Способ исследования поглощающих пластов в скважине и устройство для его осуществления

Способ исследования поглощающих пластов в скважине и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1, Способ исследования поглощающих пластов в скважине, включающий спуск в скважину и подъем колонны труб и ситовой анализ изменения фракционного состава кольм тир тощего материала, о т л и ч а ю.щ и йс л тем, что, с целью повьшения достоверности результатов исследования , кольматирующий материал с помощью опускаемых труб транспортируют к зоне поглощения пластов, закачивают в трубы жидкость в течение времени, необходимого для размещения кольматирующего материала в затрубном пространстве в интервале залегания поглощающего пласта, оставляют скважину в покое на время, необходимое для осаждения кольматирующего материала, а перед подъемом колонны труб ее нижний конец упирают в забой скважины. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в трубы закачивают жидкость с заданными свойствами , обеспечивающими возможность гравитационного осаждения кольматирующего материала в ее среде. 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что транспортируют . кольматирующий материал заданного фракционного состава, имеющий плотность большую, чем плотность закачиваемой жидкости. 4.Устройство для исследования поглощающих пластов в скважине, содержащее корпус, переходник, раскрывающуюся манжету и предохранительный кожух с башмаком, о т л ичающееся тем, что предохранительный кожух снабжен срезными штифтами и фиксирующей защелкой, а корпус выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, жестко связанных с днищем, и установленной между цилиндрами цилиндрической перегородки с отверстиями , причем предохранительный кожух размещен с возможностью взаимодействия с раскрывающейся манжетой, а полость между цилиндрической перегородкой и внутренним цилиндром заполнена кольматирующим материалом. (Л ю ND 42 4а

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1224401 (б114 Е 21 В 49/00

I (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1

;Ф

1" ; (1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 i ) 3751885/22-03 (22) 05.06,84 (46) 15 04 86, Бюл. Ф 14, (71) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) В.В, Христиани, Н.П. Панков и В.Д. Иванов (53) 622,24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 461220, кл.- F. 21 В 49/00, 1964.

Авторское свидетельство СССР

У 162077, кл. Е 21 В 49/00, 1963. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОГЛОЦ йОЩИХ

ПЛАСТОВ В СКВАЖИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1, Способ исследования поглощающих пластов в скважине, включаюЫ щии спуск в скважину и подъем колонны труб и ситовой анализ изменения фракционного состава колыб тирующего материала, о т л и ч а ю.щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования, кольматирующий материал с помощью опускаемых труб транспортируют к зоне поглощения пластов, закачивают в трубы жидкость в течение времени, необходимого для размещения кольматирующего материала в затрубном пространстве в интервале залегания поглощающего пласта, оставляют скважину в покое на время, необходимое для осаждения кольматирующего материала, а перед подъемом колонны труб ее нижний конец упирают в забой скважины.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й. с я тем, что в трубы закачивают жидкость с заданными свойствами, обеспечивающими возможность гравитационного осаждения кольматирующего материала в ее среде.

3, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что транспортируют кольматирующий материал заданного фракционного состава, имеющий плотность большую, чем плотность закачиваемой жидкости.

4. Устройство для исследования поглощающих пластов в скважине, содержащее корпус, переходник, раскрывающуюся манжету и предохранительный кожух с башмаком, о т л ич а ю щ е е с я тем, что предохранительный кожух снабжен срезными штифтами и фиксирующей защелкой, а корпус выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, жестко связанных с днищем, и установленной между цилиндрами цилиндрической перегородки с отверстиями, причем предохранительный кожух размещен с возможностью взаимодействия с раскрывающейся манжетой, а полость между цилиндрической перегородкой и внутренним цилиндром заполнена кольматирующим материалом.

1224401

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам исследования поглощающих пластов в скважине для оценки размера трещин.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов исследования.

Суть способа заключается в том, что к зоне поглощения транспортируют кольматирующий материал с помощью спускаемых труб, эакачивают в трубы жидкость в течение времени, необходимого для размещения кольматирующего материала в затрубном пространстве в интервале залегания поглощающего пласта, оставляют скважину в покое на время, необходимое для осаждения кольматирующего материала, а перед подьемом колонны труб ее нижний конец упирают в забой скважины, Кроме того, закачиваемой жидкости задают свойства, обеспечивающие возможность гравитационного осаждения кольматирующего материала в ее среде, а последний имеет за-, данный фракционный состав и плотность большую, чем плотность закачиваемой жидкости.

