Способ и устройство создания канала в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины

ОП КСАН ИЗОБРЕТИ Сею з СеавтсиикСоциааистичесиииРеснубее М АВТОРСК(23) Приеритет 2648 7047 Эвудервтаавй юеоет ЕЕЕР ю авае аевуетвеВ и втвВитяйВ. Царенк в сесоюэный научно-исследовательский инстит природных газов Заявитель(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ КАНАЛАВ РАСТВОРИМОЙ ПОРОДЕ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТАИЗ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ на возмоИзобретение относится к интенсификапни добычи газа, а точнее для снижения фильтрапионного сопротивления приэабойной эоны продуктивного пласта путем создания в ней горизонтальных каналов, и может быть использовано также при добыче ка менной соли и при строительстве в ней подземных хранилищ для хранения углеводородною сырьяеИзвестны способы создания каналов в1 В растворимых породах продуктивного пласта иэ вертикальной скважины с помощью устройства, опускаемого в скважину на гиб- . ком шланге, по которому производят подачу растворителя для физико-химического воздействия иа забой продуктивного пласта и проводимого в ием канала 1.Однако этими. способами нельзя создавать горизонтальные каналы иэ узкого се чения вертикальных скважин, диаметры которых, как правило, не превышают 4-6 дюймов, по следующим причинам:а) хаотическое перемещение гибкого шланга вместе с соплом в произвольном напрЬвлении в момент подачи растворителя, обусловленное неуравновешенностью системы, включающей гибкий шланг - сопло, не позволяет ввести сопло в намеченное место проведения канала;б) формирующее струю устройство (с пло, насадка и т.п.), минимальная дликоторого составляет 2-3 дюйма, нежно расположить горизонтально в узкомсечении скважины, поскольку горизонтальное расположение устройства приводит к пережиму гибкою шланга и прекращению доступа растворителя для растворения забоя проводимой выработки (длина формирующего струю устройства складывается иэ непосредственно корпуса сопла, цилиндрического участка, длина последнего должна быть не менее (2,5-3) йо, где аодиаметр формирующего струю устройства на выходе).Известен также способ создания каналов в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины путем спуска в нее формирующего струю3 8661уетрюйства на гибком шланге, подачи в ням с поверхности растворителя в направлении создаваемого канала, подведе- ние с гибким шлангом формирующего струю устройства к забою создаваемого5канала, обратного извлечения раствороподающего устройства из канала 123.Этот способ несколько улучшает вводформирующею струю устройства в забой 1 о наклонно проводимого канала за счет предварительно установленных в забое скважины отклонителей, но также не решает поставленной задачи, относящейся кпроведению горизонтального канала но виши З изложенным причинам. Кроме того, установка таких отклонителей возможна лишь у забоя скважины и исключена в случае необходимости создания канала по всей высоте продуктивного пласта. 20К недостаткам этого способа относятся также неуправляемый ввод сопла в забой проводимого канала, обусловленныйнеуравновешенностью системы гибкийшлангсопло, которые под действиемэнергии потока растворителя неуправляемо перемещаются иэ одной стороны в другую. В результате такого перемещениясистемы выбор направления канала соверЗОшенно произволен, установка в скважинеотклонителей дает воэможность неуправляемо проводить каналы нод углом к вертикали большим, чем 90 О, что.можетпривести к преждевременному вскрытиюводоносного горизонта и обводнению скважины со всеми вытекающими последствиями, опасность вскрытия водоносногогоризонта такими наклонными каналамиеше более возрастает с уменьшением мощности продуктивного пласта.Известны устройства для ввода сопла,соединенного с гибким шлангом, состоящиеиэ вертикальной скважины в забой создаваемого канала, содержащие, помимо гибкого шланга с соплом, колонну труб и от- ф 5клонители (направляющие дпя направленияввода сопла в забой создаваемого канала) ЕЗЗ .Однако этимя устройствами невозмож-но создавать в заданном направлении го- фэриэонтальные, а тем более восстающие каналы из узкого сечения скважин, диаметркоторой, как правило, не превышает 4-6 дюймов.Известно также устройство для созда- Яния канала. в растворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины,содержащее колонну труб с гибким шлангом и соплом, патрубок с окном и направляющую, которые дают возможность пропустить сопло с гибким шлангом только вположении, близком и вертикальному Г 41Каналь, образованные с помощью этого устройства, могут быть только восстающими каналами. Такие каналы незначительно снижают фильтрационное сопротивление продуктивного пласта, поскольку ихудаленность по радиусу близка к скважине. В нестоящее время доказано, что эф-фективное снижение фильтрационного сопротивления пласта достигается эа счетувеличения длины радиальных каналов. Иолученная с помощью такого устройствадлина восстающего канала обусловленатакже длиной шланга и, кроме того, мощностью продуктивного пласта. Чем меньше мощность пласта, тем меньше длинаканала и больше вероятность вскрытиявышележащего пласта и обводнения .