Способ сооружения геотехнологических скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B43/08 

Нчобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении геотехнологических скважин при выщелачивании полезных ис- копаемых, а также в нефтяной и газовой промышленности.

Целью изобретения является повышение эф 11ективности сооружения скважин та счет обеспечения стабильной проницаемости фильтрующего материала в процессе эксплуатации скважины и обеспечения возможности раскольма- тации указанного материала.

На чертеже представлена схема осу- ществления предлагаемого способа.

Способ поясняется на примере сооружения откачной скважины при выщелачивании полезного ископаемого из продуктивного пласта 1. Указанный пласт вскрывают вертикальной скважиной 2, которую обсаживают до кровли пласта колонной 3, и цементируют. После этого расширяют забойную часть скважины 2 в пределах пласта 1 и на насосно- компрессорных трубах спускают фильтр

На поверхности подготавливают смесь фильтрующего материала с повышенной проницаемостью, например гравийную смесь, смесь крупнозернистого песка, стеклянных шариков и т.д. В этой смеси равномерно распределяют герметичные эJIacт rчныe оболочки, заполненные газом. В качестве указанны оболочек могут быть использованы ша- рики, например, диаметром до 3 мм, и полимеров, резины и иных эластичных материалов. Можно использовать полимерные частицы с закрытой пористость получаемые при химических реакциях вспенивания и т.д. В настоящее время имеется целая номенклатура пол11мерны матери;1лов с закрытой пористостью, давление газа в порах которых можно регулировать изменение режимов проте кания химических реакций. К примеру, можно применять крошку из фенолформ- альдегидной смолы с закрытой пори- . стостью после вспенивания при давлении газа в порах, равном гидростати- ческому давлению в интервале откачки или закачки в процессе эксплуатации скважины.

Затем смесь по одной из щироко используемых известных методик напра ляют в забой скважины 2. В нашем примере смесь закачивают по зл груб- ному прпсгрлиству с отводом жидкости в которун добазляют известные релгенты для повьппения вязкости через фильтр и насосно-компрессорные трубы Закачку фильтрующего материала и эластичнь г оболочек необходимо производить при больших скоростях закачиваемой жидкости, несущей смесь. Это необходимо в силу того, что в ряде случаев эластичные оболочки с газом обладают положительной плавучестью. Скорости в каждом конкретном случае определяют на основе проведения опытных экспериментов, в частности скорость должна быть такой, чтобы не происходило расслоение при транспортировании и укладке фильтрующего материала и элементов с газом.

В забое вокруг фильтра 4 формируется объем фильтрующего материала 5 с равномерным распределением в этом объеме эластич а1х оболочек 6. После размещения указанного материала с оболочками производят изоляцию объема введенной смеси от скважины с помощью тампонажного материала, например глины И.ПИ цемента 7.

В ряде случаев нежелательна усадка объема фильтрующего материала при эксплуатации. При эксплуатации для исключения возможной усадки гидростатическое давление жидкости в закач- ном или откачном интервале скважины при размещении в этом интервале смеси фильгрующего материала и эластичны оболочек принимают не менее гидростатического давления жидкости в этом интервале.

Действительно, если бы не выполнялось это условие, т.е. эксплуатационное гидростатическое давление было бы больще гидростатического давления при вводе смеси, при эксплуатации эластичные оболочки сжимались бы, и происходила бы усадка объема гравийной засыпки. Когда указанные выше давления равны,, объемы гравийной засыпки до и при эксплуатации остаются равными. При необходимости дополнительного уплотнения гравийной засыпки гидростааическое давление при засыпке можно принимать больше эксплуатационного гидростатического давления. Тогда при эксплуатации скважины произойдет дополиительное уплотнение засыпки за счет расширения газа в эластичных оболочках.

После проведения всех работ приступают к эксплуатации скважины,причем в процессе эксапуатации периодиь

чески изменяют гидростатическое давление жидкости в закачиом или откач ном интервале скважины 2. При изменениях этого давления автоматически происходит изменение объемов эластичных оболочек 6 в фильтрующем материале 5, т.е. засыпка как бы дьппнт. При изменении объемов оболочек 6 происходит своеобразное бу- жирование массива засыпки, при этом благоприятным фактором является и то, что рыхление засыпки происходит одновременно с изменением давления.

