SU1620648A1 - Способ поинтервальной гидрообработки продуктивной толщи массива горных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и предназначено дл  изол ции обработанных интервалов в скважинах с избыточным давлением. Цель - расширение области применени  способа путем обеспечени  гидрообработки через скважины с избыточным давлением, возникшим после гидрообработки интервала. С поверхности сооружают скважину, осуществл ют ее обсадку и. начина  от забо  скважины , производ т перфорацию обсадной колонны в зоне внедрени  рабочей жидкости (РЖ) интервала обработки. В каждый интервал нагнетают РЖ. Затем перекрывают зону внедрени  РЖ и каждый обработанный интервал диспергированным материалом. В качестве последнего используют гранулированный керамзит (ГК) фракцией более 20 мм. Каждый обработанный интервал разобщают от необработанного мостом из ГК фракцией 8-16 мм. Длину I моста определ ют из выражени  I 0,37 Р - 1,97 d - 0,055 v - 0,00628 Р2 f 0,19 d2 + 0,0068 v2, м, где 0,37; 1,97; 0,055; 0,00628; 0,19; 0,0068 - эмпери- ческие коэффициенты; Р - ожидаемое давление гидрообработки последующего интервала, МПа; d - диаметр гранул ГК, мм; v - темп нагнетани  РЖ в последующий интервал обработки, л/с. Гранулы ГК имеют сферическую шероховатую поверхность, обладают незначительным удельным весом. Это снижает сопротивление движени  материала по трубам в водной среде, позвол ет качественно сцепл ть гранулы между собой в мосте и легко вымывать продукты разрушени  при удалении разобщающего моста. 1 ил. СО С о ю о о 4 00

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано при изол ции обработанных интервалов в скважинах с избыточным давлением.

Цель изобретени  - повышение области применени  способа путем обеспечени  гидрообработки через скважины с избыточным давлением.возникшим после гидрообработки интервала

На чертеже показана схема подачи гранулированного керамзита дл  перекрыти  зоны внедрени  рабочей жидкости и разобщени  интервалов гидрообработки в скважине с горизонтальным окончанием ствола.

Согласно предлагаемому способу перекрытие зон внедрени  рабочей жидкости и разобщение интервалов гидрообработки осуществл ют одним и тем же диспергированным материалом - гранулированным керамзитом , причем крупность фракции керамзита , примен емого дл  перекрыти  зон внедрени  жидкости, должна быть свыше 20 мм. Этот предел установлен исход  из следующих соображений. Диспергированный материал должен перекрывать перфорационные отверсти , но не проникать через перфорационные отверсти  в затруб- ное пространство обсадной колонны. Проведение точечной перфорации осуществл етс  при помощи кумул тивного и гидропескоструйного перфораторов. Установлено , что приведенный диаметр перфорационных отверстий не превышает 15 мм. Кроме того, при перекрытии зоны перфорации диспергированный материал должен быть неподвижным, так как  вл етс  упором дл  разобщающего моста между обработанным и необработанным интервалами. Как показали результаты стендовых испытаний , керамзитова  пробка длиной более 1.5м и фракцией более 20 мм продвигатьс  по гладкостенной колонне вследствие сцеплени  не может, а гидравлические сопротивлени  керамзит этой фракции создает незначительные (так при темпе нагнетани  2,1 10 м/с при длине пробки 20 м сопротивление составит только 3,5 МПа), поэтому может быть применен в качестве упора, перекрывающего перфорационные отверсти . Затем устанавливаетс  разделительный мост из гранулированного керамзита фракцией 8...16 мм. Очевидно, чем меньше размер частиц материала, тем больше гидравлическое сопротивление создаетс  при прочих равных услови х. Так как скважина имеет избыточное давление, а следовательно и противопоток самоизлива, то при намывании моста используютс  на- сосно-компрессорные трубы, оснащенные впереди специальной головкой, котора  образует со стенкой обсадной колонны зазор не менее 6 мм (в противном случае может произойти заклинивание колонны насосно-компрессорных труб при спуске их в скважину), то нижний предел фракций керамзита при установке разобщающего моста установлен 8 мм, а верхний предел определ етс  в основном длиной устанавливаемого моста и достигает 16 мм.

