способ сооружения забоя эксплуатационной скважины

Формула изобретения

Способ вскрытия забоя эксплуатационной скважины, включающий вскрытие пласта-коллектора, спуск перфорированной обсадной колонны, спуск колонны насосно-компрессорных труб с фильтром и установку его в интервале перфорации обсадной колонны, создание на забое скважины гравийного фильтра путем намыва гравия в кольцевое пространство между фильтром и обсадной колонной и в полость за обсадной колонной, отличающийся тем, что при глинах - покрышке, перекрывающей пласт-коллектор, последний вскрывают в его кровле, а полость для намыва гравия создают преимущественно в подошве покрышки для возможности создания преимущественно вертикальных нагрузок со стороны гравийного фильтра на пласт-коллектор для сохранения его целостности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разработки месторождений пластовых флюидов и может быть использовано преимущественно при сооружении эксплуатационных скважин подземных хранилищ газа (ПХГ).

Известен способ сооружения забоя эксплуатационной скважины, который наиболее часто используется при строительстве скважин нефтегазовых месторождений, включающий бурение всего разреза горных пород со вскрытием пласта-коллектора, спуск обсадной колонны и ее перфорацию в интервале продуктивного пласта-коллектора /1/.

Однако при использовании такой конструкции забоя в эксплуатационных скважинах, вскрывающих слабосцементированные коллекторы, в процессе эксплуатации скважин может происходить разрушение коллектора и вынос частиц горных пород в скважину, что приводит к серьезным осложнениям и дополнительным затратам на ремонт скважин.

Наиболее близким к описываемому способу является способ сооружения забоя скважины, заключающийся в создании гравийного фильтра путем вскрытия продуктивного пласта перфорированной обсадной колонной, гидроуплотнения призабойной зоны закачкой пульпы с зернистым материалом при давлениях, равных давлению разрыва пласта, спуска фильтра для задержания гравия, установки его в интервале перфорации обсадной колонны, намыва гравия в кольцевое пространство между фильтром и обсадной колонной и в пространство каверн за обсадной колонной /2/.

Недостатком этого способа является то, что, несмотря на гидроуплотнение призабойной зоны продуктивного пласта, в процессе эксплуатации ПХГ из-за возникновения знакопеременных нагрузок при отборе и закачке газа происходит нарушение упаковки гравия в создаваемом на забое скважины гравийном фильтре, его перенос меняющимся направлением фильтрационного потока, в результате создаются условия для внедрения песка продуктивного пласта в тело фильтра, выноса его в скважину, абразивного износа скважинного оборудования и др.

Задачей описываемого изобретения является повышение устойчивости призабойной зоны.

Поставленная задача достигается тем, что при сооружении забоя эксплуатационной скважины, включающего вскрытие пласта-коллектора перфорированной обсадной колонной, спуск колонны насосно-компрессорных труб с фильтром и установку его в интервале перфорации обсадной колонны, создание на забое скважины гравийного фильтра путем намыва гравия в кольцевое пространство между фильтром и обсадной колонной и в полость за обсадной колонной, согласно изобретению полость для намыва в нее гравия создают до спуска обсадной колонны в кровле пласта-коллектора и преимущественно подошве перекрывающих его горных пород.

На чертеже представлена схема реализации способа сооружения забоя эксплуатационной скважины: 1 - пласт-коллектор, 2 - перекрывающие пласт-коллектор горные породы, 3 - полость с гравием, 4 - обсадная эксплуатационная колонна скважины, 5 - фильтр обсадной эксплуатационной колонны, 6 - колонна насосно-компрессорных труб, 7 - фильтр для задержки гравия.

Сущность и реализация изобретения заключаются в следующем.

ПХГ сооружают преимущественно в водонасыщенных пластах-коллекторах, залегающих на небольших глубинах (800-1200 м) и представленных, как правило, слабосцементированными песчаниками. Вскрытие таких пластов эксплуатационными скважинами сопровождается нарушением естественного равновесия горных пород в призабойной зоне скважин в результате воздействия на пласт бурового инструмента, фильтрата бурового раствора, а из-за знакопеременных нагрузок на пласт при эксплуатации ПХГ (при закачке газа в хранилище и отборе газа из него) происходит окончательное разрушение цемента в межзерновом пространстве горных пород пласта-коллектора как в призабойной зоне скважин, так и в межскважинном пространстве ПХГ. В результате описанных техногенных воздействий на пласт-коллектор песок выносится в скважины фильтрационными газожидкостными потоками, что значительно осложняет эксплуатацию как скважин, так и ПХГ в целом.

Для задержания пластового песка забой эксплуатационной скважины по описываемому способу оборудуют следующим образом. При окончании скважины бурением в перекрывающих пласт-коллектор 1 горных породах 2, которые обычно состоят из глин, выполняют (используя долота-расширители, гидромониторы и др. ) полость 3 с максимально достижимым диаметром. Для создания гидродинамической связи полости с пластом-коллектором полость углубляют с расчетом вскрытия на некоторую глубину его кровли. Далее в скважину спускают обсадную эксплуатационную колонну 4, оборудованную в нижней части, в интервале созданной полости, фильтром 5 (например, перфорированной обсадной трубой) с размерами отверстий, превышающими размер зерен используемого гравия для намыва гравийного фильтра. Затем в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб 6 с фильтром для задержки гравия 7 в нижней ее части, располагают фильтр 7 в интервале фильтра обсадной колонны 5 и намывают в кольцевое пространство между фильтрами 5 и 7 и в полость 3 гравий путем подачи в кольцевое пространство смеси гравия с флюидом-носителем.

Сооружение забоя скважины по описываемой технологии имеет следующие положительные характеристики:

- вертикальная ориентация тела гравийного фильтра способствует намыву и эффективному уплотнению гравия, которое может осуществляться послойно, поскольку вес гравия будет способствовать его стратификации;

- имеется возможность создания такой толщины гравийного экрана, которая необходима для задержки частиц песка пласта-коллектора;

- на поверхности контакта гравия с пластом-коллектором, в области возможных первичных разрушений последнего при эксплуатации скважины, создаются преимущественно вертикальные, направленные со стороны фильтра в глубь пласта, нагрузки, способствующие сохранению целостности пласта-коллектора;

- проявление глиной покрышки пласта-коллектора реологических (пластичных) свойств приводит к появлению сжимающих нагрузок на гравийный фильтр, что способствует повышению его устойчивости и целостности пласта-коллектора.

При сооружении забоя скважины по описываемому способу несколько снижается совершенство скважины по степени вскрытия по сравнению со способами, по которым вскрывается пласт-коллектор на всю толщину, однако это снижение совершенства скважины компенсируется возможностью ее эксплуатации при больших депрессиях и репрессиях на пласт за счет повышения устойчивости забоя скважины, в результате чего ее продуктивность может поддерживаться на достаточном уровне.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Муравтев И.М. и др. Технология и техника добычи нефти и газа. - М.: Недра, 1971, с.79-81.

2. Патент РФ 1507958, кл. Е 21 В 43/08, 1989.