RU1830410C - Способ изол ции продуктивного пласта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин о горной промышленности, в частности к способам изол ции продуктивных пластов при заканчивании скважин. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности способа за счет использовани  материала глинистой породы в качестве тампонирующего агента, упрощени  технологии и сокращени  энергозатрат. После бурени  скважины при установке обсадной колонны в зоне кровли и подошвы пласта в интервалах залегани  глинистых пород, ограничивающих пласт, устанавливают специальные разобщающие манжеты, закрепленные на колонне выше и ниже фильтра. Использу  образцы керна глинистых пород, на вибростенде определ ют частоту механических колебаний разжижени  глин. Размещают генератор гидродинамических волн давлени  в заполненной жидкостью скважине в интервалах залегани  глинистых пород. Включают генератор и создают непроницаемый экран вокруг скважины путем возбуждени  гидродинамических волн давлени . При этом частота волн давлени  равна частоте разжижени  глин. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области бурени  скважин в горной промышленности и конкретно к способам изол ции продуктивных пластов при заканчивании скважины дл  добычи подземных под или добычи твердых полезных ископаемых сквах инными методами.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение эффективности за счет упрощени  технологии, сокращени  энергозатрат и стоимости работ.

Изобретение по сн етс  фиг,1 и 2.

1. Пусть сооружаема  скважина глубиной Н 500 м вскрывает два водоносных горизонта (1 и 2, см. фиг, 1). И пусть водоупо- ры - кровл  3 и подошва пласта 4 представ- лены глинами. Дл  предотвращени 

попадани  D пласт 1 поверхностных вод и предотвращени  возникновени  перетоков между пластами 1 и 2 по затрубному пространству необходимо осуществить гидроизол цию пластов. Дл  этого после бурени  скважины, при установке обсадной колонны 5 в зоне кровли 3 и подошвы 4 пласта устанавливают специальные разобщающие манжеты 6, закрепленные на колонне выше и ниже фильтра 7, Манжеты 6 выполн ютс  из эластичного материала, например, резины и имеют форму усеченного конуса, широка  часть которого больше диаметра скважины на 20-50 мм. Использу  образцы керна глинистых пород, на вибростенде определ ют частоту механических колебаний разжижени  глин, измер   сопротивление

00

g

сдвига глины при различных частотах виб- рацион ых воздействий. В случае коэлини- товых глин эта частота соответствует f 20 Гц.

Генератор 8 упругих колебаний, напри- мер, скважинный пневматический источник , вход щий в комплект с серийно выпускаемой установкой АСП-ТМ, спускают в заполненную жидкостью скважину на пневмомагистрали и устанавливают в ий- тервале кровли 3 пласта. Осуществл ют подачу к источнику сжатого воздуха и производ т многократные импульсные воздействи  путем выхлопов этого воздуха в течении Т 10-15 мин.

Упругие колебани  жидкости (воды, бурового или технологического раствора) передаютс  в заполненное жидкостью затрубное пространство и вызывают колебани  глинистых частиц. Под действием ме- ханических воздействий глина переходит в тиксотропное состо ние и заполн ет пространство между стенками скважины и обсадной колонны. После прекращени  воздействи  прочность глин восстанавлива- етс , и в зоне кровли пласта возникает изол ционный экран.

После этого источник устанавливают в зоне подошвы (4) пласта и обработку повтор ют .

Согласно экспериментальным данным, пневматический источник с рабочим объемом Vp - 1 л, при рабочем давлении Рр 10 МПа и глубине погружени  Н 100 м в скважине диаметром 168 мм возбуждает импульсную волну давлени  с амплитудой fD 5 МПа, энергией Е 3-Ю3 Дж, спектром в полосе частот 0 f 150 Гц, максимумом спектральной плотности энергии О тм 30 Гц и частотой повторени  им- пульсов fs2Q Гц. Дл  глин с плотностью р - 2.1-1, кг/м и скоростью распространени  звука С 1,2-2,5 103 м/с величины смещени  Ј и ускорени  частиц среды ,РJ о Р

и Ј тЈгде кругова  частота, при Р 5 МПа и f 20 Гц будут равны Ј 6-16 мм и Ј 93-250 м/с2. С учетом ослаблени  упругой волны обсадной колонной (примерно на пор док, Р 0,5 МПа) будем иметь Ј 0,6-1,6 мм и Ј 9.3-25 м/с2). Таким образом, на глубинах Ьг 100 м скважинные пневматические источники обеспечивают значени  параметров виб- раЦионно-волновых воздействий. достаточные дл  тиксотропного разуплотнени  глин. При работе на больших глубинах необходимо увеличить рабочий обьем источника и рабочее давление, чтобы не допустить снижени  энергетических характеристик сигналов.

