способ заканчивания скважин с искусственным фильтром

Формула изобретения

Способ заканчивания скважин с искусственным фильтром, включающий спуск обсадной колонны в скважину с хвостовиком в продуктивный горизонт и прямое тампонирование этого интервала тампонажным материалом с проницаемыми каналами в камне, отличающийся тем, что хвостовик выполняют проницаемым с элементами, размещенными в нем в спиралевидной последовательности и пропускающими газ, но не пропускающими жидкость, и с числом элементов n, определяемым соотношением



где n - число элементов;

K - допустимое число нарушений в теле хвостовика, выполненных для установки элементов, пропускающих газ, но не пропускающих жидкость, исходя из прочности хвостовика;

h - эффективная мощность пласта;

R - радиус скважины в зоне продуктивного пласта;

с - коэффициент несовершенства, обусловленный характером вскрытия пласта и его параметрами,

а тампонирование интервала хвостовика производят материалом, содержащим газообразующие добавки, например алюминиевый порошок, и в момент начала затвердевания тампонажного материала уменьшают давление в обсадной колонне.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области заканчивания скважин.

Известен способ заканчивания скважин, включающий в себя спуск в продуктивную часть пласта перфорированных труб, оборудованных по наружной поверхности фильтром из пористого материала, предварительно пропитанного специальным герметиком. После установки колонн в продуктивной части пласта проницаемость фильтра восстанавливается с помощью кислоты или растворителя [Борьба с песком при заканчивании горизонтальных скважин. М., НИИОЭНГ, 1989 (экспресс-инф. Сер. Строительство скважин. Зарубежный опыт), вып. 20, с. 4].

Недостатком данного способа является возможность повреждения или полное разрушение фильтра в процессе спуска колонн, особенно в сильно искривленных скважинах или имеющих горизонтальное окончание, а также уменьшение пропускной способности скважины из-за необходимости применения труб меньшего диаметра, оборудованных наружным фильтром, и невозможность предупреждения обрушения стенок продуктивной части пласта, сложенной неустойчивыми породами.

Известен способ заканчивания скважин с искусственным фильтром на забое, включающий спуск в зону продуктивного пласта хвостовика и прямое тампонирование зоны тампонажным материалом с последующим восстановлением его проницаемости прокачкой воды [Авторское свидетельство СССР N 1413228. Кл. E 21 В 33/13, 43/08. 30.07.88].

Недостатком способа является также возможность разрушения оболочки фильтра на хвостовике в процессе его спуска, уменьшение пропускной способности скважины и снижение эксплуатационных параметров пласта при восстановлении проницаемости тампонажной смеси из-за попадания воды в поры коллектора.

Задача изобретения состоит в разработке способа, обеспечивающего надежность заканчивания скважин с искусственным фильтром с сохранением пропускной способности скважины.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание целостного фильтра с сохранением коллекторских свойств пласта и пропускной способности скважины.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что хвостовик выполняют проницаемым с элементами, размещенными в нем в спиралевидной последовательности и пропускающие газ, но не пропускающие жидкость и с числом элементов (n), определяемым соотношением:



где n - число элементов;

k-допустимое число нарушений в теле хвостовика, выполненных для установки элементов, пропускающих газ, но не пропускающих жидкость, исходя из прочности хвостовика;

h - эффективная мощность пласта;

R - радиус скважины в зоне продуктивного пласта;

c - коэффициент несовершенства, обусловленный характером вскрытия пласта и его параметрами,

а тампонирование интервала хвостовика производят материалом, содержащим газообразующие добавки, например, алюминиевый порошок, и в момент начала затвердевания тампонажного материала уменьшают давление в обсадной колонне. Величина "с" может изменяться в пределах 0,01 с 10.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". Изобретение позволяет достигнуть результата, удовлетворяющего проблеме создания искусственного фильтра без ухудшения коллекторских свойств пласта, особенно в скважинах с горизонтальным окончанием, и закрепления неустойчивых пород пласта.

На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1, 2, 3, 4 и 5 представлена технологическая схема исполнения предлагаемого способа заканчивания скважин с искусственным фильтром, который включает ствол скважины 1, обсадную колонну 2, перфорированный хвостовик 3, включающий элементы 4, проницаемые для газа, но не проницаемые для воды, цементировочную головку 5, муфту ступенчатого цементирования 6, гидравлический заколонный пакер 7, тампонажный материал с газообразующей добавкой 8, обратный клапан 9, непроницаемый тампонажный материал 10, продавочную жидкость 11, открывающую пробку 12, продавочные пробки 13, закрывающую пробку 14, проницаемые каналы в тампонажном материале первой ступени тампонирования 15.

Способ заканчивания скважин заключается в следующем.

В ствол скважины 1 спускается обсадная колонна 2, в нижней части содержащая перфорированный хвостовик 3, оснащенный проницаемыми для газа, но не проницаемыми для воды элементами 4, с возможностью их последующего механического разрушения для увеличения полезной площади перфорированных отверстий хвостовика (см. фиг. 1). Для равномерного распределения проницаемых элементов 4 по участку хвостовика как в радиальном, так и осевом направлениях они размещены в спиралевидной последовательности. А для лучшего характера вскрытия пласта число элементов (n) должно удовлетворять условию



где n - число элементов;

k - допустимое число нарушений в теле хвостовика, выполненных для установки элементов, пропускающих газ, но не пропускающих жидкость, исходя из прочности хвостовика;

h - эффективная мощность пласта;

R - радиус скважины в зоне продуктивного пласта;

с - коэффициент несовершенства, обусловленный характером вскрытия пласта и его параметрами, который должен находиться в пределах 0,01 с 10.

Максимальное число проницаемых элементов не может быть больше, чем допускается, исходя из прочности хвостовика, ослабленного установкой элементов 4. Обсадная колонна при спуске комплектуется обратным клапаном 9, заколонным гидравлическим пакером 7, муфтой ступенчатого цементирования 6.

В обсадную колонну 1 закачивают тампонажный материал 8, содержащий газообразующие добавки, например алюминиевый порошок по патенту РФ N 2059059 E 21 B 33/138, и посредством продавочной жидкости 11, разделенной от тампонажного материала продавочной пробкой 13, продавливают в заколонное пространство.

Затем (см. фиг. 2) производят герметизацию заколонного пространства пакером 7, и скважину при закрытых задвижках на цементировочной головке 5 под давлением продавки оставляют в покое на период до начала схватывания тампонажного материала. По истечении времени начала схватывания избыточное давление на цементировочной головке 5 снижают до атмосферного, при этом из тампонажного материала выделяется газ, который движется к проницаемым участкам 4 хвостовика 3 и тем самым образует целенаправленные проницаемые каналы 15 от стенки скважины к участкам 4. В этом положении скважину оставляют в покое до конца затвердевания тампонажного материала первой ступени тампонирования.

После затвердевания тампонажного материала (см. фиг. 3) в обсадную колонну закачивают непроницаемый тампонажный материал 10 через муфту ступенчатого цементирования 6, при помощи открывающей пробки 12, продавочной пробки 13 и закрывающей пробки 14 и делают технологическую выстойку на период затвердевания тампонажного материала.

Затем в обсадной колонне 2 и хвостовике 3 разбуривают остатки тампонажного материала и продавочную 13, закрывающую 14 и открывающую 12 пробки, и элементы 4, и скважину пускают в эксплуатацию (см. фиг. 5) через искусственно созданные каналы 15 в тампонажном материале 8.

Таким образом, за хвостовиком создается целостный фильтр, сохраняется пропускная способность скважины и сохраняются коллекторские свойства пласта.