поверхностью, а по ходу движения потока жидкости, истекающей из этой насадки, соосно с ней размещены последовательно антизавихритель потока с лопастями и вторая гидромониторная насадка большего, по сравнению с кольматирующей, диаметра.

На фиг. 1 представлен кольмататор, продольный разрез; на фиг. 2 - схема кольматации.

Кольмататор содержит полый корпус 1 с резьбой на концах для установки над долотом и с радиальным отверстием, в которое ввинчена цилиндрическая втулка 2 со срезанным под углом к оси торцом, расположенным в полости корпуса, для ввода части потока жидкости, используемой для кольматации. Остальная часть жидкости поступает на насадки долота. Во втулке 2 установлена кольматирующая гидромониторная насадка 3, сужающаяся полость которой выполнена с фокусирующей поверхностью 4 в виде гиперболического параболоида или однополостного гиперболоида вращения и составляет высокочастотный гидрогенератор вместе с размещенными перед ней соосной последовательно, по ходу потока жидкости, антизавихрителем 5 с направляющими лопастями 6 и второй гидромониторной насадкой 7 большего, по сравнению с кольматирующей, диаметра с упором 8.

Кольмататор работает следующим образом.

После спуска в скважину и подачи жидкости в бурильную колонну часть потока жидкости из внутренней полости корпуса 1 попадает во вторую гидромониторную насадку 7 большего диаметра, истекает из нее, спрямляясь продольными лопастями 6 антизавихрителя 5 и отражаясь, частично, от фокусирующей поверхности 4 кольматирующей насадки меньшего диаметра, попадает на стенку скважины 9, кольматируя ее. Соударение частиц потока жидкости, истекающей из насадки 7, с отраженными от поверхности 4 кольматирующей насадки 3 обеспечивает высокочастотное гидродинамическое возбуждение ее.

Энергия осцилляции (колебаний) кольматирующих частиц потока пропорциональна, как известно, квадратам частоты и амплитуды гидродинамического возбуждения. Поэтому в результате использования предлагаемого высокочастотного кольмататора увеличиваются глубина и плотность кольматационного слоя, а значит снижается интенсивность загрязнения прискважинной зоны пласта инфильтратом бурового раствора. Поэтому эффективность предлагаемого устройства, по сравнению с известными, наиболее возрастает при вскрытии бурением малопроницаемых продуктивных нефтяных пластов - проницаемостью до 0,1 мкм², составляющих все более возрастающую долю разрабатываемых нефтяных месторождений.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для защиты пористых пластов от инфильтрата бурового раствора путем создания в стенке скважины защитного кольматационного слоя. Кольмататор включает корпус, втулку, размещенную в нем, последовательно и соосно установленные кольматирующую гидромониторную и перед ней вторую гидромониторную насадки. Перед кольматирующей гидромониторной насадкой размещен антизавихритель с направляющими лопастями. Кольматирующая гидромониторная насадка в сужающейся своей части имеет фокусирующую поверхность в виде однополостного гиперболоида или гиперболического параболоида вращения. Вторая гидромониторная насадка имеет больший диаметр, по сравнению с диаметром кольматирующей гидромониторной насадки. Кольматирующая гидромониторная насадка, антизавихритель с направляющими лопастями и вторая гидромониторная насадка установлены во втулке. 2 ил.

Кольмататор, содержащий корпус, втулку, размещенную в нем, последовательно и соосно установленные кольматирующую гидромониторную и перед ней вторую гидромониторную насадки, отличающийся тем, что перед кольматирующей гидромониторной насадкой размещен антизавихритель с направляющими лопастями, кольматирующая гидромониторная насадка в сужающейся своей части имеет фокусирующую поверхность в виде однополостного гиперболоида или гиперболического параболоида вращения, вторая гидромониторная насадка имеет больший диаметр, по сравнению с диаметром кольматирующей гидромониторной насадки, при этом кольматирующая гидромониторная насадка, антизавихритель с направляющими лопастями и вторая гидромониторная насадка установлены во втулке.