11а чертеже представлена схема устройства, реализующая способ исследования поглощающих пластов в скважине. устройство состоит из переходника 1, корпуса, включающего внутренний 2 и внешний 3 цилиндры, соединенные между собой днищем 4, и кожуха 5, имеющего в верхней части кольцевой выступ 6 и соединенного с ползуном 7 посредством башмака 8.

На внешнем цилиндре 3 укреплена раскрывающаяся манжета 9, армированная стальными упругими пластинами 10.

Нижняя часть манжеты закреплена на цилиндре 3 с помощью кольца 11. В полости корпуса установлена цилиндри .еская перегородка 12, имеющая радиальные отверстия 13, соосные с отверстиями 14 во внутреннем цилиндре 2, но большего размера. Полость между перегородкой 12 и внутренним цилиндром 2 служит контейнером для кольматирующего материала 15. Днище 4 имеет кольцевой выступ 16, посредством которого оно входит в зацепление с подпружиненной защел.кой 17, фиксирующей кожух 5 в верхнем,закрытом положении.

Во время спуска устройства в скважину кожух 5 удерживается в закрытом положении срезными штифтами

18. Внутри полэуна на срезных штифтах 19 установлена втулка 20, служащая седлом для шара 21. Нижняя часть ползуна снабжена промывочными окнами 22, а в средней части имеется перепускное отверстие 23.

Способ исследования поглощающих пластов в скважине с использованием устройства осуществляется следующим образом.

После вскрытия поглощающего пласта в скважине и уточнения его границ на бурильных трубах в скважину спускается устройство, в .полости

55 между внутренним цилиндром 2 и перегородкой 12 которого размещен кольматирующий материал 15 заданного фракционного состава и плотности большей, чем плотность закачнваемой жидкости. Полость бурильных труб при спуске заполняется через центральный открытый канал ползуна 7.После спуска устройства в трубы бросают шар 21 и нагнетают жидкость с заданными свойствами, обеспечивающими возможность гравитационного осаждепия кольматирующего материала в ее среде. Шар 21, дойдя до втулки

20, перекрывает центральный канал ползуна 7.

Рост давления внутри труб на

3-4 MIIa приводит к срезанию штифтов 18 и опусканию ползуна 7 и кожуха 5 до упора своим верхним выступом 6 в торец внешнего цилиндра 3.

При этом манжета 9 перекрывает затрубное пространство скважин. Одновременно открываются радиальные отверстия 14, что приводит к выносу потоком жидкости кольматирующего материала в затрубное пространство скважин.

Падение давления нагнетания, отмечаемое на устье скважины, сигнализирует о раскрытии манжеты.

После закачки жидкости объемом, в 1,5-2 раза большем объема скважины в интервале исследования, нагнетание жидкости прекращают и скважи- ну оставляют.в покое на время, достаточное для осаждения кольматирующего материала на манжету. Поскольку раскрывшаяся манжета имеет угол откоса 60-70, то весь оседающий на нее иэ затрубного пространства

1224401 кольматирующий материал сползает внутрь корпуса, Для закрытия манжеты устройство спускают до забоя скважины, при этом кожух 5 перемещается вверх и защелка 17 входит в зацепление с кольцевым выступом 16, фиксируя кожух в закрытом положении. Для обеспечения возможности свободного слива жидкости из труб при их подъеме создают давление 5-6 МПа, при котором ° срезаются штифты 19 и втулка 20 с шаром 21, двигаясь вниз, до упора, открывает промывочные окна 22.

После подъема устройства кольматирующий материал промывают, сушат, просеивают, взвешивают и анализируют его фракционный состав.

Уменьшение веса каких-либо фракций по сравнению с первоначальным количеством .эидетельствует об их уносе в кана.ты поглощения. Максимальный размер фракции, проникающей тз каналы поглощения, служит критерттем дття оценки их размеров.

