Способ оборудования фильтровой скважины

)5 Е 21 В 43 ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯ 1ЙО.ЙЗЗБаЯь.Л ИВс,1 Г 11.,1 ъ 1 Я. ф,ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССР М 1470937, кл. 1/9, 28,01.88.Гаврилко В.М, и др, Фильтры буровых скважин, М.: Недра, 1985, с,56.(54) СПОСОБ ОБОРУДОВАНИЯ ФИЛЬТРОВОЙ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при оборудовании водозаборных, гидрогеологических, нефтяных, газовых и др. скважин в интервале продуктивного пласта, сложенного слабосцементировэнными породами. Цель изобретения - снижение потерь напора и повышение удельного дебита и суффозионной устойчивости, Сущность изобретения в регулировании направления движения фильтрэционного потока в околоскважинИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при оборудовании водозаборных, гидрогеологических, нефтяных, газовых и др. скважин в интервале продуктивного пласта, сложенного слабоцементированными породами.Цель изобретения - снижение потерь напора и повышение удельного дебита и суффозионной устойчивости.На фиг.1 представлена характерная эпюра входных скоростейпо длине фильтра для ламинарного и турбулентного режима, ЯО 1694866 А ной зоне, Рекомендуется обеспечивать совпадение направлений движения фильтрэционного потока с направлением градиента давления по длине фильтра и перпендикулярно поверхности постоянного давления (ППД) в околоскважинной зоне под углом к оси скважины аагс 19 Л Яд, где ЬЯ величина приращения радиуса прифильтровой зоны, на которую удаляется ППД от оси скважины нэ участке фильтра длиной 1. Предварительно определяют свойства пород продуктивного пласта, режим фильтрации флюида в околоскважинной зоне, подбор фильтра. При этом ППД м.б, найдена различными способами, например методом гидродинэмического, математического или физического моделирования, После оценки режима фильтрации (направление градиента давления, скорость фильтрации) определяют режим: ламинарный или турбулентный, подбирают фильтр и оборудуют им скважину, В результате снижается гидравлическое сопротивление фильтра и как следствие повышение удельных дебитов, 4 ил., 2 табл,фильтрации; на фиг,2 - характерная эпюра перепада давления на поверхности фильтра по его длине для ламинарного и турбулентного режима фильтрации с указанием направления градиента фильтрации и скорости фильтрации; на фиг.3 - поверхность постоянного давления в околосквэжинной зоне с указанием направления градиента фильтрации; нэ фиг.4 - график зависимости угла наклона градиента и скорости фильтрации на поверхности фильтра к поверхности перпендикулярной оси сквэ 1 б 94866поверхность постоянного давления от оси скважины на участке фильтра длиной Л 1,П р и м е р, Скважина вскрыла водоносный пласт мощностью 5 м, сложенный тонкозернистыми песками с коэффициентом фильтрации 1 м/сут. Расчеты показали, что при данной конструкции скважины при расходе О= 1 л/с наблюдается ламинарный режим фильтрации в околоскважинной зоне, а при 0=2 л/с - турбулентный. При откачке с дебитом 0 =08 л/с получим характер изменения скоростей фильтрации и перепадов давления на фильтре согласно данным табл.1, Рассмотрим участок фильтра в интервале от 0,85 до 1,45 м от,нижних отверстий,. Расчеты позволили определить распределение зоны постоянного давления по длине рассматриваемого интервала, Результаты расчетов представлены в табл.1 в графе б, ГраФа 5 характеризует перепад давления между различными сечениями фильтра. Так перепад давления между отверстиями на уровне 0,85 м и 0,95 м составляет 0,001 мм вод,ст. В графе б показана величина приращения радиуса прифильтровой зоны, на которую удаляется поверхность постоянного давления от скважины. Гак на интервале фильтра 0,85 - 0,95 м радиус зоны постоянного давления увеличился с 0,089 м до.0,0925, т.е, приращение радиуса Л г составило 0,0035 м,Угол наклона градиента давления и скорости фильтрации поверхности, перпендикулярной оси скважины и фильтра составляет. и= и - + ТО В 2 Просп г ТО 2 1 1 4 фг 1 гг (г В)жины для ламинарного и турбулентного режимов,Сущность способа заключается в следующем,Сначала определяют свойства пород продуктивного пласта, режим фильтрации флюида в окопоскважинной зоне, и подбирают соответствующий Фильтр. После этого определяют поверхность постоянного давпения в околоскважинной зоне, направление градиента давления фильтра и скорости фильтрации по длине фильтра, Оборудуют скважину фильтром.