Способ ликвидации флюидопроявлений

) (13 5)5 Е 21 В 33/1 Н ЕЛЬСТВ ыи най инсДО про- аюо пр уровы огичаст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВ(71) Азербайджанский государственнучно-исследовательский и проектнытитут нефтяной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 1506077, кл. Е 21 В 33/13, 1988.(54) СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ФЛЮИРОЯВЛЕНИЙ(57) Изобретение относится к горномышленности, в частности к нефтедобщей, и может быть использованликвидации флюидопроявлений в бскважинах, Цель - повышение техноности и упрощение способа, Для этонижают давление в проявляющем Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтедобывающей, и может быть использовано при ликвидации флюидопроявлений в буровых скважинах,Целью изобретения является повышение технологичности и упрощение способа.Способ осуществляют следующим образом,По данным геофизической разведки, параметрического, разведочного и эксплуатационного бурения скважин на данной геологической площади, результатам исследований пластов и кернового материала, строят геологический разрез площади, Выделяют проявляющий и несущий пласты с определением их геометрических характе(ПП) стравливанием флюида с охватом депрессией области ПП в радиусе несущегопласта (НП). После этого возбуждают в ПП гидродинамические колебания (ГДК) с частотой собственных колебаний НП. Амплитуду ГДК давления вначале выбирают из соотношения ЛР/Н р ОР ) Е 1, После ликвидации несущей способности НП амплитуду выбирают из соотношения ЬР/Н р аР72, где ЬР иш - амплитуда и частота ГДК давления в ПП; Н и р - толщина и средняя плотность массива пород над НП; Е 1 и Ег - средневзвешенный размер зерен породы НП и ПП, Это позволяет повысить технологичность и упростить процесс ликвидации флюидопроявлений в буровых скважинах. ристик, физико-механических и коллекторских свойств, а также параметры флюида. С использованием указанных данных определяют несущий радиус несущего пласта, уровень понижения давления в проявляющем пласте для охвата области в радиусе несущего пласта, собственную частоту колебаний несущего пласта.Определяют также необходимую амп литуду колебаний давления в проявляющем пласте вначале из условия, чтобы эта амплитуда была больше средневзвешенной размера зерен несущего пласта, а затем иэ условия, чтобы эта амплитуда была меньше средневзвешенного размера зерен проявляющего пласта. Оценивают также время полного уплотнения породы проявляющегопласта с учетом ее пластичности, действующей геостатической нагрузки, начальной пористости и парового давления пластового флюида.Понижают давление в проявляющем пласте стравливанием флюида на устье скважины, охватывая понижением давления область проявляющего пласта в радиусе несущего радиуса несущего пласта. Понижение давления осуществляют максимально возможным, для чего стравливание флюида производят при его максимально возможном расходе,После охвата понижением давление указанной области возбуждают в проявляющем пласте гидродинамические колебания, для чего устанавливают на устье скважины или в ее полости золотникоеое устройство типа гидравлического вибрэторэ или давление стравливают в колебательном режиме с помощью автоматического перекрытия выхода с частотой иэ интервала частот собственных колебаний пласта, или сбрасывают давление е импульсном режиме, когда возникает широкий спектр частот вынужденных колебаний, включающий и собственные частоты колебаний несущего пласта, При этом амплитуда колебаний давления должна удовлетворять соотношению)Е 1, (1)НраРт.