Способ укрепления глинистой кровли водоносного пласта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАКИЕ

ИЗОБРЕТЕК ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i 981581 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 16.07.81 (21) 3265444/22-03 с присоединением заявки М. (23) Приоритет

Опубликовано 15. 12.82. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12.82 (Sl)M. Кл .

E 21 В 33/13

Е 21 В 33/138

9куазрстиеиыХ каиитет

СССР по двлак изо4ретеииХ и атирытиХ (53) УДК 622.245.

° 3 (088. 8) В. Г. Склянский, В. Г. Сааков, Г. Н. Карабицкий и В. А. Логвинова (72) Авторы изобретения

Азербайджанский научно-исследовательский институт водных проблем (71) Заявитель (S4) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГЛИНИСТОЙ КРОВЛИ

ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано для повышения устойчивости глинистой кровли над водоприемной каверной, разрабатываемой в песчаных пластах, Известен способ укрепления глинистой кровли над водоприемной глининой бесфильтровой водозаборной скважины путем нагнетания через скважину в воронку после ее формирования сжатого воздуха и создания гидро.-. изолирующей воздушной подушки 1.1 ).

Однако применение данного способа эффективно при залегании в кровле плотных .глин при условии качественной цементации затрубного пространства скважины, обеспечивающих герметизацию свода. В противном случае возможна утечка воздуХа через поры грунта в затрубную полость. При осуществлении данного способа возникает необходимость в постоянном и строгом контроле за количеством воздуха в воздушной подушке с помощью погружных электродатчиков; приборов давления и т.п. и периодического

5 пополнения количества воздуха в подушке компрессором, что усложняет и удорожает эксплуатацию скважины °

Кроме того, если в процессе эксп1в луатации происходят изменения пластового и забойного давлений итти удельного дебита, то известный способ не обеспечивает надежного крепления из-за недостаточного под1 пора кровли гидростатическим давлением, и она обрушится в воронку.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является го способ укрепления глинистой кровли водоноаного горизонта, включающий образование каверны, нагнетания в последнюю заполнителя в виде

3 981581 отвердевающего при температуре пласта состава и сжатого воздуха (2 ).

Заполняя верхнюю часть воронки, сжатый воздух вытесняет вниз незатвердевший еще полимер из верхней части каверны, образуя при этом три слоя: верхний - тонкий слой полимера (микрослой), налипший к глине кровли до выстеснения его воздухом„ слой воздуха в воздушной подушке 1О (толщиной до 100 мм) и слой полимера (100-150 мм), являющийся основным экраном. На такое многослойное образование возлагаются следующие функции: предотвращение утечки воздуха через породу (микрослой полимера), создание под кровлей воздушной подушки с избыточным давлением сжатого воздуха, превышающего как давление пластовой жидкости, так и дав- щ ление грунта в своде обрушения, и поддержание кровли от обрушения в во доприемную воронку.

Недостатками известного способа являются ненадежность герметизации глинистой1 кровли тонким слоем полимера при дефектности ее структуры ,(трещиноватости, перемятости, включения прослоек песка и т.п.),невоз-, можность восстановления герметичности кровли в процессе эксплуатации скважины, если разрушение микрослоя произошло в результате вывалов кусков породы, чему не препятствует воздушная подушка, необходимость непрерывного и строгого контроля за давлением сжатого воздуха, так как при увеличении давления воздуха и уменьшения пластового или забойного давлений экран полимера в форме диска

4О выпучивается к низу, а при уменьшении давления воздуха и пластовой жидкости противодавление на грунт кровли снизится, и появится опасность его обрушения. Например, при диаметре воронки 3 м и высоте параболоида обрушения 1,5 м масса грунта обрушения составит 7-10 т, причем нагруака распределяется неравномерно: большая часть ее придется на среднюю часть экранирующего слоя, некадежность сохранения монолитности глинистой кровли над воронкой в результате развития пластических и хрупких деформаций в своде обрушения, вы- сокая стоимость и дефицитность полимера. Например, для создания экрана в виде диска толщиной 150 мм потре4 буется около 0,5 т полимера стоимостью от 3 до 5 тыс. руб. за 1 т.

Цель изобретения - повышение надежности крепления и гидроизоляции кровли.

Поставленная цель достигается тем, что в способе укрепления глинистой кровли водоносного пласта, включающем образование каверны, нагнетание в последнюю.заполнителя в виде отвердевающего при температуре пласта состава и сжатого воздуха, в качестве заполнителя используют высокопарафинистую нефть, а сжатый воздух подают после кристаллизации парафина.

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа.

В каверну сформированную в виде водоприемной воронки 1 в водоносном песке 2 с конусовидной или параболоидной полостью обрушения 3 в глинистой кровле 4 водоупора, через рас- положенную в полости обсадную колонну 5 и напорные трубы 6 подают разогретую высокопарафинистую нефть, заполняя полость 3. Так как нефть легче воды, она быстро всплывает и занимает весь объем полости обрушения 3, вытесняя воду. При температуре плас та +7+10 С нефть застывает (чем больше содержание парафина, тем выше температура застывания), а выделившийся при кристаллизации парафин образует монолит, занимающий все пространство под сводом обрушения 3, заполняя микро- и макротрещины в кровле, полость эатрубного кольцевого, зазора, в результате чего отпадает необходимость в цементации последнего. Монолит из парафина, подпираемый гидростатическим давлением столба воды в скважине, частично разгружает свод кровли, предотвращает вывалы породы, исключает контакт глинистой кровли с пластовой водой, а следовательно, ее разбухание и эрозию. Количество закачиваемой под свод каверны нефти контролируют по снижению уровня вытесняемой воды посредством электродатчика 7, устанавливаемого на воздуховоде 5.

С целью исключения контакта отбираемой воды с заполнителем, после его затвердения через трубы 6 в каверну подают сжатый воздух, который создает между заполнителем (парафином) и водой воздушную подушку.

1$

2 1

Составитель Е.Молчанова

Редактор Н. Воловик Техред M.Íàäb Корректор В. Бутяга

Заказ 9663/48 Тираж 623 Под пи с нов

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9815

При известном способе укрепления свода плоским диском полимера на

1 скважину расход этого материала составляет примерно 0,5 т при стоимости 2,5 тыс. руб. и более за 1 т (следует учесть также дефицитность материала). С помощью конечного продукта затвердевания нефти (парафина) создается параболоид массой

1,5-2,5 тонны, за счет чего повышается надежность свода. Стоимость материала при этом равна 0,050,1 тыс. руб. ва 1 т.

Предла гаемый с пособ позволяет даже при низком содержании парафина в нефти растворение в ней необходимого количества твердого парафина (стоимость технического парафина 40 руб. на 1 т). Следует учесть нерастворимость парафина в воде, его нетоксичность, отсутствие запаха и вкуса.

Формула изобретения

Способ укрепления глинистой кровли водоносного пласта, включающий образование каверны, нагнетание в последнюю заполнителя в виде отвердевающего при температуре пласта сос тава и сжатого воздуха, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности крепления и гидроизоляции кровли, в качестве заполнителя используют высокопарафинистую нефть, в сжатый воздух подают после кристаллизации парафина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 614215, кл. E 21 B 33/138у 1977 °

2. Авторское свидетельство СССР ,N 796391, ° E 21 В 33/138, 1977.