Способ снижения проницаемости пластов Советский патент 1990 года по МПК E21B21/00 E21B33/138 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к изоляции проницаемых пластов при вскрытии.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляции за счет повышения эффективности кольматации пласта глинистыми частицами.

На чертеже представлена схема реализации способа.

На чертеже введены следуюшие обозначения: 1 - вскрываемый пласт, 2 - бурильные трубы, 3 - долото, 4 - переводник с боковой гидромониторной насадкой 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Обработку стенок скважины ведут гидромониторными струями глинистого раствора с повышенной начальной турбулентностью с коэффициентом начальной неравномерности распределения скорости вдоль оси струй в пределах 5-30%.

При бурении скважины на глинистом растворе роторным или турбинным способом

над долотом 3, присоединенным к бурильным трубам 2, устанавливается переводник 4 с боковой гидромониторной насадкой 5 с соплом определенной конфигурации.

Глинистый раствор во время бурения через гидромониторную насадку под давлением наносится сразу на стенки вскрываемого пласта.

Глинистый раствор подбирается такого фракционного состава, при котором размеры частиц не превышают размеров каналов пласта.

Взаимодействие струи со стенкой скважины приводит к ее торможению и локальному повышению гидродинамического давления на стенку скважины, вызывая проникновение части жидкости с кольматантом в каналы пласта - кольматацию.

Струя из сопла истекает с повышенной начальной турбулентностью с коэффициентом начальной неравномерности распределения скоростей вдоль оси в пределах ео 5-30%. Повышенная начальная турбулентность формируется при применении гид05

ОО Ю

4

ромфниторных насадок с соплами сложной конфигурации (прямоугольное, крестообраз ное), вихревых насадок и т. д.

С ростом начальной турбулентности потока Происходит перестройка микроструктуры течения на начальном участке, длина цослед- него уменьшается. Это явление обнаруживается уже при . При начальный участок практически отсутствует, и резкое падение скорости вдоль оси начинается в непосредственной близости от выходного сечения сопла. При этом происходит ушиЬение струи. За счет высокой начальной турбулентности достигается высокая общая турб|улентность потока.

II esKoe падение скорости струи сразу за conjjoM позволяет кольматировать породы, неуйтойчивые к гидроэрозионному разрушению при малом скоростном напоре на стенку

СКВ |ЖИНЫ.

Йовышенная начальная турбулентность интенсифицирует турбулентное перемешивание жидкости в струе, соответственно уве- лич |вается доля гидравлической энергии, дисс|ипирующей в единице объема жидкости за единицу времени. Соответственно повышается степень активации поверхности частиц кольматанта и стенки скважины за счет увеличения частоты столкновений и энергии взаимодействия их между собой, происходит интенсивное обнажение активных по- верх1ностей как стенки скважины, так и частиц кольматанта, увеличиваются силы притяжения между частицами. Кроме того, под действием струи крупные частицы шлама, зах10

15

ватываемые ею из восходящего потока раствора из-под бурового долота, интенсивнее разрушаются, распадаясь на более мелкие частицы, возрастают их удельная поверхность, поверхностная энергия, резко активизирующая частицы, что способствует образованию более прочных связей между ними при их столкновении в кольма- тационном слое. Между приведенными в контакт поверхностями частиц и каналов пласта происходит взаимодействие, что соответствует их минимальной поверхности.

Непрерывное интенсивное турбулентное возмущение, наложенное на статическую движущую силу в виде перепада давления между скважиной и пластом, способствует проникновению в каналы пласта частиц, соизмеримых с размером каналов, размещению их с переводом в положение устойчивого равновесия с плотной их упаковкой - образуется плотный малопроницаемый коль- матационный экран.

Формула изобретения

Способ снижения проницаемости пластов, включающий обработку стенок скважины в процессе бурения гидромониторными струями глинистого раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности кольматации, обработку ведут турбулент- 30 ными струями с коэффициентом начальной неравномерности распределения скорости вдоль оси струй в пределах 5-30%.

20

25

ватываемые ею из восходящего потока раствора из-под бурового долота, интенсивнее разрушаются, распадаясь на более мелкие частицы, возрастают их удельная поверхность, поверхностная энергия, резко активизирующая частицы, что способствует образованию более прочных связей между ними при их столкновении в кольма- тационном слое. Между приведенными в контакт поверхностями частиц и каналов пласта происходит взаимодействие, что соответствует их минимальной поверхности.

Непрерывное интенсивное турбулентное возмущение, наложенное на статическую движущую силу в виде перепада давления между скважиной и пластом, способствует проникновению в каналы пласта частиц, соизмеримых с размером каналов, размещению их с переводом в положение устойчивого равновесия с плотной их упаковкой - образуется плотный малопроницаемый коль- матационный экран.

Формула изобретения

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение эффективности кольматации. Стенки скважины в процессе бурения обрабатывают турбулентными струями с коэффициентом начальной неравномерности распределения скорости вдоль оси струй в пределах 5 - 30%. Непрерывное интенсивное турбулентное возмущение, наложенное на статическую движущую силу в виде перепада давления между скважиной и пластом, способствует проникновению в каналы пласта частиц, соизмеримых с размером каналов, размещению их с переводом в положение устойчивого равновесия с плотной их упаковкой, в результате чего образуется плотный малопроницаемый кольматационный экран. 1 ил.