е, амплитуда колебаний породы должна быть больше средневзвешенного размера зерен породы несущего пласта,Одновременно ведут наблюдение эа интенсивностью флюидопроявлений, т,е, за расходом флюида на устье и устьевом давлением флюида, понижение которых свидетельствует о том, что произошло страгивание несущего пласта и геостатическая нагрузка передалась на проявляющий пласт. После этого переходят на колебание с другой амплитудой давления, удовлетворяющей соотношениюЬР НраР согласно которому амплитуда колебаний породы меньше средневзвешенного размера зерен породы проявляющего пласта, Продолжают процесс до полного уплотнения проявляющего пласта, о чем судят по прекращению флюидопроявлений,П р и м е р. После спуска в скважину и цементирования промежуточной обсадной колонны по заколонному пространству началось водопроявление, Радиус скважины 0,1 м, Имеющиеся результаты исследовэний, геолого-геофизические данные, результаты буровых работ и другие данныесвидетельствуют о том, что проявляющий высоконапорный водяной пласт (неэксплуатационный объект) находится в интервале2200 - 2300,м, толщина пласта 100 м, Пористость пласта 0,2; проницаемость 10 м10 вязкость воды в пластовых условиях 10Па с, пластовое давление афлюида 23 МПа; пластическая вязкость породы проявляющего пласта 10 Па с. Средневзвешенный размер зерен породы про являющего пласта 0,5 мм, пласт сложенглинистым песчаником. Пьезопроводность пласта 1,8 м/с.Несущий пласт залегает над проявляющим пластом в интервале 2000 - 2125 м. Тол щина несущего пласта 125 м. Вышенесущего пласта до дневной поверхности в геологическом разрезе присутствуют отложения пород (пласты). не обладающие несущей способностью по отношению к 25 геостатической нагрузке, Сдвиговая прочность породы несущего пласта 20 МПа, Модуль породы 60 ГПа; коэффициент Пуассона 0,3. Толщина массива пород над несущим пластом 2000 м; средняя плотность породы 30 2500 кг/м, средневзвешенный размер зерен породы несущего пласта 0,1 мм. Пласт сложен плотным мелкозернистым доломитом.Радиус несущего пласта определяется 35 иэ условия его равновесия под действиемгеостатической нагрузкиРт= ЯРг, (3)где Г - площадь боковой поверхности несущего пласта в радиусе несущего радиуса: 40 т - напряжение сдвига породы несущего пласта;Я - площадь несущего пласта в плане; Рг - геостатическое давление.Учитывая что45 Р=2 лЯ К Я = Л В, Рг= НРЦ, (4)из (3) получаем выражение для несущего радиуса несущего пластай= --2 пг(5)йро50 где Й - несущий радиус несущего пласта;и - толщина несущего пласта;Н и р - толщина массива пород надпластом и их средняя плотность;о - ускорение силы тяжести.55 Зависимость, связывающую перепаддавления между проявляющим пластом и скважиной, дебит флюида (интенсивность флюидопроявлений), вязкость флюида, параметры пласта и радиус распространения(6) 10 в пласте депрессионной воронки, можно получить приближенно из формулы Дюпюи где Ь Р - перепад давления между пластовым давлением и давлением в скважине;О - расход флюида при флюидопроявлении;и - вязкость воды:В - несущий радиус несущего пласта, до которого происходит схват проявляющего пласта депрессионной воронкой;Во - радиус скважины;К - проницаемость проявляющего пласта;йо - толщина проявляющего пласта.Время распространения понижения давления до радиуса В в проявляющем пласте определяется из фдмулыВ= 2/к 1, (7) где к - пьеэопроводность проявляющего пласта;с - текущее время с начала момента понижения давления стравливанием флюида.Частоту собственных колебаний несущего пласта можно получить по известной методике. Для этого несущий пласт аппроксимируется заделанной по контуру пластиной с приведенной массой, включающей массу вышележащих отложений породы. В результате получается где ф- частота собственных колебаний:Е и т 1 - модуль Юнга и коэффициент Пуассона породы несущего пласта;А= 3,19. Остальные обозначения прежние,Частоту собственных колебаний несущего пласта можно определить опытным путем, а также с помощью гих методик,- 19)Время полного уплотнения проявляющего пласта можно оценить иэ соотношенияГ где 1 о - время полного уплотнения проявляющего пласта;д и во - пластическая вязкость и начальная пористость породы уплотняющего пласта; Рг - геостатическое (уплотняющее) дав. ление.Для расчетов по формулам (1), (2) и (5) - (9) используем исходные данные, приведенные в начале примера.