скважины,Как в мощных, так и в маломощныхпродуктивных пластах это устройство вызывает необходимость производить пере-бур скважины с вытекающими последствиями,Цель изобретения - повышение надежности создания горизонтального канала впродуктивном пласте иэ узкого сеченияскважины за счет обеспечения горизонтального ввода формирующего струю устройства в забой создаваемого канала безпережима гибкого шланга,Укаэанная цель достигается тем, чтоперед созданием основной части карала впродуктивном пласте создают его направляющую горизонтальную часть длиной, достаточной для последующего ввода формирующего струю устройства беэ пережима,Кроме того, направляющую горизонтальную часть канала создают методамигидравлического вскрытия пластов.Устройство для осуществления способа снабжено втулкой с окном и формирующим струю отверстием, а направляющаярасположена во втулке напротив ее окна,причем втулка имеет извлекаемый клапани установлена концентрично в патрубке своэможностью осевого перемещения и совмещения окна патрубка и окна втулки прикрайнем верхнем положении последней, иокна патрубка и отверстия втулки прикрайнем нижнем положении последней.А также тем, что втулка снабженафиксаторами, а между стенками патрубкаи втулки установлены уплотнения, жестко .соединенные со втулкой,6137 6 5 10 5 20 25 30 5 86Причем патрубок выполнен с упорамив виде кольцевых выступов.На фиг. 1 схематично показано устройство для создания начальной частигоризонтального канала предлагаемымспособом; на фиг. 2 - ввод формирующего струю устройства вместе с гибкимшлангом в предварительно созданную частапроводимого горизонтального канала.Для создания горизонтального каналапредлагаемым способом необходимо следующее оборудование скважины 1, пройденной до продуктивного пласта 2 и закрепленной обсадной колонной 3.В скважину опускают колонну насоснокомпрессорных труб 4 (НКТ) с хвостовиком 5, снабженным устройством 6, необходимым для создания передовой направляющей выработки горизонтальным потоком растворителя, в которую вводят .формирующее струю устройство,Устройство 6, соединенное с хвостовиком, состоит из патрубка 7, выполненногос окном 8, цилиндрической втулки 9, выполненной с окном 10, седлом 11 и имеющей формирующее струю отверстие 12 инаправляющую 13. Между патрубком 7 ицилиндрической втулкой 9 с целью исключения йеретока жидкости установлены уплотнения 14.Осевое перемещение втулки ограниченонижним 15 и верхним 16 упорами, выполненными в виде кольцевых выступов..В седле 11 устанавливается извлекаемый клапан 17. В верхней части втулки9 установлены фиксаторы 18, которые прикрайнем верхнем положении втулки входятв гнезда 19, выполненные на внутреннейповерхности патрубка 7.Для подачи растворителя и формирования горизонтального канала устройствосодержит колонну насосно-компрессорныхтруб 20, к нижнему концу которой прикреплен гибкий шланг 21 с соплом 22.Позициями 23 и 24 указаны горизонтальный канал в продуктивном пласте инаправляющая его часть соответственно.Перед спуском в скважину. втулку устанавливают в крайнее нижнее положение,Работу по созданию канала производятв следующей последовательности,В опущенную в скмжину колонну НКТ4, с помещенным в, нее оборудомнием(с вышеописанным устройством), бросаютшаровый клалан 17, после чего насосами(ие показан) нагнетают растворитель, Последний, формируясь в отверстие 12 в виде динамической струи, производит работув радиальном от оси скмжины направлении, создавая тем самым направляющую 24 горизонтального канала 23 (на фяг. 1 показано пуюстиром) необходимых габаритов. Отработанную при этом жидкость удаляют по кольцевому пространству, образованному обсадной колонной 3 и свободновисяшей колонной НКТ 4,После окончания работы по созданию направляющей части горизонтального канала производят обратную промывку с целью извлечения шарового клапана 17, При сгключенной подаче растворителя в колонну НКТ 4 на проволоке опускают захват (не показан), с помощью которого втулку 9 перемещают так, чтобы центры окон 8 и 10 совместились между собой, после чего захват иэ скважины извлекают.В колонну НКТ большего диаметра опускают колонну НКТ меньшего диаметра 20, к башмаку которой присоединен гибкий шланг 21 с формирующим струю устройством 22. Это устройство вводят в созданную часть горизонтального канада 24. Этот вариант не исключает спус- ка трубопровода меньшего диаметра, состоящего целиком иэ гибкого шланга (фиг. 2). Далее насосом закачимют в колонну НКТ 20 меньшего диаметра растворитель до момента создания основной части горизонтального канала 23.