Длина примен емого моста зависит от его гидравлического сопротивлени  и определ етс  из математического выражени  I 0,37 Р -1 97 d -0,055 v -0,00628 Р2 + 0,19 d2+ + 0,0068 v2, м,

где 0,37; 1,97; 0,055; 0.00628; 0,19; 0,0068 - эмпирические коэффициенты;

Р - ожидаемое давление гидрообработки последующего интервала, МПа;

d -диаметр гранул керамзита, мм; v - темп нагнетани  рабочей жидкости в последующий интервал обработки, л/с. Длина моста разобщени  интервалов

гидрообработки установлена исход  из трех основных факторов; ожидаемое давление гидрообработки, фракционный состав керамзита и темп нагнетани  - в зависимости от того, какое значение имеет тот или иной

0 фактор. Математическое выражение получено на основании проведенных исследований на значительном объеме, что обеспечивает получение качественной и достоверной оценки. Величина коррел ци5 онного отношени  составл ет свыше 0,9.

Ожидаемое давление гидрообработки последующего интервала Р может быть различным и определ етс  по формулам подземной гидравлики.

0Дл  получени  положительного эффекта диспергированный материал перекрыти  зон внедрени  рабочей жидкости должен обладать сферической формой (шар или окатыш ), поскольку при доставке гранул в зону

5 установки моста движение происходит по трубам в водной среде, форма гранул играет значительную роль при снижении сопротивлени  движени ; шероховатой поверхностью (дл  качественного сцеплени  между

0 собой гранул в установленном мосте); незначительным удельным весом (легкость вымывани  продуктов разрушени  при удалении разобщающего моста. Этим условием отвечает гранулированный керамзит,

5Способ выполн етс  следующим образом .

С поверхности сооружают скважину 1, в обсадной колонне которой проделывают перфорационные отверсти  2 в зоне внед0 рени  рабочей жидкости первого интервала , начина  с забо  скважины 1, и производ т нагнетание рабочей жидкости в массив горных пород в его зоне внедрени . Под действием напр жений, возникших при

5 закачке рабочей жидкости в горный массив, происходит выдавливание некоторого объема ранее закачанной рабочей жидкости в скважину 1. При открытии усть  скважины 1 возникает обратный поток, скорость и про0 должительность которого завис т от избыточного давлени . Величина избыточного давлени  и интенсивность его снижени  завис т от физико-механических характеристик самого массива горных пород.а также от

5 параметров гидродинамического воздействи . При устьевом избыточном давлении более 3,0 МПа (когда самоистечение жидкости преп тствует намыванию моста из диспергированного материала) в скважину 1

опускают насосно-компрессорные гладко- стенные трубы 3 с головкой 4 впереди, на передней части головки 4 находитс  клапан 5. Клапан 5 может быть выполнен из любого материала (конвейерной ленты, металла, пластмассы и др.). Трубы 3 с головкой 4 опускают в скважину 1 с таким расчетом, чтобы образовалась камера 6 дл  наполнени  ее гранулами керамзита 7. Зазор между головкой 4 и обсадной колонной скважины 1 составл ет 8 мм. Вовнутрь колонны труб 3 поступлению гранул керамзита преп тствует клапан 5, который перекрывает проходное сечение головки 4 при движении жидкости в обратном направлении. Гранулы керамзита 7 фракцией свыше 20 мм посылают по трубам 3 с продавливанием его водой с помощью, например, насосных агрегатов ЦА-320. В процессе заполнени  камеры б трубы 3 приподнимают на определенную величину и тем самым увеличивают свободное пространство камеры 6. Таким образом перекрывают полностью зону с отверсти ми 2 скважины 1. Затем намывают разобщающий мост из гранулированного керамзита фракцией 8-16 мм, длина которого зависит от темпа нагнетани  и давлени  гидрообработки.

Производ т перфорацию и гидрообработку в следующем интервале обработки. Перекрытие и разобщение очередного и последующих интервалов производ т аналогично описанному.

Пример. Скважина с горизонтальным окончанием ствола длиной 1870 м и диаметром бурени  215,9 мм обсажена стальными трубами внутренним диаметром 124,6 мм. Через скважину намечено произвести гид- робработку углепородного массива в 5 интервалах . В каждый интервал обработки планируетс  закачать по 12000 м рабочей жидкости. Ожидаемое давление нагнетани  на входе в пласт 30.0 МПа. Темп нагнетани  свыше 50 -10 3м3/с.

Перфорацию обсадной колонны осуществл ют с помощью кумул тивного перфоратора , длина зоны перфорации составл ет 8 м. Рассто ние между обрабатываемыми интервалами составл ет 80 м.

