Установка для моделирования процессов поглощения бурового раствора и изоляции поглощающих пластов в скважинах Советский патент 1985 года по МПК E21B33/13 

f Изобретение относится к горной промьшленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано для исследования процессов поглощения при проводке скважин. Известна установка для исследования процессов, происходящих в зонах поглощения при их цементировании, состоящая из трубы, моделирующей скважину, к трубе по ее высоте подсоединены прямоугольные емкости, заполненные проницаемьм материалом, моделирующие поглощающие пласты, передние грани Которых выполнены прозрачными. Модели пластов через краны соединены с трубами, создающими противодавление пласта. Установка позволяет изучить характер цементирования зон поглощения, проницаемость которых меняется по мощности |пласта, моделировать процессы изоляции двух пластов с одинаковой и различной интенсивностью поглощения 1 Наиболее близким техническим решением к изобретению является установка для моделирования процессов поглощения бурового раствора и изоляции поглощающих пластов в скважинах, включающая модель скважи ны в виде перфорированной трубы, ра положенную снаружи на ней модель пласта, выполненную в виде полости, заполненной упругим наполнителем, узел регулирования проницаемости и механизации проницаемости и механизм перемещения . Однако данным установкам присущи следующие недостатки: моделирование кинематики и динамики движения жидкости в пласте осуществляется со значительной прогрешностью. Это обусловлено тем, что скорость движения жидкости в реальном пласте снижается по мере удаления от стенки скважины, а в модели пласта данной установки сохраняется постоянно вследствие постоянства ее сечения. Кроме того, не моделируется сопроти ление на входе из скважины в поглощающий пласт; моделирование проница емости пласта при помощи локальных вьтодов, оборудованных кранами, зна чительно искажает картину течения жидкости в модели пласта, темп и характер его изоляции, изменение пр ницаемости моделей пластов при .помо щи загрузки различных по крупности фракций материала обусловливает по20. 2 тери времени при проведении экспериментов, связанных с необходимостью остановки работы установки для перезасыпки загрузки. Цель изобретения - повыщение точности моделирования. Поставленная цель достигается тем, что в установке для моделирования процессов поглощения бурового раст.вора и изоляции поглощающих пластов в скважинах, включающей модель скважины в виде перфорированной трубы, расположенную снаружи на ней модель пласта, выполненную в виде полости, заполненной упругим наполнителем, узел регулирования проницаемости и механизм перемещения, полость, заполненная упругим наполнителем, выполнена в виде отдельных емкостей переменного сечения, связанных меньшим сечением с перфорированной трубой, а узел регулирования проницаемости выполнен в виде перфорированного диска, установленного в емкости со стороны большего сечения. На фиг.1 представлена установка, разрез на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Установка состоит из трубы 1, моделирующей скважину, полости, выполненной в виде емкостей 2, имеющих переменное сечение, моде.пирующих поглощающие пласты и заполненных упругим наполнителем 3, узла регулирования, выполненного в виде перфорированного диска 4, связанного с механизмом перемещения 5 ДJv изменения проницаемости модели поглощающего пласта. В трубу 1 вставлена втулка 6, связанная с механизмом перемещения 7. В зонах соединений емкостей 2с перфорированной трубой 1 имеетйя перфорация в виде прорезей 8. Емкости соединены с трубками 9, моделирующими противодавление, через краны 10. Перфорированный диск 4 установлен в емкости 2 со стороны больщего сечения. Установка работает следующим образом. После выбора схемы соединений поглощающих пластов со скважиной, величин проницаемости пластов, исходного раскрытия трещин в зонах пласт - скважина схему соединений собирают путем включения или отк.пючения кранов 10. Величину проницаемости пластов устанавливают путем сжатия упругого наполнителя 3, напри3мер резиновых шариков или пружин, нажимным перфорированным диском 4. Исходное раскрытие трещин устанавли вается путем перемещения втулки 6 относительно трубы 1, что изменяет проходное сечение прорезей 8. Далее установка заливается жидкостью, устанавливается определенное пластово давление, соответствующее гидростатическому давлению столбов воды в трубках 9. Устанавливается режим ци куляции жидкости в системе через спускаемую в скважину трубу и кольцевое пространство. Затем в скважину 1 подается буровой раствор d наполнителем непосредственно или чере спускаемые в нее заливные трубы с изоляцией затрубного пространства разделенной трубкой. Снимаются необ ходимые показатели (давление, расходы и т.д.), анализируются и делаются выводы о закономерностях движе ния жидкости, ее поглощения, эффективности изолирующих агентов и технологии проведения изоляционных работ. Применение в качестве моделей пластов емкостей с переменным сечением более точно отражает кинематик и динамику движения жидкости в плас те за счет точного соответствия ско ростей движения жидкости в реальных скважинах и модели пласта. Упругий наполнитель в совокупности с нажим04ной пластиной позволяет изменять проницаемосу-ь модели пласта, тем самым моделировать неравномерность поглощения как по пласту, так и по пластам, находящимся в разных горизонтах, проводить серии экспериментов без перезагрузки, т.е. сократить время проведения исследовгший. Перфорированный диск 4 в совокупности с полостью емкости, соединенной с источником противодавления, имитирующим пластовое давление, более точно моделирует явления, происходящие в пласте. Применение совместной перфорации трубы и втулки обеспечивает моделирование раскрытия трещин непосредственно в процессе исследований, моделируется сопротивление зоны скважина - поглощающий пласт. Использование изобретения позволит расщирить техническую и методологическую базу исследований данной проблемы, повысить достоверность получаемых результатов за счет повьшения точности моделирования и технологической гибкости установки.Установка позволяет проводить целый ряд экспериментов по режимам поглощения бурового раствора, технологии изоляционных работ, проверкесравнительной эффективности изоляционных агентов с отработкой технологических режимов изоляции поглощающих пластов при реальном бурении скважин.

УСТАНОВКА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ. ПРОЦЕССОВ ПОГЛОЩЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА И ИЗОЛЯЦИИ ПОГЛОЩАЩИХ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНАХ, включающая модель скважины в виде перфорированной трубы, расположенную снаружи на ней модель пласта, выполненную в виде полости, заполненной упругим наполнителем, узел регулирования проницаемости и механизм перемещения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности моделирования, полость, заполненная упругим наполнителем, выполнена в виде отдельных емкостей переменного сечения, связанных меньшим сечением с перфорированной трубой, а узел регулирования сл проницаемости выполнен в виде перфорированного дискаj установленного в емкости со стороны большего сечения. 4 ел