Способ и устройство создания канала в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины Советский патент 1981 года по МПК E21B43/114 

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ КАНАЛА В РАСТВОРИМОЙ ПОРОДЕ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА ИЗ ВЕРТИКАЛЬНСЭЙ СКВАЖИНЫ J Изобретение относится к интенсификашш добычи газа, а точнее для снижения фильтрсщионного сопротивления приэабойной зоны продуктивного пласта путем создания в ней гориэонтальных каналов, и может Сиыть испош зовано также при аобыче каменной соли и при строительстве в ней подземных хранилищ для хранения углевод фодного сырья. Известны способы создания каналов в растворвмых породах продуктивного пласта вэ вертикальной скважины с помощью устройства, опускаемого в скважину на гибком шланге, по которому производят пода чу растворителя дпя физико-химического воздействия ва забой продуктивного пласта и проводимого в нем канала 1. Однако атямк способами нельзя создавать горизонтальные каналы из узкого сеченвя вертикальвых скважин, диаметры ко торых, как правило, не превышают 4-6 дсЬймов, по следующим причинам: а) хаотическое перемещение гибкого шлгшга вместе с соплом в произвольном напр1авлении в момент подачи раст орителя, обусловленное неуравновешенностью системы, включающей гибкий шланг - сопло, не позволяет ввести сопло в намеченное место проведения канала; б) формирующее струю устройство (сопло, насадка и т.п.), минимальная длина которого составляет 2-3 дюйма, невозможно расположить горизонтально в узком сечении скважины, поскольку горизонтальное расположение устройства приводит к пережиму гибкого шланга и прекращению доступа растворителя для растворения забоя проводимой выработки (длина формирующего струю устройства складывается из непосредственно корпуса сопла, цилиндрического участка, длина последнего должна быть не менее (2,5-3) SQ , гдейддиаметр формирующего струю устройства на выходе). Известен также способ создания каналов в растворимой породе продукттного пласта из вертикальной скважины путем спуска в нее формирующего струю устройства на гибком шланге, подачи в них е поверхности растворителя в направлении создаваемого канала, подведение с гибким шлангом формирующего струю устройства к забою создаваемого канала, обратного извлечения раствороподающего устройства из канала Г23. Этот способ несколько улучшает ввод формирующего струю устройства в забой наклонно проводимого канала за счет предварительно установ/1енных в забое скважины отклонителей, но также не решает поставленной задачи, относящейся к проведешпо горизонтального канала по выш вэложенным причинам. Кроме того, установка таких отклоннтелей возможна лишь у забоя скважины и исключена в случае необходимости создания канала по всей высоте продуктивного пласта. К недостаткам этого способа .относят ся также неуправляемый ввод сопла в за бой проводимого канала, обусловленный неуравновешенностью системы гибкий шланг - сопло, которые пои действием энергии потока растворителя неуправляемо перемещаются из одной стороны в др гую. В результате такого перемещения системы выбор направления канала совершенно произволен, установка в скважине отклонителей дает возможность неуправляемо проводить каналы под углом к вертикали большим, чем 90°, что.может . гфивести к преждевременному вскрытию водоносного горизонта и обводнению скважины со всеми вытекающими последствиями, опасность вскрытия водоносного горизонта такими наклонными каналами еще более возрастает с уменьшением мощ ности продуктивного пласта. Известны устройства для ввода сопла, соединенного с гибким шлангом, состоящи из вертикальной скважины в забой создаваемого канала, содержащие, помимо гибкого шланга с соплом, колонну труб и отклонители (направляющие для направления ввода сопла в забой создаваемого канала) Гз . Однако этими устройствами невозможно создавать в заданн % 1 направлении горизонтальные, а тем более восстающие ка налы из узкого сечения скважин, диаметр которой, как правило, не превышает 4-6 дюймов. Известно также устройство для создания канала в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины содержащее колонну труб с гибким щла№74гом и соплом, патрубок с окном и направляющую, которые дают возможность про пустить сопло с гибким шлангом только в положении, близком к вертикальному 41. Каналы, образованные с помощью этого устройства, могут быть только восстакицими каналами. Такие каналы незначительно снижают фильтрационное сопротивление продуктивного пласта, поскольку их удаленность по радиусу близка к скважине. В нестоящее время доказано, что эффективное снижение фильтрационного сопротивления пласта достигается за счет увеличения длины радиальных каналов. По«Учеиная с помощью такого устройства длина восстающего какала обусловлена также длиной шланга и, кроме того, мощностью продуктивного пласта. Чем меньше мощность пласта, тем меньше длина канала и больше вероятность вскрытия вышележащего пласта и обводнения .