Устройство для кольматации стенок скважины

 

Изобретение относится к устройствам для кольматации стенок буровых скважин. Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет уменьшения глубины кольматации продуктивного пласта, снижения вероятности гидроразрыва пласта в зоне кольматации при цементировании и повышения степени удаления кольматационного слоя при освоении скважины. Устройство включает полый корпус с радиальными насадками. Внутри насадок размещены с возможностью перемещения вдоль оси насадки заглушки, выполненные в форме цилиндра из алюминия, или бронзы, или графита или в форме полого цилиндра, стенки которого выполнены из алюминия, или бронзы, или графита, а полость заполнена твердым кольматантом. В качестве кольматанта могут быть использованы твердый силикат натрия, или парафин, или битум, или таловый пек. Устройство размещено над долотом. При бурении заглушки выходят из насадок, касаются стенки скважины и истираются о породу, оставляя в порах и трещинах поверхностный слой материала заглушки и частиц твердого кольматанта. Глубина кольматации не превышает 8 мм. Кольматант легко удаляется при освоении скважины. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

ЬЪ !

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С(ХЗИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК, ЯО,»щщп7п

А1

GD 4 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ЮТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1.

В таблице приведены данные о скорости . абразивного износа алюминиевой заглушки диаметром 13 мм и толщиной стенки 2,5 мм и данные о глубине проникновения кольматанта в породу.

Устройство состоит из полого корпуса I с радиальными насадками 2, размещенными в стенке корпуса. Насадки скважины.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4265375/23-03 (22) 19.06.87 (46) 07.09.89 ° Бюл. У 33 (71) Сургутское отделение ЗападноСибирского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института технологии глубокого разведочного бурения (72) М.А. Бабец, О.И. Катков, Л.М. Пресман, Л.Б. Новикова, А.Г. Козлов и О.Б. Качалов (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 977709, кл. Е 21 В 33/138, 198!.

Авторское свидетельство СССР

В 832036, кл . Е 21 В 17/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР .Я 1332001, кл. Е 21 В 37/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛЬМАТАЦИИ

СТЕНОК СКВАЖИНЫ (57) ИзобретенИе относится к устройствам для кольматации стенок буровых скважин. Цель изобретения — повьппение эффективности устройства за счет уменьшения глубины кольматации продуктивного пласта, снижения вероятноИзобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам кольматации стенок буровых скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет уменьшения глубины кольматации, снижения вероятности гидроразрыва пластов в зоне кольматации при цементировании и повьппения степени удаления кольматационного слоя при освоении сти гидроразрыва пласта в зоне кольматации при цементировании и повышения степени удаления кольматационного слоя при освоении скважины. Устройство включает полый корпус с радиальными насадками. Внутри насадок размещены с возможностью перемещения вдоль оси насадки заглушки, выполненные в форме цилиндра из алюминия или бронзы или графита или в форме полого цилиндра, стенки которого выполнены из алюминия или бронзы или графита, а полость заполнена твердым кольматантом. В качестве кольматанта могут быть использованы твердый силикат натрия или парафин или битум или таловый пек. Устройство размещено над долотом . При бурении заглушки выходят из насадок, касаются стенки скважины и истираются о породу, оставляя в порах и трещинах поверхностный слой материала заглушки и частиц твердого кольматанта. Глубина кольматации не превьппает 8 мм. Кольматант легко удаляется при освоении скважины. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

1506079

30 где

8Ь,25 мм.

3 снабжены заглушками 3, установленными с воэможностью перемещения вдоль оси насадки. Заглушки выполнены в форме цилиндра из материала, подвер— гающегося абразивному истиранию при скольжении по стенкам скважины, например алюминия, бронзы или графита, или в форме полого корпуса, стенки которого выполнены из аналогичного материала, а в полости размещен твердый кольматант 4. В качестве кольматанта используют твердый силикат натрия или парафин, или битум, или таловый пек.

Длина заглушки равна где 1, — разность между радиусом скважины и наибольшим ра— диусом корпуса устройства, мм; д1 — скорость абразивного изнов са заглушки о разбуриваемую породу, мм/мин;

Т вЂ” время чистого бурения в рейсе, мин.

Устройство устанавливается между долотом 5 и шпинделем турбобура 6 и работает следующим образом.

При спуске инструмента в скважину заглушки 3 утоплены в насадки 2 за счет перепада давления, направленного иэ кольцевого пространства скважины в полость бурильного инструмента, во время заполнения последнего буровым раствором.