Способ с использованием устройства реализуется следующим образом.

При бурении скважины долотом диаметром 269,9 мм на глубине 560 м вскрыт поглощающий пласт мощностью 8 и. Интел<:пвность поглощения

120 м /ч. >тбой скважины 580 и.

Статический уровень жидкости 80 м.

Для исследований пласта с целью оценки рас): тьттия трещин используют устройство длиной контейнера

1,5 м, объе .ом 1 8 дм . Диаметр отверстий Но внутреннем цилиндре 5 мм, количество 8 шт. Цилиндрическая перегородка имеет также 8 отверстий диаметром 15 мм. Б качестве кольматирующего материала используется

20 кг песка, имеющего фракционный состав, приведенный в табл.1 °

С целью улучшения выноса .песка из контейнера струей жидкости, в качестве которой взята вода, в нижнюю часть контейнера засыпается песок крупной фракции, перемешанный с небольшим количеством технической поваренной соли.

Устройство опускают на глубину

570 м, бросают в бурильные трубы пластмассовый шар диаметром 55.мм, закачивают воду в объеме 0,5 м,а затем промывочный раствор. Повышение давления закачки сигнализирует о достижении шаром устройства. Рост

S — k—

I где k — коэффициент запаса, принимают k = 1,2, S — путь оседающей частицы песка, равный высоте столба жидкости с песком в затрубном пространстве, в данном случае

0,5

0 045

Ч

V„„

25 — объемы закачиваемой жидкости и 1 п.м затрубного пространства соответственно, мэ, V — скорость осаждения частицы песка в воде, равная (по Шацову), см/с, гдеЧ и V„„

35

Г1

Ч = am)("-т),) 40 где а коэффициент, зависящий от площади кольцевого saзора, равный 1,1-1,3. коэффициент, зависящий от формы и размера частиц, изменяющийся в пределах

18-52 (для шаров m = 40, для кубиков m = 30); удельный вес породы (для песка = 1,6 г/см ), удельный вес жидкости, г/смздиаметр частицы, см.

45 m

Для данного случая V — i,2 30 3 (†— 1) 0,025=4,39 см/с, .Г t á давления до 4 ИПа, а затем падение

его до 1,5 ИПа свидетельствует о раскрытии манжеты и начале размещения кольматирующего материала в

5 затрубном пространстве скважины.Для полного опорожнения контейнера производительность закачки жидкости увеличивают, поддерживая давление в трубах 4-5 МПа. После закачки

0,5 мз жидкости насосы останавливают и инструмент оставляют в покое на время, расчитываемое по формуле:

1224401

Таблица 1

Размер фракций, мм

0,25-0 5 0 5-1 f-2 2-3 3-5 5-7 Всего

Показатели

Вес, кг

Содержание, Ж

2,8

3,1 3,2 3,3 3,6 4,0

15,5 16 16,5 18 20

14

100

Таблица 2

Размер фракций, мм

Показатели

0,25-0,5 0,5-1 1-2 2-3 3-5

5-7

Всего

1 4 1 7 2 1 3 5 3 9

10,4 12,6 15,6 25,9 28,8

0,9

Вес, кг

Содержание,X

13 5

6,7

100 — 1,2 = 300 с = 5 мин

Через 5 мин простоя бурильные трубы медленно опускаются до забоя, создавая нагрузку на устройство до

10-.15 кН. При этом кожух устройства закрывает манжету и фиксируется в верхнем положении защелками. Приподняв устройство от забоя, создают внутри труб давление 7 MIIa, при котором шар и втулка, срезая штифты, смещаются вниз, обеспечивая свободное сообщение трубного пространства с затрубным. После подъема устройства, песок, осевший в него, промывают, сушат и просеивают.

Результаты ситового анализа приведены в табл.2, Э

Сравнивая результаты ситового анализа в табл. 1 и 2, видно, что доля фракций песка с размером 3-7 мм рез10 ко возросла. Следовательно, в пласт проникают частицы с максимальными размерами 2-3 мм, а поглощающие каналы имеют размер до 5-6 мм.

1224401

11

З

12

Составитель В. Сидоров

Редактор К. Волощук Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ 1899/28 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4