При эксплуатации откачной скважины производят понижение гидростатического давления в забое, происходи расширение эластичных оболочек 6 и имеют место локальные перераспределения структуры фильтрующего материала 5 вокруг оболочек 6, затем снова повышают давление и снова понжают его. Подобный цикл разрушает цементные связи в засыпке и происходит вынос кольматанта и промывка фильтрующего материала 5. Активизации промывки способствуют также и перепады давления в скважине.

Такиц образом, предлагаемый способ позволяет поддерживать стабильную проницаемость фильтрующего материала в процессе эксплуатации скважины и обеспечивает возможность прочистки засыпки и ее расцементи- рования.

Выше описан один из возможных вариантов заканчивания скважины, однако при реализации способа могут быть использова ны и другие методы заканчивания, например при перфорации эксплуатационных колонн с последующим размещением в интервале перфорации фильтра и гравийной засьтки Возможно также использование способа и при безфильтровых скважинах в том случае, если полости заполняют гравийным материалом.

Пласт мощностью 6 м вскрывают скважиной диаметром 220 мм под обсадную полиэтиленовую колонну диаметром 190 мм, ниже в которой затем устанавливают фильтр диаметром 120 мм при расширении забойной части скважины до диаметра 400 мм. По указанной в описании схеме в зафильт06088

ровое пространство закачивают гравий с крошкой пенополиуретана закрытой пористостью при пористости 70% в крошке и средним размером части 7- 8 мм. Общее содержание крошки в гравии составляет 25-30%. Давление прокачки смеси 6 МПа при скорости смеси в затрубном пространстве 410 6 м/с. Эксплуатационное давление откачки составляет также 6 МПа. При зксплуатации периодически производят изменения давлений в диапазонах 4- 8 МПа. В отличии от известных спо15 собов дебит скважины находится в приемлемых границах на протяжении всей эксплуатации скважины при вьш1е- лачивании металла серной кислотой, т.е. в течение 8 мес., в известных

20 способах дебит начал существенно снижаться после 2 мес, эксплуатации скважин.

Формула изобретения

25

I . Способ сооружения геотехнологических скважин, включгиощий размещение фильтрующего материала в за- качном или откачном интервалах сква30 жины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сооружения скважин за счет обеспечения стабильной проницаемости фильтрующего материала в процессе эксплу25 атации скважин и обеспечения возможности раскольматации фильтрующего материала, одновременно с фильтрующим материалом в откачный и закачный интервалы скважины подают эластичные

40 герметичные оболочки, заполненные газом, причем эластичные герметичные оболочки размещают в объеме фильтрующего материала равномерно, а при эксплуатации скважины периоди45 чески изменяют гидростатическое давление в закачном или откачном интервале скважины.

2. Способ по п. 1, отличаю- 50 Щ и и с я тем, что гидростатическое давление в откачном или закачном интервале при размещении фильтрующего материала и эластичных герметичных оболочек принимают равным 55 эксплуатационному гидростатическому давлению в вышеуказанном интервале.

Изобретение относится к горной, нефтяной и газовой промышленности. Цель - повышение эффективности сооружения скважины за счет обеспечения стабильной проницаемости фильтрующего материала (ФМ) 5 в процессе эксплуатации скважины 2 и обеспечения возможности его раскольматации. Для этого в откачной или закачной интервал скважины 2 одновременно с ФМ 5 подают эластичные герметичные оболочки 6, заполненные газом. В объеме ФМ 5 оболочки 6 размещают равномерно. При размещении ФМ 5 и герметичных оболочек 6 гидростатическое давление (ГД) в откачном или закачном интервале принимают равным эксплуатационному ГД в вышеуказанном интервале. При этом объемы гравийной засыпки до и после эксплуатации остаются равными. При эксплуатации скважины 2 периодически изменяют ГД. При изменениях ГД автоматически изменяются объемы оболочек 6 в ФМ 5 и происходит своеобразное буксирование массива засыпки. При этом рыхление засыпки происходит одновременно с изменением ГД. При этом в засыпке разрушаются цементные связи и происходят вынос кольматанта и промывка ФМ 5. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.