При подаче в бурильную колонну бурового раствора для запуска турбобура и бурения перепад давления на заглушки действует иэ внутренней полости в сторону кольцевого пространства. За счет этого перепада давления, а также центробежных сил при вращении устройства заглушки выдвигаются из насадок, прижимаются к стенкам скважины и абразивно изнашиваются о породу, кольматируя трещины и поры проницаемой зоны. Если заглушка выполнена в виде полого цилиндра, заполненного твердым кольматантом, например силикатом натрия, или парафином, или битумом, или таловым пеком, то происходит дополнительное уплотнение кольматационного слоя в породе за счет эатирания кольматанта.

Отложения материала заглушек и кольматанта на стенках скважины обтации толщиной от 2 до 8 мм, укрепляют скелет породы.

По окончании бурения интервала, 5 если истирания заглушек на всю длину не произошло, долото приподнимают над забоем и запускают турбобур в холостом вращении. За счет роста частоты вращения устройства повышается в

2-3 раза скорость абразивного истырания заглушек. Остатки заглушек по длине меньше зазора между стенками скважины и корпусом устройства выталкиваются эа счет перепада давления в кольцевое пространство, Отверстия насадок открывают, и возможно проведение дополнительной струйной обработки интервала с целью повышения надежности временой изоляции пластов.

Пример I. Если время чистого бурения при использовании турбобура и долота составляет 60 мин, а время проходки продуктивного пласта 10 мин, то для устройства требуется размес25 тить в насадках алюминиевые заглушки длиной

190,5-172

1 = +(0,5 50+1,5 10) 49,25 мм, Ql = 0,5 ммlмин — скорость абразивного износа алюминиевых заглушек о породы типа алевролит, аргиллит)

Д1 = 1,5 мм/мин — скорость абразивного износа алюминиевых заглушек о песчаник продуктивного пласта.

Пример 2. Компоновка инстру40 мента аналогична примеру 1. Требуется раэбурить пласт песчаника за 50 мин.

Время чистого бурения 60 мин. Длина заглушек равна

45 2

1 — — — +(0,5 ° l0+l,5 50) Однако, такую длину заглушки невозможно разместить в корпусе устрой50 ства. Для обеспечения перекрытия насадок на весь период бурения интервала необходимо уменьшить скорость абразивного истирания заглушек. Например, снизив скорость истирания в

1,5 раза, длина заглушек составляет

190,5-172 0 5 )0+1,5 )0 разуют мапопроницаемую зону кольма62,25 мм

1506079

15

Глубина проникновения кольРежим работы и характеристика породы

Рабочая нагрузка

Холостое вращение матанта в породу, мм

20

500

1000

7,5

4,5

0,5

2-8

1-2

2-4

3-6

Использование предлагаемого устройства позволяет получать небольшую глубину зоны кольматации, значительно меньшую глубины перфорационных отверстий при вторичном вскрытии. Зона кольматации обладает повышенной стойкостью к гидрораэыву при цементировании, так как такой кольматант, как силикат натрия, ускоряет сроки схватывания тампонажного раствора, что препятствует гидроразрыву пласта и уходу в него тампонажного раствора.

При освоении скважины кольматационный слой легко удаляется эа счет растворения пластовым флюидом, реагентного удаления металла, деструкции продуктами газообраэования, что позволяет достигнуть высокого качества вскрытия пласта. формула изобретения

1. Устройство для кольматации стенок скважины, включающее полый корПодача жидкости, л/с

Осевая нагрузка, т/с

Частота вращения шпинделя, об/мин

Перепад давления на турбобуре, МПа, Перепад давления на долоте (две насадки диаметром 12 мм), МПа 5

Вмещающие (алевролиты, аргиллиты)

Коллектор (песчаник с глинисто-карбонатным цементом) пус с радиальными насадками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его эффективности эа счет уменьшения глубины кольматации, снижения вероятности гидрораэрыва пластов в зоне кольматации при цементировании и повышения степени удаления кольматационного слоя при освоении скважины, оно дополнительно снабжено заглушками, установленными в насадках с возможностью перемещения вдоль оси насадки, причем заглушки выполнены в форме цилиндра из алюJ миния, или бронзы, или графита.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что цилиндр заглушки выполнен полым, а полость заполнена твердым кольматантом.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве твердого кольматанта используют силикат натрия или парафин, или битум, или таловый пек.

1506079

Щдf

Составитель Л. Бестужева

Техред М.Дидык Корректор С. Черни

Редактор Г. Волкова

Заказ 5401/32

Тираж 514

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ултород, ул. Гагарина, 101