Производ т вскрытие первого интервала обработки и нагнетание расчетного объема рабочей жидкости. Нагнетание производ т с помощью насосных агрегатов, например 4АН-700. Затем в скважину опускают колонну насосно-компрессорных труб 73x5,5 мм, впереди которой имеетс  головка с диаметром 118,6 мм. На передней части головки установлен клапан из прорезиненной конвейерной ленты. Колонну насосно-компрессорных труб опускают в зону перфорации, образу  камеру. Затем посылают во внутреннее пространство порцию 10- м3 керамзита фракцией более 5 20 мм и продавливают его водой при помощи агрегата ЦА-320. Дл  перекрыти  8 м зоны с перфорацией необходимо подать в скважину 96,8 м3 керамзита.

Так как давление нагнетани  составл 10 етЗО.ОМПа и темп нагнетани  50 -10 3м3/с, то длина моста дп  разобщени  интервалов обработки при применении гранул керамзита фракцией 10 мм должна быть: I 0.37 Р - -1,97 d - 0,055 v - 0,00628 Р2 + 0,19d2+0,0068«

15 -v2, м, I 19,0м.

Количество подаваемого в скважину керамзита фракцией, например, 10 мм дл  изол ции одного интервала должно быть не менее 0,23 м3.

0 Затем производ т вскрытие во втором интервале обработки, нагнетают расчетный объем рабочей жидкости, перекрывают зону внедрени  и изолируют обработанный интервал описанным способом. Таким обра5 зом обрабатывают все интервалы.

Гранулы керамзита фракцией свыше 8 мм примен ютс  дл  разобщени  интервалов гидрообработки исход  из наличи  необходимого зазора между обсадной колонной

0 скважины и головкой, преп тствующей попаданию гранул в затрубное пространство насосно-компрессорных труб при намывке керамзитового моста. Уменьшение примен емой фракции керамзита повлечет за со5 бой увеличение размеров (диаметра) головки, что небезопасно при ведении спу- скоподъемных операций, особенно в направленных скважинах. Применение гранул керамзита свыше 16 мм дл  разобщени 

0 интервалов гидрообработки нецелесообразно , так как при этом резко увеличиваетс  фильтрационна  способность, что приводит к увеличению длины разобщающего моста. В этих пределах (8-16 мм) по приведенному

5 выражению с учетом необходимых условий (длина моста, давление и темп нагнетани  рабочей жидкости), выбираетс  соответствующа  фракци  гранул керамзита.

0Применение керамзита фракцией свыше 20 мм направлено только на перекрытие зоны перфорации. Так как перфорационные отверсти  могут быть различной величины, то перекрытие их на участке перфорации

5 скважины должно осуществл тьс  керамзитом , гранулы которых способны пройти по насосно-компрессорным трубам и не пройти через перфорационные отверсти  обсадной колонны.

Предлагаемый способ гидрообработки можно примен ть в скважинах, имеющих высокие избыточные давлени , при которых происходит вынос диспергированного материала перекрыти  и разобщение интервалов обратным потоком рабочей жидкости.

Claims (1)

1. i Формула изобретени 

   Способ поинтервальной гидрообработки продуктивной толщи массива горных пород , включающий сооружение и обсадку скважины с поверхности, поочередную, начина  от забо  скважины, перфорацию обсадной колонны в зоне внедрени  рабочей жидкости интервала обработки, нагнетание в каждый интервал рабочей жидкости, перекрытие зоны внедрени  рабочей жидкости каждого обработанного интервала диспергированным материалом и разобщение его от необработанного мостом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  области применени  способа путем обеспечени  гидрообработки через скважины с избыточным давлением, возникшим после гидрообработки интервала, дл  перекрыти  зон

   внедрени  рабочей жидкости используют гранулированный керамзит фракцией более 20 мм, а разобщение каждого обработанного интервала от необработанного производ т мостом из гранулированного керамзита

   фракцией 8-16 мм, при этом длину моста определ ют из следующего математического выражени  I 0,37 Р -1,97 d - 0,055 v - 0,00628 Р2 + 0,19 d2 + 0,0068 v2, м где 0,37; 1,97; 0,055; 0,00628; 0,19; 0,0068 - эмпирические коэффициенты;

   Р - ожидаемое давление гидрообработки последующего интервала, МПа;

   d - диаметр гранул керамзита, мм; v - темп нагнетани  рабочей жидкости в последующий интервал обработки, л/с.