Способ оборудования фильтровальной скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 05 Е 21 В 43/О НИЕ ИЗОБРЕТЕН ОП К АВ тел ьски рной ге.Ф.Григо ые сква: Недра, ССР М ны кав ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Квашнин Г,П; и др, Водозаборжины с гравийными фильтрами. М1981, с.127,Авторское свидетельство1470937, кл. Е 21 В 43/08, 1987. Изобретение относится к горному делу и может быть применено при сооружении водозаборных, нефтяных, газовых, геотехнологических и других скважин.Известен способ оборудования фильтровой скважины; включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ствола и создание каверны с последующей установкой фильтра и намывом обсыпки. Диаметр скважины в интервале продуктивного пласта выдерживается постоянным. В связи с этим эпюра входных скоростей в фильтр носит неравномерный характер, а верхние отверстия нагружены существенно больше, чем нижние, Поэтому в верхних интервалах создается более неустойчивая суффозионная обстановка, возникаютдополнительные потери напора. Кроме этого, неравномерность эпюры входных скоростей усугубляет турбулизация потока в околоскважинной зоне, являющейся следствием кольматационЫ 1723312 А 1(54) СПОСОБ ОБОРУДОВАНИЯ ФИЛЬТРОВОЙ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к области горного дела, Цель - выравнивание входных скоростей по длине продуктивного интервала. Способ включает вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки, Каверну создают с изменяющимся по высоте профилем от нижней к верхней границе согласно условию В(г)=В 1 е, где В 1 - радиус каверны у верхней границы продуктивного интервала; В(г) - радиус каверны на расстоянии г от нижнейграницы продуктивного интервала; О - по- ф казатель несовершенства скважины. 1 ил. х процессов, ограниченных диаметров ерны для планового дебита.Известен также способ оборудования фильтровой скважины, включающий вскры- ф тие продуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот-ство- Я ла и создание каверны диаметра, соответст- ( ) вующего диаметру зоны турбулизации потока при плановом дебите. Создание каверны, соответствующей по диаметру зоне турбулизации потока, позволяетснизить по- ф тери напора при фильтрации и сгладить эпюру входных скоростей. Однако даже прн ) исключении потерь напора, вызванных тур- а булизацией потока, эпюра входных скоро-, стей соответствует закону гиперболическихсинусов и носит весьма неравномерный характер. Неравномерность эпюры входных скоростей приводит к повышенной вероятности выноса песка через верхние интервалы фильтра, к дополнительным потерям напора и снижению удельного дебита.Цель изобретения - выравнивание скоростей притока по длине продуктивного интервала.Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе оборудования фильтровой скважины, включающем вскрытиепродуктивного пласта, выбор интервала установки фильтра, расширение пилот- стволаи создание каверны, установку фильтра инамыв гравийной обсыпки, создают каверну 10с изменяющимися по высоте профилем отнижней к верхней границе согласно условиюВ(г)=В 1 егде В 1 - радиус скважины у верхней грани 15цы продуктивного интервала;В(г) - радиус скважины на расстоянии кот нижней границы продуктивного интервала;20О - показатель несовершенства скважины.На чертеже показан профиль сооружаемой в скважине каверны,Способ осуществляют следующим образом,Пласт вскрывают долотом диаметра,обеспечивающего требуемую толщину обсыпки с учетом предотвращения пескования. В скважину спускают расширитель иначинают разрабатывать каверну с увеличением диаметра от верхней к нижней границе продуктивного интервала, С цельювыравнивания скоростей притока необходимо разработать каверну рассчетного профиля. Профиль каверны в заданноминтервале продуктивного пласта определяют следующим образом.Исходя из уравнения движения жидкости в фильтровой части скважины имеем;40Лч е1) + Ач д)где оЗ - понижение гидростатическогонапора в фильтровой части скважины на 45участке длиной бг;Ч в . скорость жидкости в фильтровойчасти скважины в точке с координатой а;Л- коэффициент трения;гс - внутренний радиус скважины; 50я - ускорение свободного падения;л - вертикальная координата.Интегрируя (1) по г при предположениилинейности эпюры скоростей в фильтре,получим понижение напора ЬЯ между 55точками с координатамии в: Мр)- ив) =-ч(п) (1 ,) +(3)где В(д), В 1 - радиус гравийного фильтра в точке с координатойи и) соответственно;К 1 - коэффициент фильтрации пласта; К 2 - коэффициент фильтрации гравийной обсыпки.Из выражений (2) и (3) с учетом того, что Ч(щ) (О - дебит скважины), получим0й с Я=В 1 е О ,+ Л ( 3 з)Л я щ 12 гс п) 2гс 1 12 й ( 81 к 2(4)Создание искомого профиля каверны достигается заданием режима движения расширителя, его типа, характера выдвижения породоразрушающих органов и т,д.П р и м е р. Скважина вскрыла водоносный пласт, сложенный песками с коэффициентом фильтрации К 1=20 м/сут. Фильтр скважины имеет диаметр 92, толщина стенок фильтра 4,5 мм. При заданном дебите 0=10 л/с расчетная толщина обсыпки с учетом предотвращения пескования составила 50 мм, Интервала установки фильтра определен в пределах 55-70 м. Расширенная каверна заполняется гравием с К 2=100 м/сут. Таким образом, расчетные значения параметров составили:К 1=2,3 10 4 м/с;К 2 11,5 10 м/с,В 1=0,096 м;гс=0,0415 м;0-1,0 10 м /с;в 15 м;Л =0,03;9-9,8 м/с 2.Искомый профиль каверны определили по формуле(4), где при заданных значениях параметров о кп),где т - мощность продуктивного интервала.Для выполнения условия линейности эпюры скоростей в фильтре необходимо, чтобы это понижение было скомпенсировано при движении жидкости в пласте, т.е.1723312 56=-2,510 г -4,2 10 г+1,8,14 12 10 0 г,м 9,6 16 12 20 30 25 50 В(г), см 57 58 Составитель А,башкитовэктор Ю.Середа Техред М.Моргентал Корректор И.Муск аказ 1052 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 05 г15,Характерные значения В(г) представлены в таблице. В скважину спустили эксцентриковый расширитель и путем регулирования времени работы инструмента и частоты вращения на каждом интервале создали искомый профиль каверны,Эксплуатация предлагаемой скважины показала увеличение дебита по сравнению со скважинами, пробуренными в аналогичных условиях, на 46-85. Расходометрия показала равномерную загрузку фильтра по высоте. Экономический эффект по одной скважине составляет 6-7 тыс.рубл. Формул а изобретен и я Способ оборудования фильтровой скважины, включающий вскрытие продуктивного пласта, выбор интервала установки 5 фильтра, расширение пилоъствола и создание каверны, установку фильтра и намыв гравийной обсыпки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью выравнивания входных скоростей по длине продуктивного интерва ла, создают каверну с изменяющимся повысоте профилем от нижней к верхней границе согласно условиюВ(г)=В 1 е где В 1 - радиус каверны у верхней границыпродуктивного интервала;В(г) - радиус каверны на расстоянии г отнижней границы продуктивного интервала;0- показатель несовершенства скважи 20 ны.