скважины. Как в мощных, так и в маломощных 1фодуктивных пластах это устройство вызывает необходимость производить переб5ф скважины с вытекающими последствиями. Цель изобретения - повышение надежности создания горизонтального канала в продуктивном пласте из узкого сечения скважины за счет обеспечения гориэонтального ввода формирующего струю устройства в забой создаваемого канала без пережима гибкого шланга. Указанная цель достигается тем, что перед созданием основной части карала в продуктивном пласте создают его направляющую горизонтальную часть длиной, ai статочной для последующего ввода формирующего струю устройства без пережима. Кроме того, направляющую горизонтальную часть канала создают методами гидравлического вскрытия пластов. Устройство для осуществления спосо ба снабжено втулкой с окном и формирующим струю отверстием, а направляющей расположена во втулке напротив ее окна, причем втулка имеет извлекаемый клапан и установлен а концентрично в патрубке с возможностью осевого перемещения и совмещения окна патрубка и окна втулки при крайнем верхнем положении последней, и окна патрубка и отверстия втулки при крайнем нижнем по;южении последней. А также тем, что втулка снабжена фиксаторами, а между стенками патрубка и втулки установлены уплотнения, жестко соединенные со втулкой. 566 Причем патрубок выполнен с упорами в виде кольцевых выступов. На фиг. 1 схематично показано устройство для создания начальной части горизонтального канала предлагаемым способом; на фиг. 2 - ввод формирующего струю устройства вместе с гибким шлангом в предварительно созданную часть проводимого горизонтального канала. Для создания горизонтального канала предлагаемым способом необходимо следующее оборудование скважины 1, пройденной до продуктивного пласта 2 и закрепленной обсадной колонной 3. В скважину опускают колонну насоснокомпрессорных труб 4 (НКТ) с хвостовиком 5, снабженным устройством 6, необходимым для создания передовой направляющей выработки горизонтальным потоком растворителя, в которую вводят фор мируюшее струю устройство. Устройство 6, соединекное с хвостовиком, состоит из патрубка 7, выполненного с окном 8, цилиндрической втулки 9, выполненной с окном 1О, седлом 11 и имеющей формирующее струю отверстие 12 и направляющую 13. Между патрубком 7 и цилиндрической втулкой 9 с целью исключения йеретока жидкости установлены уплотнения 14. Осевое перемещение втулки ограничено нижним 15 и верхним 16 упорами, выполненными в виде кольцевых выступов. В седле 11 устанавливается извлекаемый клапан 17. В верхней части втулки 9 установлены фиксаторы 18, которые при крайнем верхнем положении втулки входят в гнезда 19, выполненные на внутренней поверхности патрубка 7. Для подачи растворителя и формирования горизонтального канала устройство содержит колонну насосно-компрессорных труб 2U, к нижнему концу которой прикреплен. гибкиД щланг 21 с соплом 22. Позициями 23 и 24 указаны горизонтальный канал в продуктивном пласте и направляющая его часть соответственно. Перед спуском в скважину, втулку устанавливают в крайнее нижнее положение. Работу по созданию канала производят в следующей последовательности. В опущенную в скважину колонну НКТ 4, с помещенным в, нее оборудованием (с выщеописанным устройством), бросают шаровый клапан 17, после чего насосами (не показан) нагнетают растворитель. Последнвй, фс яугируясь в отверстие 12 в виде динамической струи, производит работу в радиальном от оси скважины направле7НИИ, создавая тем самым направляющую 24 горизонтального канала 23 (на фиг. 1 показано пунктиром) необходш тых габаритов. Отработанную при этом жидкость удаля ют по кольцевому пространству, образованному обсадной колонной 3 и свободновисящей колонной НКТ 4. После окончания работы по созданию направляющей части горизонтального канала производят обратную промывку с целью извлечения шарового клапана 17, При отключенной подаче растворителя в колонну НКТ 4 на проволоке опускают захват (не показан), с помощью которого втулку 9 перемешают так, чтобы центры окон 8 и совместились между собой, после чвго захват из скважины извлекают, В колонну НКТ большего диаметра опускают колонну НКТ мевьщего диаметР ° башмаку которой присоединен гибкий щланг 21 с формирующим струю устройством 22. Это устройство вводят в созданную часть горизонтального кана 24. Этот вариант не исключает спус« трубопровода меньшего диаметра, состоящего целиком из гибкого щланга ( 2). Далее насосом закаечивают в колонну НКТ 20 меньшего диаметра растворитель до момента создания основной части горизонтального канала 23. По мере проведения канала колонну НКТ 20 совместно с гибким шлангом 21 постепенно опускают вслед за подвигающимся забоем. В случае необходимости создания нескольких горизонтальных каналов в разHbix направлениях, находящихся в одной горизонтальной плоскости, с целью уме ньшения времени на спуско-подъемные операции проводят несколько предварительно направляющих каналов описанным выше способом путем поворота устройства с окном 8 и колояны НКТ 4 большого диаметра на определенный угол, после чего цикл работы повторяют в той же последовательности. П. р и м е р. По известным способам сюздавали каналы в растворимой породе . (каменной соли NaC6) с помощью опущенного в скважину гибкого шланга, соединенного с формирующим струю устройством. Вскрытие показало, что, несмотря на все принятые меры, были образованы наклонные каналы под углом к вертикали большем, чем 90 . При принудительном нажатии на гибкий шланг с целью горизонтально расположить в скважине формирующее струю устройство, подача растворителя по направленюо к забою прекращалась.

