СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА ТЕКУЧЕГО ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО Российский патент 2002 года по МПК E21B43/114 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке продуктивных пластов, содержащих нефть и/или газ. Другой областью использования может быть добыча воды из водоносных пластов. Принципиально возможно использование и при разработке месторождений твердых полезных ископаемых подземным выщелачиванием.

Известен способ вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, в котором устанавливают и цементируют в пробуренной скважине колонну обсадных труб, производят ее перфорацию и в призабойной зоне пласта образуют зону с повышенной проницаемостью для текучего полезного ископаемого, являющуюся одновременно и коллектором. Указанную зону создают путем разрушения пород продуктивного пласта высоконапорным потоком жидкости с абразивом (см. авт. свид. SU 1629500 А1, МПК Кл. 6 Е 21 В 43/114, опубл. 23.02.1991).

Недостатком данного способа является невысокая производительность работ по вскрытию продуктивного пласта и невозможность создания зоны с повышенной проницаемостью с заданными параметрами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны, формирование в продуктивном пласте вокруг скважины технологической полости путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора, отделение абразива от пульпы для его повторного использования в скважине и подъем части разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы, поддержание в устойчивом состоянии стенок и кровли сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива (см. патент RU 2123579 С1, МПК, кл. 6 Е 21 В 43/114, опубл. 20.12.98, бюл. 35).

Недостатком данного способа является необходимость монтажа отдельного трубопровода для подачи абразива к струеформирующим насадкам гидромонитора, что увеличивает время на спускоподъемные операции и снижает производительность работ по вскрытию продуктивного пласта.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности вскрытия продуктивных пластов текучих полезных ископаемых.

Технический результат состоит в повышении производительности работ по вскрытию продуктивного пласта текучего полезного ископаемого.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого, включающем установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны, формирование в продуктивном пласте вокруг скважины технологической полости путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора, отделение абразива от пульпы для его повторного использования в скважине и подъем части разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы, поддержание в устойчивом состоянии стенок и кровли сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива, согласно изобретению перед спуском скважинного гидромонитора его корпус и призабойную зону скважины заполняют абразивом, который к струеформирующим насадкам подают в потоке пульпы, эжектируемом высоконапорной струей жидкости, технологическую полость формируют участками с оставлением между ними целиков последовательно сверху вниз от кровли продуктивного пласта к его почве, а отделение абразива от пульпы для его повторного использования осуществляют над открытым сверху корпусом скважинного гидромонитора в зоне снижения скорости потока пульпы.

В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается объем правовой охраны.

В частных случаях использования изобретение характеризуется следующей совокупностью признаков.

Загрузку новых порций абразива осуществляют в устье скважины после остановки процесса разрушения пород продуктивного пласта.

Способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема вскрытия (вертикальный разрез), на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.

Способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого осуществляется следующим образом.

Призабойную зону 1 пробуренной до проектной отметки 2 и обсаженной колонной обсадных труб 3 скважины 4 заполняют абразивом. После чего в скважину 4 опускают скважинный гидромонитор 5, корпус которого также заполняют абразивом. Конструктивно скважинный гидромонитор 5 должен быть выполнен по меньшей мере с одной боковой струеформирующей насадкой 6 для прорезания окон в колонне обсадных труб 3 и разрушения пород продуктивного пласта 7 и одной забойной струеформирующей насадкой 8 для создания восходящего потока пульпы с абразивом в призабойной зоне 1 скважины 4 ниже уровня боковой струеформирующей насадки 6. Кроме того, боковые струеформирующие насадки 6 должны иметь приспособление 9 для эжектирования абразива.

Скважинным гидромонитором 5 производят вскрытие продуктивного пласта 7 и создают технологическую полость 10, которую используют в качестве приемной емкости для поступающего из продуктивного пласта 7 текучего полезного ископаемого. Для этого через забойную струеформирующую насадку 8 подают высоконапорный поток жидкости, которым производят размыв и перевод в пульпу абразива, находящегося в призабойной зоне 1 скважины 4. Через боковую струеформирующую насадку 6 подают высоконапорный поток жидкости.

Жидкость к насадкам 6 и 8 подают по колонне высоконапорных труб 11 с поверхности. Высоконапорный поток, подаваемый через боковую струеформирующую насадку 6, эжектирует абразив, находящийся в призабойной зоне 1 скважины 4. Подхваченный высоконапорным потоком жидкости абразив контактирует со стенкой осадной трубы, в результате чего в ней, а затем и в цементном кольце, удерживающем колонну обсадных труб 3, прорезается вертикальная щель 12 длиной, равной высоте участка. Первоначально щель 12 прорезают на участке 13 формирования технологической полости у кровли 14 продуктивного пласта 7. Затем на участке 13 производят гидроразрушение пород продуктивного пласта 7.

Гидроразрушение на участке 13 может производиться в направлении как сверху вниз, так и снизу вверх по высоте участка 13. В последнем случае по мере увеличения объема выработанного пространства вследствие уменьшения скорости потока пульпы происходит частичное осаждение ее твердой фракции в выработанном пространстве. Твердая фракция пульпы содержит абразив и частицы разрушенных пород продуктивного пласта 7.

