Способ сооружения гравийного фильтра в скважине Советский патент 1988 года по МПК E21B43/08 

со ю

4;:

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при сооружении гравийного фильтра в скважине.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса сооружения гравийного фильтра.

На чертеже представлена схема закачки гравия в скважину.

Как показала практика, при поддержании в кольцевом пространстве скважины репрессии на пласт 0,03-0,05 МПа удается, с одной стороны, предотвратить обрушение стенок скважины, а с другой - минимизировать поглощение и кольматацию пласта. В процессе намыва гравия увеличивается высота гравийного фильтра, возрастает сопротивление циркуляционному потоку, что приводит к увеличению потерь напора и возникновению дополнительной репрессии на пласт. В целях поддержания постоянной репрессии на пласт 0,03- 0,05 МПа при использовании в качестве жидкости-носителя жидкости, аналогичной по свойствам пластовой, необходимо регулировать давление в нагнетательной магистрали. Давление в нагнетательной магистрали уменьшается по мере сооружения фильтра путем уменьшения сопротивления движению циркуляционного потока на поверхности, причем увеличение потерь напора в гравийном фильтре компенсируется уменьшением потерь напора в поверхностной обвязке. Величина потерь напора в поверхностной обвязке, фиксируемая манометрами, соответствует перепаду давления на гравийном фильтре, что позволяет оценить сопротивление обсыпки непосредственно в период закачки, оценить качество работ и в случае необходимости оперативно выработать меры по предотвращению осложнений.

В скважину 1 спускают фильтровую колонну 2 с каркасом 3 фильтра, контрольным фильтром 4, отстойником 5 и эксплуатационную колонну 6. Внутрь эксплуатационной колонны 6 на вспомогательной колонне 7 спускают распределительный узел 8 и водоподъемную колонну 9 со свабом 10 и фиксируют внутри фильтровой колонны 2. Распределительный узел 8 фиксируется над каркасом 3 фильтра на расчетном расстоянии, вь пуск- ные каналы 11 распределительного узла 8 совмещаются с выпускными отверстиями 12 фильтровой колонны 2, а сваб 10 перекрывает кольцевое пространство между фильтровой 2 и водоподъемной 9 колоннами в интервале от каркаса 3 фильтра до контрольного фильтра 4. Кольцевое пространство 13 скважины 1 герметизируют элементом 14, на нижнем торце 15 которого имеется датчик 16 давления, который с помощью канала 17 связи сообщается с манометром 18, установленным на устье скважины 1.

0

5

Перед началом закачки гравия фиксируют показания манометра 18, регистрирующего давление под герметизирующим элементом 14, обусловленное давлением пласта. Скважину 1 промывают при комбинированной циркуляции. Из блока 19 отстойников через всасывающую магистраль 20 жидкость-носитель подается центробежным насосом 21 в смеситель 22, который соединен с питателем 23. Жидкость забирается из смесителя 22 блоком 24 насосов и через блок 25 сопротивления подается во вспомогательную колонну 7.

Перепад давления на блоке 25 сопротивления контролируется .манометрами 26 и 27. Из вспомогательной колонны 7 труб жидкость через распределительный узел 8 поступает в интервал 28 формирования гравийного фильтра 29, фильтруется через контрольный фильтр 4 и по водоподъемной колонне 9 через распределительный узел 8 и кольцевое пространство между вспомогательной 7 и эксплуатационной 6 колоннами в восходящем потоке поднимается к устью скважины 1, откуда через сливную магистраль 30 поступает в блок 19 отстойников, где отфильтровывается на фильтрах 31 и 32.

В процессе промывки перепад давления на блоке 25 сопротивления устанавливают таким образом, чтобы величина репрессии на пласт, регист-рируемая манометром 18, составила 0,03-0,05 МПа. Величина репрессии на пласт равна разнице показаний манометра 18 до про.мывки и в текущий .момент времени.

Увеличение сопротивления в поверхностной обвязке и соответственно потерь напора на блоке 25 сопротивления приводит к увеличению давления в нагнетательной магистрали и репрессии на пласт. Уменьшение сопротивления в поверхностной обвязке и потерь напора на.блоке 25 приводит к умень- щению давления в нагнетательной магистрали и соответственно репрессии на пласт. С увеличением расхода промывки величина репрессии на пласт увеличивается, а с уменьшением расхода снижается. Изменение со- фотивления и потерь напора в поверхностной обвязке может обеспечиваться с помощью блока сопротивления, представленного например, последовательно соединенными вентилями 33.

После установки репрессии на пласт 0,03- 0,05 МПа, которая фиксируется показаниями манометра 18, измеряющего избыточное по отношению к давлению до промывки давление на пласт, начинают закачку гравия.

Гравиепитатель 23 подает гравий в смеситель 22, где приготавливается гравийная смесь заданной концентрации. Блоком 24 насосов гравийная смесь из смесителя 22 через блок 25 сопротивления подается во вспомогательную колонну 7 и распределительный узел 8, из которого поступает в ин0

0

5

0

5

тервал 28 формирования фильтра, где гравий откладывается, а жидкость-носитель фильтруется через слой уже отложившегося гравия и контрольный фильтр 4 и по водоподъемной колонне 9 через распределительный узел 8 и кольцевое пространство скважины 1 между вспомогательной 8 и эксплуатационной 6 колоннами поднимается на поверхность, откуда через сливную магистраль 30 поступает в блок 19 отстойников.