По мере проведения канала колонну НКТ 20 совместно с гибким шлангом 21 постепенно опускают вслед эа подвигающимся забоем. В случае необходимости создания нескольких горизонтальных каналов в разных направлениях, находящихся в одной горизонтальной плоскости, с целью уменьшения времени на спуско-подъемные операции проводят несколько редваритедьно направляющих каналов описанным выше способом путем поворота устройства с окном 8 и колонны НКТ 4 большого диаметра на определенный угол, после чего цикл работы повторяют в той же пбследовательности. П, р и м е р. По известным способам создавали каналы в растворимой породе (каменной соли ИаС 6) с помощью опущенного в скмжину гибкого шланга, соединенного с формирующим струю устройством. Вскрытие показалочто, несмотря на все принятые меры, были образомны наклонные каналы под углом к вертикали большем, чем 90 .оПри принудительном нажатии на гибкий шланг с целью горизонтально расположить в скважине формирующее струю уст7 866137 8ройство, подача растворителя по надрав- Кроме того, предлагаемый способ обелению к забою прекращалась спечивает плавный беэ перегиба гибкогоКаналы, созданные по известным ме- щланга ввод в забой основной части катодам, при всех равных параметрах про- нала формирушцего струю устройства, цессасравнивались с каналом, созданным проведение горизонтального канала задав- по предлагаемому способу. ной длины без опасения вскрытия водоЛопученные данные приведены в таб- . носиого горизонта, увеличивает приток галине, за в скважину, проведение нескольких гмризонтальных каналов в одной горизонИспольэоваиие изобретения позволяет 1 тельной плоскости, как дпя целей иытенперед проведением основной части гори- сификации добычи газа, так и для создаэонтального канала плавно беэ пережнма ння защитного экрана,при борьбе с водо- гибкого шланга произвести ввод формиру- притоками, путем закачки в получеинме юшего струю устройства в забой основнь- горизонтальные каналы иэолнрйе каналы изолирующей смего канала и эффективно создать гориэов- си.тальиую выработку для увеличения прито- Испытания показали надежность предка газа беэ опасения вскрытия водоносного лагаемого способааедевща -, дения горизонтагориэонта, льных каналов н его простоту,10 866137 13. ф М о сО О О СО Ф й О О О й Щ Щ О О О О О О вн,ьэосйьэХ оьЫьэ одапкнХс 3 нийоф Ыьаивнв Хиевпана м янноиом вдлзивнп оденнасйьХна аннепюндии вэХпс 3 оя ода Ыеивип Хи нчювииэмви м вп,ьэой.ьэХ оьЫ,ьэ одапкяХднибоф чнииц еннещон,ьд ии фвн,ьэйааьо одониохявЫинчвнц м ваьэос 1 эХ оьЫьэ одапкаЫнидоф вэХпбоя вс 1,ьеи -внп одончивииэмви анневон,ьО ии ваьэосЕьэХ одоиаЫнийоф вн,ьэйен.ьо оденюасГеп б,ьеивиЦ ии иомо,ь-вмн.ьс 1 ап м щинвя вноиявн иод,с ии ваьэцосЬэХ оьЫьэодавоьЫиидоф внний папс юч".4 ц,вв,ьэодхэК оьЫьэ одавоьЫиийоф вэйкомйьаивип инщане чнчивииэяврчп вд11 . 86Формула изобретения 1. Способ соадания канала в растворимой иородв продуктивного пласта иэ вертикаиьной скважины путем спуска в нее формирующего струю устройства на гибком внанге, подачи в них с поверхности растворителя в направлении создаваемого канала, подведения с гибким шлангом формирующего струю устройства к забою создаваемого канала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения,надежности создания горизонтального канала в . продуктивном пласте иэ узкого сечения скважины за счет обеспечения горизонтального ввода формирующего струю устройства в забой создаваемого канала без пережима гибкого шланга, перед созданием основной части канала в продуктивном пласте создают предварительно его направляющую горизонтальную часть длиной, достаточной для последующего ввода формирующего струю устройства без пережима.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что направляющую горизонтальную часть канала создают методом гидравлического вскрытия пласта.3. Устройство для создания канала врастворимой породе продуктивного пласта из вертикальной скважины, включающее колонну труб с гибким шлангом и соплом, патрубок с окном и направляющую, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что .оно снабжено втулкой с окном и формирующим струю 6137 12отверстием, а направляющая расположенаво втулке напротив ее окна, причем втулка имеет извлекаемый клапан и установлена концеитрично в патрубке с возможностью осевого перемещения и совмещенияокна патрубка и окна втулки при крайнемверхнем положении последней, и окна патрубка и отверстия втулки при крайнемнижнем положении последней.4. Устройство по и. 3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью удержания втулки в крайнем верхнем положениии исключения перетока рабочей жидкости,втулка снабжена фиксаторами, а междустенками патрубка и втулки установленыуплотнения, жестко соединенные со втулкой. 5 Устройство по пп. 3-4, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью совмещения центров окон патрубка и втулкив одной горизонтальной плоскости, патрубок выполнен с упорами в виде кольцевыхвыступов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Иф 3347595,кл. 166-244, опублик, 19672, Патент США И 3873156,кл. 166-261, опублик. 1977 (прототип).3, Авторское свидетельство СССР.% 446629, кл. Е 21 В 43/114, 1972.4. Авторское свидетельство СССРказ 8028/50ВНИИПИ Государствепо делам изобрете113035, Москва, ЖПодписноеСССР нно мите ий и открытий , Раушская на д. филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель В. Никулин Редактор В. Лазаренко Техред Л,Пекарь, Корректор За Тираж 630