Мелкая глинистая фракция разрушенных пород продуктивного пласта 7, абразив, а также песчаная фракция разрушенных пород, не осевшие в выработанном пространстве сформированного участка 13 технологической полости, потоком жидкости поднимаются по кольцевому пространству 15 между колонной обсадных труб 3 и корпусом скважинного гидромонитора 5. В месте сочленения колонны высоконапорных труб 11 с корпусом скважинного гидромонитора 5 кольцевой зазор резко увеличивается и скорость потока падает.

Поскольку абразив имеет большую гидравлическую крупность по сравнению с остальными фракциями пульпы, уменьшенной скорости потока становится недостаточно для его подъема на поверхность и он под действием собственного веса опускается в открытый сверху корпус скважинного гидромонитора 5, откуда эжектируется высоконапорным потоком и повторно используется в процессе гидроразрушения.

После того как через прорезанную в обсадной колонне и цементном кольце щель 12 будет сформирована часть участка технологической полости, скважинный гидромонитор 5 поворачивают на некоторый угол и аналогично прорезают щель и производят формирование следующей части данного участка технологической полости. В дальнейшем операции по прорезанию щели и гидроразрушению пород продуктивного пласта повторяют до формирования вокруг скважины верхнего участка технологической полости. Указанная полость имеет в поперечном сечении вид многолучевой звезды.

Затем скважинный гидромонитор 5 опускают для формирования следующего участка технологической полости. При этом между указанными участками оставляют целик 16 из пород продуктивного пласта 7. В этой последовательности цикл повторяют до формирования технологической полости заданного объема.

По мере израсходования абразива вследствие его осаждения в формируемой технологической полости для загрузки новых порций процесс разрушения пород продуктивного пласта 7 останавливают и в устье скважины засыпают очередную порцию абразива. Абразив под действием собственного веса опускается на забой скважины 4, заполняя призабойную зону 1 и частично корпус 6 скважинного гидромонитора 5. После подачи напорной жидкости к забойным 8 и боковым 6 струеформирующим насадкам абразив эжектируется высоконапорным потоком жидкости через боковые струеформирующие насадки 6 и процесс разрушения пород продуктивного пласта возобновляется.

Достоинством такой схемы является то, что нет необходимости извлекать из скважины добычное оборудование, что особенно актуально при вскрытии продуктивных пластов на больших глубинах.

В случае, когда гидроразрушение пород продуктивного пласта 7 на участке производится в направлении сверху вниз, осаждение абразива и песчаной фракции разрушенных пород не происходит. В этом случае заполнение сформированной технологической полости для поддержания в устойчивом состоянии ее кровли и стенок производят после формирования участка технологической полости путем подачи высоконапорной струи с абразивом в верхнюю часть сформированного участка технологической полости. Расход абразива при такой семе будет несколько выше, чем при осуществлении гидроразрушения в направлении снизу вверх. По указанной схеме может производиться дозаполнение выработанного пространства, сформированного и заполненного при гидроразрушении в направлении снизу вверх.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке продуктивных пластов, содержащих нефть и/или газ. Обеспечивает повышение производительности работ по вскрытию продуктивного пласта текучего полезного ископаемого. Сущность изобретения: по способу устанавливают и цементируют в пробуренной скважине обсадную колонну. Перфорируют обсадную колонну. Формируют в продуктивном пласте вокруг скважины технологическую полость. Это осуществляют путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора. При этом абразив отделяют от пульпы для его повторного использования в скважине. Поднимают часть разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы. Поддерживают в устойчивом состоянии стенки и кровлю сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива. В соответствии с изобретением перед спуском скважинного гидромонитора его корпус и призабойную зону скважины заполняют абразивом. Его подают к струеформирующим насадкам в потоке пульпы, эжектируемом высоконапорной струей жидкости. Технологическую полость формируют участками с оставлением между ними целиков последовательно сверху вниз от кровли продуктивного пласта к его почве. Отделение абразива от пульпы для его повторного использования осуществляют над открытым сверху корпусом скважинного гидромонитора в зоне снижения скорости потока пульпы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ вскрытия продуктивного пласта текучего полезного ископаемого, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны, формирование в продуктивном пласте вокруг скважины технологической полости путем разрушения и выноса пород продуктивного пласта высоконапорной струей жидкости с абразивом, подаваемыми через струеформирующие насадки скважинного гидромонитора, отделение абразива от пульпы для его повторного использования в скважине и подъем части разрушенных пород продуктивного пласта на поверхность в потоке пульпы, поддержание в устойчивом состоянии стенок и кровли сформированной технологической полости за счет ее заполнения смесью разрушенных пород продуктивного пласта и абразива, отличающийся тем, что перед спуском скважинного гидромонитора его корпус и призабойную зону скважины заполняют абразивом, который к струе-формирующим насадкам подают в потоке пульпы, эжектируемом высоконапорной струей жидкости, технологическую полость формируют участками с оставлением между ними целиков последовательно сверху вниз от кровли продуктивного пласта к его почве, а отделение абразива от пульпы для его повторного использования осуществляют над открытым сверху корпусом скважинного гидромонитора в зоне снижения скорости потока пульпы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что загрузку новых порций абразива осуществляют в устье скважины после остановки процесса разрушения пород продуктивного пласта.