В процессе закачки измеряют потери насоса в гравийном фильтре, оценивают его сопротивление и осуществляют регулировку давления в нагнетательной магистрали уменьшением сопротивления движению смеси в поверхностной обвязке на величину, соответствующую увеличению потерь напора в гравийном фильтре.

В процессе закачки высота гравийного фильтра 29 увеличивается, возрастают сопротивления фильтрации жидкости через слой уже отложившегося гравия, увеличиваются потери «апора при циркуляции и возрастает величина репрессии на пласт. При достижении репрессией на пласт верхнего допустимого предела 0,05 МПа уменьшаются потери напора при циркуляции за счет уменьшения сопротивления потоку в блоке 25 сопротивления при постепенном открытии вентилей 33. Уменьшение перепада давления на блоке 25 сопротивления осуществляют до тех пор, пока величина репрессии на пласт не достигнет нижнего допустимого предела 0,03 МПа, фиксируемого манометром 18. В процессе закачки за счет увеличения высоты гравийного фильтра 29 увеличиваются потери напора в фильтре 29 и соответственно опять увеличивается репрессия на пласт. Для стабилизации перепада давления на пласт уменьшают перепад давления на блоке 25 сопротивления до нижнего допустимого предела и т.д. Таким образом, увеличение потерь напора при циркуляции за счет образования гравийного фильтра 29 в процессе закачки компенсируется уменьшением потерь напора в поверхностной обвязке на блоке 25 сопротивления, а величина репрессии на пласт поддерживается постоянной в допустимом интервале 0,03-0,05 МПа.

По изменению потерь напора в поверхностной обвязке, фиксируемому манометрами 26 и 27, в процессе закачки оценивают потери напора в: гравийном фильтре 29, сопротивление гравийного фильтра 29, плотность сложения частиц в фильтре 29, устойчивость стенок скважины 1, мероприятия по борьбе с осложнениями осуществляют в период сооружения фильтра 29, причем при резком увеличении темпов роста потерь напора в фильтре 29, связанном с обрушением стенок скважины 1 и кольматацией, увеличивают репрессию на пласт и улучшают очистку жидкости-носителя на поверхности.

а при уменьшении темпов роста потерь напора, связанном с рыхлым сложением частиц в фильтре 29, осуществляют динамическое воздействие на обсыпку (фильтр 29.), способствующее ее уплотнению.

Об окончании закачки и заполнения гравием полости расчетного объема свидетельствует резкое увеличение давления в нагнетательной магистрали, вызванное перекрытием гравием выпускных отверстий 12.

Пример. В процессе промывки скважины при комбинированной циркуляции репрессия на пласт в 0,03 МПа установилась при перепаде давления на блоке сопротивления 4,63 МПа и расходе 0,01 м /с. В процессе

5 намыва гравия, через 16 мин после начала закачки гравия, что соответствовало времени засыпки отстойника, репрессия на пласт начала увеличиваться и через 20 мин достигла верхнего допустимого предела 0,05 МПа, о чем свидетельствовали показания манометра на устье. Регулировкой одного из двенадцати вентилей в блоке сопротивления уменьшили падение напора в поверхностной обвязке, величина которого фиксировалась двумя манометрами на блоке сопротив5 ления с 4,63 МПа до 4,61 МПа. При этом величина репрессии на пласт уменьшилась до нижнего допустимого предела 0,03 МПа. Регулировку давления в блоке сопротивления за период закачки гравия осущеQ ствляли 52 раза, при этом перепад давления в поверхностной обвязке уменьшился по сравнению с промывкой скважины на 1,04 МПа и составил 3,59 МПа. Время сооружения фильтра составило 1 ч 40 мин. Ре- пэессия на пласт в период закачки изменяс лась в допустимых пределах от 0.03 до 0,05 МПа.

В процессе закачки темпы роста сопротивления гравийного фильтра оставались постоянными в пределах 0,004-0,006 МПа/ /мин, что свидетельствовало о равномерном и компактном сложении частиц в фильтре, поддержании стенок скважины в устойчивом состоянии и отсутствии кольматации. Цо- тери напора в гравийном фильтре при рас- 5 ходе 0,01 составили около 0,1 МПа/м.

Формула изобретения

Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, заключающийся в установке

0 фильтровой колонны, гер.метизации кольцевого пространства скважины, спуске внутрь фильтровой колонны вспомогательной колонны, распределительного узла и водоподъемной колонны, нх фиксации внутри

5 фильтровой колонны, промывке скважины и закачке гравия при комбинированной циркуляции, отличающийся тем. что, с целью повышения качества сооружаемого фильтра, в процессе закачки потери напора при

циркуляции жидкости-носителя в скважине и поверхностной обвязке цоддерживают постоянными уменьшением расхода гравийной смеси, обеспечивающим снижение потерь напора на величину увеличения потерь напора в гравийном фильтре.

Изобретение относится к области горного дела. Цель изобретения - повышение качества сооружаемого фильтра. В скважине устанавливают фильтровую колонну. Герметизируют кольцевое пространство скважины. Внутрь фильтровой колонны спускают и фиксируют в ней распределительный узел и водоподъемную колонну. Скважину промывают и закачивают гравий при комбинированной циркуляции. В процессе закачки потери напора при циркуляции жидкости-носителя в скважине и поверхностной обвязке поддерживают постоянными уменьшением расхода гравийной смеси, обеспечивающим снижение потерь напора на величину увеличения потерь напора в гравийном фильтре. Данный способ позволяет обеспечить устойчивость стенок скважины и минимизировать кольматацию пласта. 1 ил. S (Я

11

i8