Способ снижения проницаемости слабосвязанных горных пород при сооружении скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 029 9) Е 21 В 37/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР вс;ЫМЫ зтсУ; г,э(5 Бюл, %40 нефтяной инсти иков, В.ф. ов, Р.Р, Гиляз тутГалиакбаров,етди нов 3(088.8) Б.М, Интенсифи ии мелкопорист механическим яйство,.1973, М е свидетельство л, Е 21 В 37/02,кация процесых проницаеспособом. -6, с,11 - 14.СССР987,(54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ СЛАБОСВЯЗАННЫХ ГОРНЫХ ПОРОДПРИ СООРУЖЕНИИ СКВАЖИНЫ Изобретение относи тегазовой п ром ышленн способам изоляции прони ментированных горных и Цель изобретения - и тивности за счет улучшен матации неустойчивых к разрушению пород,На чертеже предс зации способа.к области нефти, а именно к цаемых слабосцеород.овышение эффекия качества коль- идрозрозионному тсяос При сооружении скважины промывочная жидкость с расходом 0 подается по бурильным трубам 2 и разделяется,на три потока: поток 01 проходит через промывочные отверстия в долоте 3, два потока 02/2 направляются к боковым насадкам 5,Две струи промывочной жидкости, истекающие из гидромониторных боковых насадок 5, встречаются между собой у стенки скважины. Взаимодействие двух гидромониторных струй со стенкой скважины приводит к торможению струй, локальному повышению гидродинамического давления на стенку скважины и в непосредственной близости от нее, и как бы отталкиванию струй друг от друга и искривлению их, так что имеет место периодическая пульсация скорости потока и давления жидкости, - образуется сложный турбулентный поток с тавлена схема реалиый ре- орпод лоНа чертеже обозначены вскрываемпласт 1, бурильные трубы 2, долото 3, певодник 4 с двумя боковыми гидромонитными насадками 5, расположеннымиуглом 90 навстречу друг другу в одной искости.Способ осуществляется следующимразом.(56) Курочкинса кольматацмых породНефтяное хозАвторскоМ. 1440121, к 7) Изобретение относится к нефтегазовой ромышленности. Цель - повышение эффективности за счет улучшения качества кольматации неустойчивых к гидроэрозионному разрушению пород. Промывочная жидкость направляется через боковые насадки в виде гидромониторных струй. пересекающихся под углом 90 О, на стенку скважины. Скоростной напор жидкости вызывает разрушение рыхлой корки и последующую кол ьматацию пород. Распад жидкости выбирается таким, чтобы обеспечить радиальную составляющую скорости жидкости в диапазоне 11 - 20 м/с, Это обеспечивает эффективную кольматацию пород и предохраняет разрушение стенок скважины, сложенных слабосвязанными породами. 1 ил.Таким образом, скорость воздействияпотока на стенку скважины (радиальная составляющая) должна иметь величину порядка 90=11 м/с,5 Найдем предельно допустимую радиальную составляющую скорость пульсирующего потока Чр из условия недопущениягидроэрозионного разрушения стенок скважины.10 Для ряда месторождений прочностьгорных пород на сжатие осж составляет0,921,3 МПа.Известно, что горные породы начинаютинтенсивно разрушаться, когда касатель 15 ные напряжения в струе раствора т с превышают прочность породы на растяжение тр.Так как сто =(0,1.0,2) стсж, то величина Ч ропределяется так:20 ур К 2 0,6 Осж (3)Ргде К 2 - коэффициент безопасности в смысле гидроэрозионного разрушения пород,можно принять К 2=0,60,9.Тогда имеем Чр= (0,60,9) Х6Х 0,6 0,9 10 - 13,220 /с.301120Следовательно, допустимые радиальные скорости пульсирующего потока должны быть в пределах:11Ч(13,220,0)м/с (4)Полученное условие (4) обьясняет, чтодля достижения эффективности кольматации рыхлых слабосцементированных пород нельзя допускать воздействия на них высокоскоростной струи во избежание их разрушения, но в то же время скорость должна быть достаточна для эффективного разрушения рыхлой корки. где р - плотность промывочной жидкости.Известно, что предельное напряжениесдвига определяется так:ок=Е то, (2)где то, ги - предельное динамическое напряжение сдвига бурового раствора и глинистой корки соответственно;Е - коэффициент, характеризующий изменение параметров глинистого растворапри взаимодействии глинистого раствора спористой средой с образованием корки.Обычно 10000 .Е 1000,Поскольку целью воздействия струи яв- .ляется размыв, удаление корки, то следуетпринять верхнее значение 2=10000.Для буровых растворов обычно го=2 Па,соответственно ток =210000= 20000 Па,р = 1120 кг/м,Тогда 45Способ снижения проницаемости слабосвязанных горных пород при сооружении скважины, включающий обработку стенки скважины гидромониторными струями промывочной жидкости, пересекающимися под .углом 90, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его эффективности за счет улучшения качества кольматации неустойчивых к гидроэрозионному разрушению пород, радиальную составляющую скорости промывочной жидкости поддерживают в диапазоне 11 - 20 м/с.= 10,4 м/с,трехмерной структурой - возникают автоколебательные процессы, обусловленные турбулентной пульсацией в слившемся потоке,Скоростной напор на стенку скважины вызывает разрушение рыхлой корки и последующее "проталкивание" частиц кольматанта в каналы пласта. Турбулентная пульсация потока способствует проникновению в каналы пласта частиц кольматанта, соизмеримых с размерами самих каналов, Таким образом, осуществляется кольматация стенки скважины.Расход промывочной жидкости выбирается таким, чтобы обеспечить поддержание радиальной составляющей скорости промывочной жидкости в диапазоне 11 - 20 м/с.Этим обеспечивается с одной стороны размыв и эффективное удаление рыхлой фильтрационной корки, а с другой - предотвращается гидроэрозионное разрушение стенок скважины, сложенных слабосвязанными горными породами.Указанные величины скорости получены следующим образом.Известно, что рыхлая корка удаляется при таком скоростйом напоре, при котором создаваемое динамическое напряжение сдвига т, больше предельного динамического напряжения сдвига корки ток, радиальная скорость разрушения корки составляет Чо =, ок, (1)Р Формула изобретения1602976 Составитель В, БорискинаРедактор О. Спесивых Техред М.Моргентал Корректор Т, Пали Производс нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород 0 га аказ 3366 Тираж 471 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5