Из формулы (5) получаем В 2 125 20 10 100(м) 2 102500 10 Подставляя в формулу (6) Я = 100 м, атакже другие исходные данные, получаем,что область проявляющего пласта в радиусе100 м охватывается понижением давленияпри Ь Р/О - 1,15 10, Отсюда получается,что это соотношение выполняется, например, при следующем расходе флюида: 0 "- =10 м /с и ЛР =0,115 МПаили при 0=- 10 и с и ЛР -1,15 МГ 1 л,или при О== 5 10 м /с и Ь Р = 0,575 МПа и т.д,Таким образом, устанавливают одно иэсочетаний указанного расхода флюида и перепада давления между пластом и скважиной. Продолжительность времени охватапонижением давления проявляющего пласта в области, ограниченной радиусом Я,определяем иэ формулы (7), подставив в неек = 1,8 м /с, Я = 100 м. В результате, получаем т = 22,5 мин, Также подставляя исходныеданные в формулу (8), находим частоту собственных колебаний несущего пластали=-40 с, которую принимают в качестве частоты гидродинамических колебаний, возбуждаемых в проявляющем пласте.По формуле (9) определяем, что максимальная продолжительность уплотненияпроявляющего пласта составляет 5600 с или1,4 ч, а с учетом интенсифицирования этого40 процесса колебаниями, уплотнение можетпроизойти вдвое быстрее, т.е, за 0,7 ч илибыстрее,Теперь, с учетом того, что= в = 40 с, изсоотношений(1) и(2) определяем необходимую45 амплитуду возбуждаемых колебаний давленияв проявляющем пласте, в результате чего находим Л Р 1 0,8 МПа, например, Ь Р 1 = 1 МПа,Л= 4 МПа, например, Ь Р 2 = 0,2 МПа,Таким образом, в данном примере спо 50 соб осуществляют в следующей последовательности;понижают давление в проявляющемпласте стравливанием флюида, охватываяпонижением давления область пласта в радиусе 100 м, соответствующие значения перепада давления между пластом искважиной и расхода флюида выбирают водном из следующих сочетаний:Л Р = 0,115МПР, 0 =10 м /с; ЬР = 1,15 МПа, О = 10м /с;АР=0,575 МПа,0=5 10 м/с;через1684482 ФНроР а после ликвидации несущей способностинесущего пласта амплитуду выбирают из соотношения(7НраР 20 где Я и а - амплитуда и частота гидродинамических колебаний давления в проявляющем пласте, нПа и с;Н - толщина массива пород над несущим пластом, м;р - средняя плотность массива пород над несущим пластом, кг/м;з.Е 1 и Е - средневзвешенный размер зерен породы несущего и проявляющего пластов, м,Составитель Е.МолчановаТехред М,Моргентал Корректор С.Шевкун Редактор С.Лисина Заказ 3493 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г, ужгород, уд,Гэ эрина, 101 22,5 мин, т.е, в момент достижения охвата понижением давления области радиуса 100 м, возбуждают в проявляющем пласте гидродинамические колебания, например, импульсным перекрытием потока флюида, или с помощью гидравлического вибратора типа ГВЗ, установленного в потоке флюида, при этом устанавливают частоту колебаний 40 с, а амплитуду давления 1 МПа, по наблюдению за расходом флюида и избыточным давлением на устье скважины судят об интенсивности флюидопроявлений, и в момент существенного понижения атой интенсивности делают вывод о том, что произошло стрэгивание несущего пласта и геостатическая нагрузка передалась на проявляющий пласт, после этого переходят на амплитуду колебаний 2 МПА и продолжают процесс до полного прекращения флюидопроявлений,Формула изобретения Способ ликвидации флюидопроявлений в буровой скважине, включающий выделение в геологическом разрезе над проявляющим пластом несущего пласта, определение его толщины и прочности с последующей ликвидацией несущей способности несущего ствола и уплотнением проявляющего пласта вокруг скважины с контролированием процесса по изменению интенсивности флюидопроявлений, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности и упрощения способа, после определения толщины и прочности несущего пласта посредством скважины понижают давление в проявляющем пласте с охватом депрессий его области в радиусе 5 несущего радиуса несущего пласта вокругскважины, после чего возбуждают в проявляющем пластегидродинамические колебания с частотой собственных колебаний несущего пласта, причем амплитуду гидро динамических колебаний давления вначалевыбирают из соотношения