Способ оборудования фильтровальной скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при сооружении водозаборных, нефтяных, газовых, геотех- нологич.еских и других скважин.

Известен способ оборудования фильтровой скважины, включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ствола и создание каверны с последующей установкой фильтра и намывом обсыпки. Диаметр скважины в интервале продуктивного пласта выдерживается постоянным. В связи с этим эпюра входных скоростей в фильтр носит неравномерный характер, а верхние отверстия нагружены существенно больше, чем нижние. Поэтому в верхних интервалах создается более неустойчивая суффозион- ная обстановка, возникают дополнительные потери напора. Кроме этого, неравномерность эпюры входных скоростей усугубляет турбулизация потока в околоскважинной зоне, являющейся следствием кольматационных процессов, ограниченных диаметров п каверны для планового дебита.

Известен также способ оборудования фильтровой скважины, включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ствола и создание каверны диаметра, соответствующего диаметру зоны турбулизации потока при плановом дебите. Создание каверны, соответствующей по диаметру зоне турбулизации потока, позволяет снизить потери напора при фильтрации и сгладить эпюру входных скоростей. Однако даже при исключении потерь напора, вызванных тур- булизацией потока, эпюра входных скоростей соответствует закону гиперболических синусов и носит весьма неравномерный характер. Неравномерность эпюры входных скоростей приводит к повышенной вероятности выноса песка через верхние интервалы фильтра, к дополнительным потерям напора и снижению удельного дебита.

VI

ю

СлЭ

ы ю

Цель изобретения - выравнивание скоростей притока по длине продуктивного интервала.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе оборудования фильтровой скважины, включающем вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот- ствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки, создают каверну с изменяющимися по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию

R(z)Rie0.

где RI - радиус скважины у верхней границы продуктивного интервала;

R(z) - радиус скважины на расстоянии z от нижней границы продуктивного интерва ла;

в - показатель несовершенства скважины.

На чертеже показан профиль сооружаемой в скважине каверны.

Способ осуществляют следующим образом.

Пласт вскрывают долотом диаметра, обеспечивающего требуемую толщину обсыпки с учетом предотвращения пескова- ния. В скважину спускают расширитель и начинают разрабатывать каверну с увеличением диаметра от верхней к нижней границе продуктивного интервала. С целью выравнивания скоростей притока необходимо разработать каверну рассчетного профиля. Профиль каверны в заданном интервале продуктивного пласта определяют следующим образом.

Исходя из уравнения движения жидкости в фильтровой части скважины имеем;

dS(z)ldV(Z) {1)

где dS(z) - понижение гидростатического напора в фильтровой части скважины на участке длиной dz;

V(z) - скорость жидкости в фильтровой части сква.жины в точке с координатой z;

А - коэффициент трения;

г с - внутренний радиус скважины;

g - ускорение свободного падения;

z - вертикальная координата.

Ийтегрируя (1) по z при предположении линейности эпюры скоростей в фильтре, получим понижение напора AS(z) между точками с координатами z и т:

AS(zh|dS(z)lv(m)() +

+

AV(m) Qr.3-,3)

12 g rcirr

(2)

о ,

где m - мощность продуктивного интервала. Для выполнения условия линейности эпюры скоростей в фильтре необходимо, чтобы это понижение было скомпенсировано при движении жидкости в пласте, т.е.

у(т)г ( 1 - 1 -ип ()

)2т V «1 К2 I R1

И)

где R(z), RI - радиус гравийного фильтра в точке с координатой гит соответственно;

Ki - коэффициент фильтрации пласта;

К2 - коэффициент фильтрации гравийной обсыпки.

Из выражений (2) и (3) с учетом того, что

V(m) Ту- (Q - дебит скважины), получим

ггг|

25

R(z)Rie

в

)

5

0

5

0

5

И) Создание искомого профиля каверны

достигается заданием режима движения расширителя, его типа, характера выдвижения породоразрушающих органов и т.д.

Пример. Скважина вскрыла водоносный пласт, сложенный песками с коэффициентом фильтрации м/сут. Фильтр скважины имеет диаметр 92, толщина стенок фильтра 4,5 мм. При заданном дебите л/с расчетная толщина обсыпки с учетом предотвращения пескования составила 50 мм. Интервала установки фильтра определен в пределах 55-70 м. Расширенная каверна заполняется гравием с м/сут. Таким образом, расчетные значения параметров составили:

,3 м/с;

,5 10 4м/с;

,096м;

,0415 м;

С-1,010 2м3/с;

м;

А 0,03;

,8м/с2.

Искомый профиль каверны определили по формуле (4), где при заданных значениях параметров

,5 104 z3- 4,2 10 3z2+1,8,

15.

Характерные значения R(z) представлены в таблице.

В скважину спустили эксцентриковый расширитель и путем регулирования времени работы инструмента и частоты вращения на каждом интервале создали искомый профиль каверны.

Эксплуатация предлагаемой скважины показала увеличение дебита по сравнению со скважинами, пробуренными в аналогичных условиях, на 46-85%. Расходометрия показала равномерную загрузку фильтра по высоте. Экономический эффект по одной скважине составляет 6-7 тыс.рубл.

0

5

0

Формула изобретен и я Способ оборудования фильтровой скважины, включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пило1 ствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки, отличающийся тем, что, с целью выравнивания входных скоростей по длине продуктивного интервала, создают каверну с изменяющимся по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию

R(z)Rie0

где RI - радиус каверны у верхней границы продуктивного интервала;

R(z)-радиус каверны на расстоянии z от нижней границы продуктивного интервала;

в- показатель несовершенства скважины.

Изобретение относится к области горного дела. Цель - выравнивание входных скоростей по длине продуктивного интервала. Способ включает вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ствола и создание ка- верны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки. Каверну создают с изменяющимся по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию и R(z)Rie . где RI - радиус каверны у верхней границы продуктивного интервала; R(z}- радиус каверны на расстоянии z от нижней границы продуктивного интервала; В - показатель несовершенства скважины. 1 ил. (Л С