Поверхность постоянного давления может быть найдена различными способами, например, методом гидродинамического, математического и физического моделирования или непосредственным расчетом.Характер изменения давления с расстоянием от скважины определяется выраже- нием где г - вязкость флюида;к, к - коэффициент ламинарной и тур 1булентной фильтрации соответственно;в - мощность пласта;В - радиус влияния скважины;г - расстояние от оси скважины, на котором получено значение давления и.Оценивают режим фильтрации (направление градиента давления, скорость фильтрации).В случае ламинарной фильтрации давление в пласте по мере удаления от оси скважины определяется первым членом управления (1), а при турбулентной - вторым.Оборудуют скважину фильтром, После чего фильтрацию осуществляют в направлении, совпадающем с направлением градиента давления по длине фильтра и перпендикулярном поверхности постоянного давления в околоскважинной зоне под углом к оси скважины где Рх, Ру - давление в направлении оси скважины и перпендикулярном оси скважины;Л В - величина приращения радиуса прифильтровой зоны, на которую удаляется 5 10 15 20 25 30 35 Подставляя в (3) значение из табл,1 (графы 2 и 7), получим угол наклона градиента и скорости фильтрации к оси симметрии пласта а. Как показали расчеты, вектор скорости и градиента фильтрации на интервале фильтра 0,85 - 1,45 м изменяет угол наклона поверхности, перпендикулярной оси скважины и фильтра от 2 до 8,В этой связи целесообразно изменять направление отверстий фильтра по длине фильтра нэ участке от 0,85 до 1,45 м. На участке фильтра 0,85 - 0,95 м рациональный наклон отверстий к поверхности, перпендикулярной оси скважины и фильтра составил 2 О, на участке 1,15 - 1,25 м - бо, а на участке 1,35 - 1,45 - 8 О;Изготовили фильтр, в котором ось симметрии отверстий наклонена к поверхности, перпендикулярной оси скважины под рас 1694866четным углом а. Оборудовали скважину новой конструкцией фильтра.Рассмотрим турбулентный приток к фильтру на участке 0,85 - 0,45 м, При расходе 2,04 л/с в околоскважинной зоне наблюдалась турбулентная фильтрация, Характер распределения входных скоростей в фильтр и перепадов давления на отверстиях представлены в табл.2,Для удобства расчета второй член уравнения (1) преобразовали. ЛЬ =9,7 10--- );- з 1 1,Го(4)- = -- 103,02 Л Ь;1 1Г Го гт-- 103,02 ЛЬ) (0)Го Результаты расчетов по (5) представлены в табл.2 в графах 6 и 7, Угол наклона градиента и скорости фильтрации в околоскважинной зоне определяют по формуле (3). Результаты расчетов по(3) представлены в графе 8,На участке фильтра 0,85 - 1,5 м рациональный наклон отверстий фильтра к поверхности, перпендикулярной его продольной оси изменяется от 0,2 до 64 О. Изготовили фильтр с углом наклона отверстий на участке 0,85 - 1,45 м, соответствующим значениям й в табл.2. Изготовленным фильтром оборудовали скважину. Сопоставляя лэминарный и турбулентный режим фильтраЦии флюида в скважине становится очевидным, что при ламинарном режиме вектор градиента и скорости фильт рации, а также и радионального направления выполнения отверстий фильтра более плавно изменяет свое пространственное положение по длине фильтра, чем при турбулентном режиме,10Формула изобретения Способ оборудования фильтровойскважины, заключающийся в определении свойств пород продуктивного пласта, режи ма фильтрации флюида в околоскважиннойзоне, подборе фильтра и оборудовании скважины фильтром, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,.с целью снижения потерь напора и повышения удельного дебита и суффозион ной устойчивости, определяют поверхностьпостоянного давления в околоскважинной зоне, направление градиента давления и скорости фильтрации по длине фильтра, а после оборудования скважины фильтром 25 фильтрацию осуществляют в направлении, совпадающим с направлением градиента давления по длине фильтра и перпендикулярном поверхности постоянного давления в околоскважинной зоне под уг лом а к оси скважиныЛа = агстц35 где Л й - величина приращения радиусаприфильтровой зоны, на которую удаляется поверхность постоянного давления от оси скважины на участке фильтра длиной Л 1,Таблица 11,З 185 Составитель Е.Молчанов ехред М,Моргентал аказ 4141 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, )К, Раушская наб., 4/5 ри ГКН роизводственно-из ельский комбинат "Патент", г. Уж а, 101 Редактор И.Сегляник Т Корректор А.Осаулен