Способ изоляции поглощающих пластов в скважинах Советский патент 1986 года по МПК E21B33/13 

1

Изобретение относится к области урения скважин, в частности к спообам изоляции поглощающих пластов скважинах различного назначения.

Целью изобретения является поышение эффективности изоляционных . абот в трещинных породах с давлеием их гидроразрыва, меньшим давения эксплуатации скважин, за счет создания необратимых деформаций в зоне изоляции.

Способ осуществляют следующим образом.

В скважину до подощвы изолируемого пласта спускают колонну труб, с помощью которой тампонажную смесь, содержащую твердые частицы наполнителя, размещают в интервале изолируемого пласта и вьщш с запасом объема, предназначенного для задав- ливан я в трещины. После подъема башмака колонны труб выше головы тампонажной смеси, закрытия превен- тора или установки скважинного паке- ра в трещины задавливают такой объем смеси, в конце закачки которого достигается давление эксплуатации скважины .

Затем производят слив скважинного флюида (продавочной жидкости) в мерную емкость в объеме нагнетательной линии, связывающей насос с устьем скважины, и дополнительно сливают некоторый объем флюида, достаточный для разрушения фильтрацион- ной корки при сокращении трещин под действием сил бокового распора в массиве пород.

Далее начинают повторный цикл обработки, закачивая в скважину очередную порцию флюида (продавочной жидкости) с повьщ1ением давления до заданной величины. Отсутствие приемистости свидетельствует.о сохранности фильтрационной корки на входах трещин. Поэтому в данном цикле объем жидкости, сливаемой в мерную емкость, опять увеличивают. С появлением приемистости продавочную жидкость поочередно закачивают и сливают в несколько циклов, достигая снижения поглощения .до нуля. Увеличение количества сливаемой жидкости является основанием для повторения операции-, но каждого последующего за ней цикла обработки - при условии возбуждения приемистости..

Изоляционные работы оцениваются успешно завершенными в том случае.

10

15

392692

если после слива всей жидкости, способной выходить из скважины самосливом, т.е. после снижения давления на трещины до давления гидростати- 5 ческого столба жидкости, в скважине при последующей закачке приемистость на предельном давлении отсутствует.

Сущность эффекта объясняе тся тем, что при гидроразрыве жидкость прорывается в трещину, создавая давление на ее стенки. Это создает дополнительные силы для ее расширения. Ширина трещины тем больше, чем выше давление в .стволе.

В момент раскрытия хотя ы одной треш;ины растягивающие напряжения в других точках по Периметру скважины уменьшаются по величине, а при дальнейшем повышении внутреннего давления становятся сжимающими.

Таким образом, массив пород вокруг скважин приобретает дополнительные напряжения- сжатия. В этих условиях др угие трещины в стенках, если они имеются, доуплотняются, а проницаемость их уменьшается.

При пониженном давлении в стволе прискважинный массив упруго деформируется в обратном направлении, а трещина смыкается. Повторное повышение давления в скважине до величины, необходимой для осуществления бурения, крепления или эксплуатации скваясины, вызывает и повторное раскрытие трещин,- сопровождающееся поглощением промывочной жидкости.

20

25

30

35

Отсюда понятна цель заполнения твердагми частицами трещин, раскрывае- мь1х в стенках цод воздействием максимального ожидаемого давления, при выполнении перечисленных работ. Если заполнение достигнуто, то при снижении внутреннего давления обратной деформации прискважинного массива не происходит. в нем сохраняется напряженное состояние сжатия, пропорциональное давлению, которому он под- вергсшся во время заполнения трещины твердьши частицами. Жесткий клин из частиц не только воспринимает силы бокового распора, но и предупреждает -прюникновение жидкости вглубь трещины.. Предварительно напряженный прискважинный массив пород, таким образом,, приобретает способность вьщерживать ожидаемое давление (при бурении,, креплении и эксплуатации).

сохраняя целостность и герметичность .

П р и м е р. Номинальный диаметр ствола скважины 190 мм, зона осложнения в интервале 2050-2060 м представлена трещиноватыми породами, раскрытость трещин которых возрастает с увеличен йем давления в стволе, интенсивность поглощения 11 м /ч при наименьшем избыточном давлении 40 кгс/см, ожидаемое в процессе дальнейшего углубления скважины максимальное давление на поглощающую зону 82 кгс/см, удельный вес про- .мывочной жидкости в скважине 1,00 г/см .

Для изоляции трещин в скважину спускают колонну труб, в интервал зоны поглощения 2050-2060 м и вьше его до глубины 1950 м закачивают тампонажную суспензию, представленную структурированным глинистым раствором с добавкой среднезернисто- го песка (20% по насыпному объему к объему ИСХОДНОГО раствора). Колонну труб поднимают, размещая башмак вьш1е тампонажной суспензии (на глубине 1950 м). Закрывают превентор и откачивают в скважину 3,5 м продавоч- ной жидкости. Если при задавливании В пласта всего заготовленного объема тампонажной с успензии давления вьше 60 кгс/см создать не удается, то причина этого может заключаться в том, что размер частиц выбранного наполнителя значительно меньше размера изолируемых трещин.

Задавливание повторяют после размещения в интервале 2060-1850 м тампонажной суспензии (7 м ) из глц- нистого раствора с добавкой 20% (по насыпному объему к объему исходного раствора) угольного шлака, просеянного на ситах 1-4 мм. Колонну труб поднимают до глубины 1850 м и начинают задавливание суспензии в трещины пласта. К моменту повьшения давления до заданной величины 82 кгс/см в скважину закачивают

Редактор Н.Егорова

Составитель Е.Молчанова

Техред О.СопкоКорректор ;Е.Сирохман

Заказ 3365/27 Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственнотполиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

392694

2,4 м5 продавочной жидкости. Сокращение приемистости пласта до нуля при 82 кгс/см в данном случае обусловлено появлением фильтрационной, , корки на входах в трещины. Операцию продолжают снижением давления путем слива в мерную емкость жидкости в объеме нагнетательной линии насоса ( 300 л) и дополнительно 100 л (все- Q го 400 л). На этом первый цикл работ заканчивают. Его результат - задавливание в трещины пласта 2 м тампонажной смеси.

В начале второго цикла, т.е. при с увеличении давления до 82 кгс/см и снижении приемистости до нуля, . в скважину закачивают 800 л продавочной жидкости. В процессе уменьшения давления в емкость сливают также 400 л жидкости. В трещинах задержано 400 л тампонажной смеси.

За последующие три идентичных цикла в трещины задавливают 300, 200 и 100 л тампонажной смеси. Ввиду существенного снижения приемистости объем сливаемой жидкости увеличен до 600 л. Объем тампонажной суспец- зии, задавливаемой в трещины, составляет в следующих двух циклах 200 и 100 л. После этого объем сливаемой в

. емкость жидкости увеличивают до 700 л при снижении давления в устье до нуля, а относительно изолируемых трещин - до давления гидростатическо- 5 го столба жидкости, заполняющей скважину. За три цикла в трещины задав7 лено последовательно 300,200 и 100 л. В заключительные два ц икла объем продавочной жидкости, закачиваемой 0 в скважину, становится равным объему жидкости, сливаемой из скважины.

Таким образом, достигается полное насыщение пласта твердым гранулярным

25

материалом, при -заданном давлении 82 кгс/см ; Успешност } работ подт- . верждена промывкой скважины после освобождения ствола от тампонажной смеси.