Мгновенна  мощность источника с учетом длительности одиночного воздействи  т - 0,1 си его энергии Е 3 103 Дж равна W - 30 кВт.

2. Пусть геотехнологическз  скважина (Н 30 м) вскрывает продуктивный горизонт 1, у которого водоупоры 2 и 3 представлены коалинитовыми глинами. Дл  предотвращени  перетекани  продуктивных растворов по затрубному пространству необходимо осуществить гидроизол цию пластов. Дл  этого после бурени  скважины 4, при установке обсадной колонны 5 в зонах залегани  глинистых пород 2 и 3 устанавливают разобщающие манжеты 6. Затем на рассто нии нескольких метров от усть  скважины на поверхности земли устанавливают, наземный сейсмический вибратор 7, например , типа (СВ-10/100 или ГСК-10) и с помощью вибратора возбуждают упругие колебани  с частотой Гц и амплитудой, обеспечивающей в интервалах залегани  глинистых пород 2, 3 амплитуду смещени  частиц Ot6 мм.

С учетом декремента затухани  20 дБ/100 м и того обсто тельства, что больша  часть энергии (до 65%) преобразуетс  в поверхностную волну и сосредоточена в верхнем слое 10-20 м, на глубине Н 20 м, дл  ГСК-10 с энергией воздействи  Е 2, Дж и амплитудой возбуждаемых колебаний Ј - 10-20 мм, дл  частоты f - 20 Гц будем иметь Ј 1-2 мм и Ј 16-32 м/с2.

Таким образом, наземный поверхностный вибратор обеспечивает возможность создани  непроницаемого экрана в верхнем приповерхностном слое.

Предлагаемый способ обладает р дом преимуществ по сравнению с прототипом. Он повышает эффективность за счет существенного упрощени  технологии, сокращени  энергозатрат и стоимости работ. Это обеспечиваетс  тем, что при осуществлении предлагаемого способа исключаетс  необходимость использовани  расходуемых изо- лирующих материалов, наземного и скеажинного закачного оборудовани , т.к. непроницаемый экран создаетс  с использованием природных веществ, содержащихс  в геологическом разрезе.

Таким образом, технико-экономические преимущества по сравнению с прототипом определ ютс  экономией материальных и энергетических ресурсов и упрощением технологии работ. Помимо этого предлагаемый

метод  вл етс  экологически чистым, что имеет важные социальные последстви .

Дополнительными преимуществами предлагаемого способа  вл етс  больша , по сравнению с прототипом, толщина изол ционного экрана и более высока  степень изол ции. Больша  толщина экрана св зана с большей глубиной проникновени  более низкочастотных колебаний в пласт, а более высока  степень изол ции обусловлена однородностью изолирующего материала в прискважинной зоне и в пласте. Отметим, что в предлагаемом способе спектр периодической последовательности импульсов содержит дискретный набор частот в полосе О f 150 Гц, кратных основной частоте повторени  импульсов f rtf, где п - натуральное число, f - частота повторени , тогда как в прототипе используютс  колебани  с частотами от 300 до 1800 Гц.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ изол ции продуктивного пласта , включающий возбуждение генератором низкочастотных гидродинамических волн

   давлени  в интервале продуктивного пласта , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности способа за счет использовани  материала глинистой породы в качестве тампонирующего агента, упрощени  технологии и сокращени  энергозатрат, в интервалах залегани  глинистых пород, ограничивающих продуктивный пласт, устанавливают разобщающие манжеты, определ ют частоту механических колебаний разжижени  глин, размещают генератор гидродинамических волн давлени  в заполненной жидкостью скважине в интервалах залегани  глинистых пород и создают непроницаемый экран вокруг

   скважины путем возбуждени  гидродинамических волн давлени  на частоте, равной частоте разжижени  глин.

   X X V X VVWV YX

   . I

   {

   /

   Г

   |

   2 . ; Г I уудлч

   Фне.1

   Y/7/////// }

   ////////////&

   i

   п

   ХУХЛЛЛАЛХХАXXАXXV

   И

   &///// /////,

   б. /////// //////

   ,-г

   Фиг. 2