Файл: Мищевич, В. И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 85
Скачиваний: 0
весу, близкому к удельному весу жидкости, находящейся в сква жине. Если невозможно подобрать тампонирующую смесь нужного удельного веса, интенсивность поглощения данного горизонта мож но уменьшить намывом в зону поглощения инертных материалов или закачкой в скважину жидкости большего удельного веса (глинистый раствор, минерализованная вода и др.).
Более простым решением вопроса может быть применение спо соба закачки тампонирующей смеси в зоны поглощения через бурильные трубы с применением пакера. Изоляция затрубного про странства с помощью пакера позволяет сохранять величину Н2 неизменной, т. е. ликвидируется основной недостаток — сложность сохранения во время процесса неизменной величины # 2. Таким образом, способ закачки тампонирующей смеси через бурильные трубы с установкой пакера сочетает преимущества двух ранее рассмотренных способов, исключая в то же время их недостатки.
Глубина установки пакера
•^Пак = ^ у с т + Н2. |
(88) |
Расчет этого процесса закачки тампонирующей смеси аналоги чен расчету процесса закачки смеси через ствол скважины.
§ 20. ТАМПОНИРУЮЩИЕ СМЕСИ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ
1. Начало схватывания. Тампонирование будет наиболее каче ственным, когда время начала схватывания смеси равно времени, необходимому для доведения ее до зоны поглощения. Следова тельно, время начала схватывания тампонирующей смеси для изоляции поглощающего горизонта определяется:
при закачке через ствол скважины
Тн.с = |
(89) |
при закачке через бурильные трубы |
|
Тн.с = |
(90) |
(tu t2, tz, ti определяются согласно § 18). |
обеспечения в |
2. Удельный вес. Как отмечалось ранее, для |
процессе изоляционных работ величины # 2 постоянной и сохране ния тампонирующей смеси от разбавления разница удельных ве сов тампонирующей смеси и жидкости, находящейся в скважине, должна быть минимальной. В идеальном случае
Ут. с = Yn. р .
Кроме того, тампонирующая смесь, находящаяся против погло щающего горизонта, в конечном этапе изоляционных работ будет иметь меньшую растекаемость, если Yt. c = Y n.p-
3. Растекаемость. Тампонирующая смесь должна иметь мини мальную растекаемость. Чем больше размер каналов фильтрации,
108
тем меньше должна быть растекаемость. При наличии крупных каналов фильтрации у поглощающих горизонтов, представленных трещиноватыми, кавернозными породами, в зону поглощения не обходимо намывать инертные наполнители для снижения интен сивности поглощения. Как показывает зарубежный опыт [54, 60[, наибольший эффект от применения наполнителей в том случае, если одновременно применяются гранулярные, хлопьевидные и волокнистые наполнители. Гранулярные наполнители следует под бирать в зависимости от размера поглощающих каналов.
§ 21. ЗАМЕНА ПРОМЫВКИ ЗАБОЯ ВОДОЙ ПРОМЫВКОЙ ГЛИНИСТЫМ РАСТВОРОМ
В восточных нефтяных районах страны основная часть разреза скважин бурится с применением технической воды в качестве про мывочного раствора. Нижнюю часть ствола скважины при вскры тии продуктивной толщи бурят с использованием глинистого раствора. Так как зоны поглощения приурочены к интервалу сква жины, где используется техническая вода, возникает вопрос об определении возможности перехода с промывки забоя водой на промывку глинистым раствором, потому что расход глины и хи мических реагентов для приготовления раствора, а следовательно, и длительность бурения нижнего интервала скважины будут за висеть от степени подготовленности скважины, т. е. от качества проведенных изоляционных работ.
Таким образом, подготовка ствола скважины, вскрываемого с применением технической воды, заключается в полном вскрытии всех зон поглощения и их надежной изоляции. Степень надежно сти изоляционных работ определяется расходом промывочного раствора (воды) согласно индикаторной линии.
Общий закон фильтрации для структурированной жидкости выразится аналогично закону фильтрации для воды с вводом коэф фициентов, учитывающих относительное отличие параметров гли нистого раствора от воды:
(Qp)c = |
« [К, (Ар) 0 -5 + К,Ар + |
К3(Ар)2], |
(91) |
где (QP) с — расход |
глинистого раствора; |
а — коэффициент, |
учи |
тывающий относительное различие вязкостей глинистого раствора и воды; Ки К2, Къ — коэффициенты продуктивности (приемистости) трех сред (см. гл. IV); Ар — перепад давления на поглощающий горизонт.
Определим перепад давления на поглощающий горизонт при заполнении скважины глинистым раствором Арр. При заполнении
скважины водой |
|
рпл = 0,1Я1ув |
(92) |
109
(Я] — высота столба воды в скважине, уравновешивающая пласто вое давление; ув — удельный вес воды, находящийся в скважине).