Каналы, соадаиные по иэвестш11М мётооам, оря всех равных параметрах процесса,, сравнивались с каналом, созданным по предлагаемок г способу.

Полученные данные приведены в таблице.

Испопьзованне изобретения позволяет перед щхюедением основной части гч изонтального канала плавно без пережима гибкого шланга произвести ввод ф амируюшего струю устройства в забой основного канала и эффективно создать горизонтальную выработку для увеличения притока газа без опасения вскрытия водоносног горизонта

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает плавный без перегиба гибкого шланга ввоа в вабой основной части канала формирующего струю устройства, проведение горизонтального канала зещанной длины без опасения вскрытия водоносного ropuaovfu, увеличивает приток газа в скважину, проведение нескольких rt ризонтальных каналов в одной горизонтальной плоскости, как для целей интенсификации добычи газа, так и для создания защитного экрана при борьбе с водопрйтоками, путем закачки в полученные горизонтальные каналы изолирукйцей смеси..

Испытания показали надежность предлагаемого способа проведения горизонтальных каналов и его простоту. 118 Формуле изобретения 1. Способ канала в растворимой яороде щмедуктнвногю пласта из в0р тик111П ной скважины путем спуска в нее формвруюшего старую устройства на гибком шяакге, в них с поверхности растворителя в направлении создаваемого канава, подведения с гибким шлангом формирующего струю устройства к забою соэдаваемого канала, отличающийс я тем, что, с иелью шюышекяя .надежности создания горизонтального канала в . продуктивном пласте из узкотх сечения скважины за счет обеспечения горизонтального ввода формирующего струю устройства в забой создаваемого канала без пережима гийкого шланга, перед созданием основной части канала в продуктивном пласте создают предварительно его направляющую горизонтальную часть длиной, достаточной для последующего ввода формирующего струю устройства без пережима. - 2. Способ по п. 1, о т ли чающ и и с я тем, что направляющую горизонтальную часть канала создают методом гидравлического вскрытия пласта. 3. Устройство для создания канала в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины, включающее колонну труб с гибким шлангом и соплом, патрубок с Окном и направляющую, о тличающееся тем, что .оно снабже но втулкой с окном и формирующим струю 7 отверстием, а направляющая расположена во втулке напротив ее окна, причем втулка имеет извлекаемый клапан и установлена концентрично в патрубке с возможностью осевого перемещения и совмещения окна патрубка и окна втулки при крайнем верхнСМ положении последней, и окна патрубка и отверстия втулки при крайнем нижнем положении последней. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что, с целью удержания втулки в крайнем верхнем положении и исключения перетока рабочей жидкости, втулка снабжена фиксаторами, а между стенками патрубка и втулки установлены уплотнения, жестко соединенные со втул- кой. 5.,Устройство по Ш1. 3-4, о т л ичающееся тем, что, с целью совмещения центров оков патрубка и втулки в одной горизонтальной плоскости, патрубок выполнен с упорами в виде кольцевых выступов. Источники информации, принятые во вш1манне при экспертизе 1.Патент США № 3347595, кл. 166-244, оиублик. 1967 2.Патент США № 3873156, кл. 166-261, опублик. 1977 (прототип). 3.Авторское свидетельство СССР № 446629, кл. Е 21 В 43/114, 1972. 4.Авторское свидетельство СССР № 5943О4, кл. Е 21 В 43/114, 1976 (прототип).