Способ изоляции пластов Советский патент 1993 года по МПК E21B43/32 

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений и может быть использовано при ремонтной изоляции водоносных пластов от нефтеносных,

Цель предлагаемого изобретения - снижение энергозатрат при реализации способа на участках с глинистыми перемычками между пластами за счет уплотнения цементного кольца против этих перемычек.

Существенным отличием предлагаемого способа является использование эффекта самоуплотнения цементного кольца под воздействием упруго-пластических деформаций глинистой перемычки при циклических подъемах и сбросах гидравлического давления. Так, при плавном и достаточно медленном повышении гидравлического давления через отверстия против глинистой перемычки скорость упругой радиальной деформации ее стенок (увеличение диаметра) соизмерима со скоростью релаксационных процессов. В результате такого нагружения перемычки в ней обеспечивается максимальное накопление энергии упругой деформации в так называемом кольцевом околоскважинном пространстве шириной около двух радиусов скважины (См. А.И.Савич и др. Сейсмоакустические методы изучения массивов скальных пород. М., Недра, 1969, стр. 81-84 и 91). При быстром сбросе гидравлического давления накопленная в кольцевом пространстве перемычки упругая энергия разряжается подобно . горному удару с хрупким разрушением и выбросом глины в имеющиеся на границе с цементным кольцом пустоты и каналы, которые в результате забутовываются. Само же цементное коль- цо с внутренними дефектами при этом-ут-- рамбовываются (самоуплотняется). Многократные циклические воздействия, таким образом, повышают качество изоляции пластов за счет самоуплотнения цементного кольца без закачки цемента.

Изолируемые друг от друга нефтеносный и водоносный (песчаный или карбонат(Л

С

00

д

о ел

а

ный) пласты-коллекторы, подверженные воздействию гидравлического давления через худое цементное кольцо против перемычки, накапливают при этом толысо гидравлическую энергию в поровом пространстве. При сбросе давления эта энергия разряжается медленно, со скоростью фильтрации в пластах, не приводя к их пластическим деформациям.

На фиг.1 приведен пример контроля процесса уплотнения и фильтрации цементного кольца против перемычки при быстром сбросе гидравлического давления Р по графикам изменения амплитуд акустического шума Аш и температуры Т°; на фиг,2 .- диаграмма амплитуд продольной волны по колонне Ак после пяти циклов повышения и снижения давления (1 и 2 - соответственно нефтеносный и водоносный пласты; 3 - перфорационные отверстия в колонне; 4 - интервал глинистой перемычки).

Способ реализуется следующим образом. В качестве примера использована работа скважины 115 Прикамской площади Татарии (фиг.2). Между нефтеносным 1 и водоносным 2 пластами в интервале глинистой перемычки 4 между ними проводится круговая перфорация в центре 3, например, семью отверстиями кумулятивным перфоратором П КС-80. Затем задается медленное, например, за 40 мин повышение- гидравлического давления в колонне на 5 МПа компрессором типа УКТ 1-80 и последующий относительно быстрый сброс его за 4 мин. Цикл повторяется несколько раз. При контроле после 5 циклов (фиг.1,а) сброса избыточного давления шумоиндикаторной аппаратурой типа АКИ-36-7 с каналом термометрии, график амплитуды шума Аш фиксирует процесс акустической эмиссии,

обусловленной очередным крэтковремеь ным выбросом глины из перемычки в 0.5-ми нутном интервале и последующим уплотнением цементного кольца в инт.ервале 0,6+2,5 мин. Таким образом, оптимальней:- время сброса давления в данном примере должно быть в пределах 2,5 мин, т.е. в пределах времени снижения Аш до фонового.- значения. При этом график адиабатического

снижения температуры Т° после сброса дан ления подтверждают отсутствие притока флюида из перфорационных отверстий. Оп тимальная величина повышения давления должна ограничиваться пределом упругости

глинистых пород перемычки, а скорость это го повышения - скоростью релаксации в них упругих деформаций.

В результате предлагаемый способ пи сравнению с прототипом позволяет осуще

ствить качественную изоляцию пластов беи закачки тампонажного цемента и затрат в ремени на ожидание затвердевания це мента (03Ц).

Формула изобретения

Способ изоляции пластов, включающий перфорацию обсадной колонны, создание в интервале между пластами и цементным кольцом зоны повышенной плотности и контроль уплотнения цементного кольца по изменению амплитудно-временных характеристик продольной волны, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат при реализации способа на участках с глинистыми перемычками между пластами,

перфорацию обсадной колонны производят в интервале глинистой перемычки, а зону повышенной плотности создают многократным повышением и снижением давления в ней, при этом скорость снижения давления устанавливают больше скорости его увеличения.

03 1,0 7,5 2,0 2,5 3,0 JJ Время, nuff

О

Фиг. 7

Сущность изобретения: после перфорации обсадной колонны в интервале глинистой перемычки между пластами производят многократное медленное повышение к быстрое снижение гидравлического давления. При этом контроль за процессом уплотнения и прекращения фильтрации осуществляют по уменьшению акустических шумов и температуры против перемычки во время сброса давления. Положительный эффект: применение способа обеспечивает качественную изоляцию пластов без закачки тампонажного це-- мента. 2 ил.