При замене воды глинистым раствором
|
|
рпл = 0,1Я2ур |
(93> |
||
(Я2 — высота столба |
глинистого |
раствора в скважине, |
уравнове |
||
шивающая пластовое давление; |
ур — удельный вес |
глинистого |
|||
раствора). |
через Я, |
Я ст. в, Яст. р и приравняв уравнения |
|||
Заменив Hi и Я2 |
|||||
(92) |
и (93), получим |
|
|
|
|
|
(Я — Яст.в) ув = |
(Я —Яст.р) 7 р, |
(94) |
||
где |
Я — глубина залегания |
подошвы поглощающего |
горизонта; |
||
Яст.в — статический |
уровень |
при |
заполнении скважины водой; |
||
Яст.р — статический уровень при заполнении скважины глинистым раствором.
Из уравнения (94) находим: |
|
|
|
|
Яст.р = Я - Я |
Ъ - + Яст.в - ^ . |
(95) |
||
|
YP |
|
Yp |
|
Перепад давления на поглощающий горизонт в скважине, пол |
||||
ностью заполненной глинистым раствором, |
|
|
||
(ДРР)« = |
0,1Яст.Р7р. |
|
(96) |
|
Подставляя из выражения |
(95) |
Я от.р |
в уравнение (96), |
по |
лучаем |
|
|
|
|
(А Рр)„ = 0 .1 I # (Тр — |
У в ) + Яст.вУвЬ |
(9 7 > |
||
Подставляя уравнение (97) в формулу (91), предварительно |
||||
приняв для упрощения расчетов, что Kz= 0 |
и Яз= 0 , получаем |
|
||
(Qp)« = «Ki {0.1 [Я(7Р — vB) + Я ст.в7в]}0-5. |
(98) |
|||
Необходимо отметить, что фактически установившийся уровень в скважине при заполнении ее глинистым раствором Яст.р меньше, чем полученный по формуле (95), так как часть столба глинистого раствора идет на преодоление статического напряжения сдвига. Уменьшение величины Яст.р против расчетной должно устанавли ваться опытным путем (сопоставление данных замеров уровней при заполнении скважины водой и глинистым раствором). .
После введения поправочного коэффициента ф на перепад дав ления Apv формула (98) примет вид
(Qp)« = <*Ki{0,lq> [Я (ур — yb) + Яст.bYb]}0-5. |
(99) |
При КгФ 0 и КъФ§ расход глинистого раствора |
определится |
как сумма расходов по каждой среде в отдельности; |
|
(Qp)c = (QP)i + (QP)a + (Qp)s- |
(1 0 0 ) |
ПО
Коэффициент а в случае применения глинистых растворов может быть определен опытным путем (сопоставлением индикатор ных линий, полученных по поглощающему горизонту при заполне нии скважины водой и глинистым раствором).
Ввиду того, что в формуле (99) не учитываются все явления, происходящие в процессе бурения скважины (перепад давления при прокачке глинистого раствора в затрубном пространстве, за купорка-каналов фильтрации глинистым раствором и т. д.), вели чина Qp будет относительно характеризовать истинную потерю раствора в процессе бурения. Но вследствие пропорциональности с истинным расходом глинистого раствора в процессе бурения она может быть взята как критерий для определения возможности перехода с промывки забоя водой на промывку забоя глинистым раствором.
При величинах ( Q p) e больше допустимых (<2р) ДОп, устанавли ваемых для определенного района в зависимости от качества при меняемого глинистого раствора, необходимы изоляционные работы.
При величинах ( Q P)c , меньших или равных |
(<2р)ДОт скважина |
может считаться подготовленной к переходу с |
промывки забоя |
водой на промывку забоя глинистым раствором. |
|
Глава IX
Средства для проведения изоляционных работ по ликвидации зон поглощения
§ 22. ЛАКИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Наиболее простым и распространенным способом приготовления тампонирующей смеси является смешение на поверхности двух компонентов: вяжущего материала и жидкости затворения. По этому способу могут быть получены быстросхватывающиеся, мно гокомпонентные и другие виды тампонирующих смесей.
Как отмечено ранее, сохранить состав тампонирующей смеси при закачке ее в зону поглощения через бурильные трубы с от крытым концом очень трудно вследствие многообразия факторов, способствующих разбавлению и растеканию смеси по каналам по глощающего пласта. Применение же других способов закачки смеси сопряжено с трудностями и сложностями технологических операций по изоляции зон поглощения, в связи с чем они не по лучили достаточного распространения [42].
В настоящее время широко применяется способ закачки там понирующей смеси через бурильные трубы с использованием пакера [33], который используется для разобщения затрубного про странства скважины с целью:
а) определения местоположения поглощающего пласта мето дом последовательных опрессовок ствола скважины;
б) исследования приемистости поглощающих пластов; в) предотвращения разбавления тампонирующей смеси;
г) безаварийного применения смесей с необходимыми сроками схватывания;
д) задавливания тампонирующих смесей в поглощающие ка налы;
е) определения возможности замены технической воды глини стым раствором при создании различных перепадов давления на поглощающие пласты.
Существующие конструкции пакеров, применяемых при изоля ции поглощающих пластов, подразделяются на две группы: много кратного использования (извлекаемые) и разбуриваемые.
Извлекаемые пакеры после окончания заливки поглощающего пласта или его исследования поднимают на поверхность, и их мож но использовать при изоляционных работах в других скважинах. Это является большим преимуществом этой группы пакеров. Однако пакеры многократного использования, изготовляемые из
112