Способ укрепления глинистой кровли водоносного пласта Советский патент 1982 года по МПК E21B33/13 E21B33/138 

(5) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГЛИНИСТОЙ КРОВЛИ ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА

1

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей промыишенности, и может быть использовано для повышения устойчивости глинистой кровли над водоприемной каверной, разрабатываемой в песчаных пластах.

Известен способ укрепления г г1инистой кровли над водоприемной глининой бесфильтровой водозаборной скважины путем нагнетания через скважину в воронку после ее формирования сжатого воздуха и создания гидрог изолирующей воздушной подушки tl .

Однако применение данного способа эффективно при залегании в кровле плотных .глин при условии качественной цементации затрубного пространства скважины, обеспечивающих герметизацию свода. В противном случае возможна утечка воздуха через поры грунта в затрубную полость. При осуществлении данного способа возникает необходимость в постоянном и строгом контроле за количеством воздуха а воздушной подушке с помощью погружных электродатчиков, приборов давления и т.п. и периодического пополнения количества воздуха в подушке компрессором, что усложняет и удорожает эксплуатацию скважины. Кроме того, если в процессе эксп, луатации происходят изменения пластового и забойного давлений или удельного дебита, то известный спо соб не обеспечивает надежного крепления из-за недостаточного подпора кровли гидростатическим давлением, и она обрушится в воронку.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является

20 способ укрепления глинистой кровли водоновного горизонта, включающий образование каверны, нагнетания в последнюю заполнителя в виде 398 отвердевающего при температуре пласта состава и сжатого воздуха Z. Заполняя верхнюю масть воронки, сжатый воздух вытесняет вниз незатвердевший еще полимер из верхней части каверны, образуя при этом три слоя: верхний - тонкий слой поли мера (микрослой), налипший к глине кровли до выстеснения его воздухом, слой воздуха в воздушной подушке (толщиной до 100 мм) и слой полимера (100-150 мм), являющийся основным экраном. На такое многослойное образование возлагаются следующие функции: предотвращение утечки воздуха через породу (микрослой полимера) , создание под кровлей воздушной подушки с избыточным давлением сжатого воздуха, превышающего как давление пластовой жидкости, так и давление грунта в своде обрушения, и поддержание кровли от обрушения в в доприемную воронку. Недостатками известного способа являются ненадежность герметизации глини стойС кровли тонким слоем поли мера при дефектности ее структуры .(трещиноватости, перемятости , включения прослоек песка и т.п.) ,невозможность восстановления герметичности кровли в процессе эксплуатации скважины, если разрушение микрослоя произошло в результате вывалов кусков породы, чему не препятствует во душная подушка, необходимость непре рывного и строгого контроля за давлением сжатого воздуха, так как при увеличении давления воздуха и умень шения пластового или забойного давлений экран полимера в форме диска выпучивается к низу, а при уменьше давления воздуха и пластовой жидкости противодавление на грунт кровли снизится, и появится опасность его обрущения. Например, при диамет ре воронки 3 м и высоте параболоида обрушения 1,5 м масса грунта обрушения составит 7-10 т, причем наг рузка распределяется неравномерно: большая часть ее придется на среднюю часть экранирующего слоя, ненадежность сохранения монолитности гл нистой кровли над воронкой в резуль тате развития пластических и хрупких деформаций в своде обрушения, в сокая стоимость и дефицитность полимера. Например, для создания экра в виде диска толщиной 150 мм потребуется около 0,5 т полимера стоимостью от 3 до 5 тыс. руб. за 1 т. Цель изобретения - повьшение надежности крепления и гидроизоляции кровли. Поставленная цель достигается тем, что в способе укрепления глинистой кровли водоносного пласта, включающем образование каверны, нагнетание в последнюю заполнителя в виде отвердевающего при температуре пласта состава и сжатого воздуха, в. качестве заполнителя используют высокопарафинистую нефть, а сжатый воздух подают после кристаллизации парафина. На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа. В каверну, сформированную в виде водоприемной воронки 1 в водоносном песке 2 с конусовидной или параболоидной полостью обрушения 3 в глинистой кровле 4 водоупора, через расположенную в полости обсадную колонну 5 и напорные трубы 6 подают разогретую высокопарафинистую нефть, заполняя полость 3. Так как нефть легче воды, она быстро всплывает и занимает весь объем полости обрушения 3, вытесняя воду. При температуре плас та +7+10°С нефть застывает (чем больше содержание парафина, тем выше температура застывания) , а выделившийся при кристаллизации парафин образует монолит, занимающий все пространство под сводом обрушения 3, заполняя микро- и макротрещины в кровле, полость затрубного кольцевого зазора, в результате чего отпадает необходимость в цементации последнего. Монолит из парафина, подпираемый гидростатическим давлением столба воды в скважине, Частично разгружает свод кровли, предотвращает вывалы породы, исключает контакт глинистой кровли с пластовой водой, а следовательно, ее разбухание и эрозию. Количество закачиваемой под свод каверны нефти контролируют по снижению уровня вытесняемой воды посредством электродатчика 7, устанавливаемого на воздуховоде 5. С целью исключения контакта отбираемой воды с заполнителем, после его затвердения через трубы 6 в каверну подают сжатый воздух, который создает между заполнителем (парафином) и водой воздушную подушку.

При известном способе укрепления свода плоским диском полимера на 1 скважину расход этого материала составляет примерно 0,5 т при стоимости 2,5 тыс. руб, и более за 1 т (следует учесть также дефицитность материала). С помощью конечного продукта затвердевания нефти (парафина) создается параболоид массой 1,5-2,5 тонны, за счет чего повышается надежность свода. Стоимость материала при этом равна 0,050,1 тыс. руб. за 1т.

: Предлагаемый способ позволяет дажепри низком содержании парафина в нефти растворение в ней необходимого количества твердого парафина (стоимость технического парафина tO руб. на 1 т). Следует учесть нерастворимость парафина в

воде, его нетоксичность, отсутствие запаха и вкуса.

Формула изобретения.

Способ укрепления глинистой кровли водоносного пласта, включающий образование каверны, нагнетание в последнюю заполнителя в виде отвердевающего при температуре пласта соетава и сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления и гидроизоляции кровли, в качестве заполнителя используют высокопара(1)инистую нефть, а сжатый воздух подают после кристаллизации парафина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 614215, кл. Е 21 В 33/138, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР ;№ 796391, кл. Е 21 В 33/138, 1977.