Способ изоляции поглощающих пластов в скважинах Советский патент 1989 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению скважин на различные полезные ископаемые.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляционных работ за счет предотвращения гравитационного размыва тампонажного состава.

Способ осуществляют путем порционной закачки в устье скважины последовательно буферной жидкости и тампонажного состава и продавки в пласт буферной жидкостью, причем плотность используемой буферной жидкости выбирают равной плотности пластовой воды.

а ширину зоны распространения каждой из закачанных порций тампонажного состава распространения не более величины рассчитанной по формуле

Лг

29

(1)

g- Кп (р -p;k) - S.0

где 9 статическое напряжение сдвига тампонажного состава. Па; р - плотность тампонажного состава, кг/м ;

р ;к плотности пластовой жидкости, кг/м ;

Kn - коэффициент эффективной пористости;

S - удельная свободная поверхность поропых каналов пород

г / 3пласта, м /м ;

g - ускоренме свободного падения

м/c

Гравитационная устойчивость порций тампонажного состава в вертикальном направлении, когда каждая из порций находится Б контакте с буферной жидкостью, обеспечивается тем, что ширина зоны кольцевого пространства, занимаемого порциями жидкостей в пласте, выбирается такой, при которой все порции создают на подошву пласта равное давление независимо от величины плотности жидкостей. Обусловлено это тем, что часть веса жидкости разгружается на свободную внутреннюю поверхность проницаемого пласта, причем степень разгрузки зависит при прочих равных условиях от ширины кольцевого слоя закачан Ь Х жидкостей в пласте. Выбирая ширину кольцевого слоя ( Дг) порций с учетом структурно-механических параметров закачиваемых жидкостей и характеристик порис- TOi i сред), достигается обеспечение гравитационной устойчивости тампонирующего состава в поглощающем пласте в вертикальном направлении. Таким образом, в случае применения твердеющих тампонаш1ых составов они образуют последовательный ряд тонких кольцевых экранов, занимающих пространство от кровли до подошвы поглощающего пласта.

Для установки экранов заданной геометрии в условиях реального пласта используется бурильный инструмент из толстостенных бурильных труб, перфорированных на высоту поглощающего пласта с таким расчетом, чтобы поступление жидкости в пласт происходило одновременно по всей высоте поглощающего пласта.

Пример. В скважину с поглощающим пластом высотой 10 м, располо- женным в интервале 1200-1210 м, спускают бурильные трубы до глубины 1190 м. Коэффициент эффективной пористости пласта (К равен 0,25, плотность пластовой жидкости (Р;) рав-

1 1 с Г1 / 3 -

на lou кг/м , удельная поверхность поровых каналов (s) равна 40 . В качестве тампонирующего раствора применяют цементный раствор с плотностью 1850 кг/м и статическим напряжением сдвига (О ), равным 30 Па, В качестве буферной жидкости используют глинистый раствор с плотностью 1150 кг/м . Максимальную глубину проникновения первой порции цементного раствора (Кц) принимают равной 1,2 м. Ширину кольцевого слоя первой порции буферной жидкости, разделяющей пластовую жидкость от первой порции цементного раствора ( Л гб) , принимают равной 0,2 м. Внутренний радиус Rg и объем Vj порции буферной жидкости определяют по формулам

Re; - Лг; ;

2)

V; (l - Rg) К„- h. (3) Для первой порции буферной жидкости Kg-, 1,2 м, а V; 4,08 м

Толщину АГ первой порции цементного раствора определяют по формуле (1): Ьг 0,1165 м. Принимаем г 0,1 м. Объем первой порции цементного раствора, рассчитанный по формуле (3), равен 1,81 м . Плотность всех порций буферной жидкрсти равна плотности пластовой жидкости и величину А Гг- принимают равной величине

Д проведения изоляционных работ требуется шесть порций буферной жидкости общим объемом.9,2 м и шесть порций цементного раствора общим объемом 6,1 м . Последние расчетные порции буферной жидкости и цементного раствора в пласте соответственно составляют 0,39 и 0,22 м ..

Использование предлагаемого способа обеспечивает получение надежных изолируюгцих экранов в поглощающем пласте на любых глубинах при минимальных затратах тампонирующих материалов .

Формула изобретения

Способ изоляции поглощающих пластов в скважинах, включающий порционную закачку в устье скважины изоляционного и тампонажного составов и продавку их в пласт продавочнсй зкид- костью, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности изоляционнных работ за счет предотт вращения гравитационного размыва тампонажного состава, в качестве изоляционного состава и продавочной жидкости используют жидкость с плотностью, равной плотности пластовой воды, при этом ширина зоны распространения каждой из закачанных порций тампонажного состава в пласте по окончании закая- ки всех порций не должна превьппать величины Ьг, рассчитанной по форму- ле

Дг

20 g-Kp (р-рж) ,- S-5

9 МЗ

10

где 0 - В - К-п - Р S статическое напряжение сдвига тампонажного состава, Па; ускорение свободного падения, м /с ;

коэффициент эффективной пористости;

плотность тампонажного состава, кг/м ;

плотность пластовой жидкости, кг/м ;

удельная свободная поверх- ность поровых каналов пород пласта, м /м .

Изобретение относится к бурению скважин на различные полезные ископаемые. Цель - повышение эффективности изоляционных работ за счет предотвращения гравитационного размыва тампонажного состава. В устье скважины порционного закачивают изоляционный и тампонажный состав и продавку их в пласт продавочной жидкостью. В качестве изоляционного состава и продавочной жидкости используют жидкость плотностью, равной плотности пластовой воды. понажного состава в пласте по окончании закачки всех порций не должна превышать величины Δε, расчитанной по математической ф-ле. Гравитационная устойчивость порций тампонажного состава в вертикальном направлении обеспечивается шириной зоны кольцевого пространства, занимаемого порциями жидкостей в пласте выбирается такой, при которой все порции создают на подошву пласта равное давление, независимо от величины плотности жидкостей.