Файл: Мищевич, В. И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции.pdf

жидкости и образуется перепад давления в стволе пакера, который передается в рабочую камеру через отверстия в стволе. Под дейст­ вием давления плунжер (поршень) перемещает плашки по конусу вверх до упора в стенки скважины. При посадке бурильных труб плашки заклинивают пакер, а резиновый элемент сжимается, разобщая зону поглощения и затрубное пространство. После от­ ключения насосов нагрузку на пакер доводят до 12—15 тс.

Надежность разобщения пакером зоны поглощения и вышеле­ жащих горизонтов проверяется следующим способом.

Затрубное пространство заполняют промывочным раствором до устья скважины и наблюдают за снижением уровня; если уро­ вень не падает, разобщение надежно (этот способ можно приме­ нять, если выше места установки пакера нет поглощающих гори­ зонтов). Перед закачкой тампонирующей смеси в бурильные трубы закачивают промывочный раствор, затем определяют приемистость поглощающего пласта путем его задавки цементировочными агре­ гатами при различных перепадах давления. Затем в бурильные трубы закачивают и продавливают необходимое количество там­ понирующей смеси. Количество продавочной жидкости подбирают с тем расчетом, чтобы оттеснить тампонирующую смесь ниже па­ кера на 20—30 м во избежание его прихвата.

Чтобы исключить вредное влияние процесса подъема буриль­ ных труб с пакером на формирование цементного моста в сква­ жине, допускается его оставление в скважине на 2 —3 ч, если нет опасности прихвата его обваливающимися породами.

Пакер выдерживает давление не более 100 кгс/см2; при более высоком давлении возможен пропуск. После окончания заливки или опрессовки скважины пакер снимают, медленно поднимая бу­ рильные трубы, при этом якорное устройство и резиновый элемент возвращают в транспортное положение. При снятии пакера про­ исходит затяжка до 5 тс, допускаемая нагрузка при расхаживании составляет 2 0 тс.

Не допускается также расхаживать бурильные трубы с паке­ ром при промывке скважины и вращать их при спуске, подъеме

иустановке пакера.

Втабл. 12 приведен размерный ряд пакеров ПНМ БашНИПИ-

нефти, которые применяют при исследовании скважин и борьбе с поглощениями в процессе бурения на месторождениях Башкирии.

Г и д р а в л и ч е с к и й п а к е р Б-23 Т а т Н И И .

Анализ результатов изоляционных работ с применением гидро­ механических пакеров ТатНИИ, Татбурнефти и Альметьевбурнефти показал, что эти пакеры могут быть использованы в том случае, если ствол скважины в этом интервале не имеет каверн, а породы обладают достаточной механической прочностью. Вследст­ вие этого поглощающие пласты, расположенные рядом, не всегда могут быть разобщены с помощью гидромеханического пакера. Кроме того, отдельные горизонты могут иметь несколько погло­ щающих участков, разобщение которых таким пакером не может

119

быть выполнено. Поэтому часто поглощающие пласты намюрского яруса и серпуховско-окского надгоризонта Ромашкинского место­ рождения перекрывают как одну поглощающую систему без учета их статических уровней.

Для раздельного исследования и изоляции залегающих рядом пластов разработан гидравлический надувной пакер с широкопро­ ходным каналом и уплотнительным элементом, деформирующимся под давлением промывочного раствора, закачиваемого в буриль­ ные трубы, что дает возможность устанавливать пакер в любом участке ствола скважины, не имеющем значительных каверн [42].

Гидравлический пакер (рис. 51) состоит из ствола 2, цилинд­ ра 8, неподвижной головки 4 с гайкой 3, резинового элемента 7, подвижной головки 9 с ограничительной гайкой 10, башмака 11 и штуцера 12. Пакер с бурильными трубами соединяется перевод­ ником 1. Отверстия А предназначены для передачи давления под резиновый элемент, а отверстия Б — для закачки тампонирующей смеси в зону поглощения. Штуцер 12 служит для создания дав­ ления в пакере с целью деформации резинового элемента. Во всех узлах пакера герметизация осуществляется уплотнительными коль­ цами 5 я 6.

Пакер, соединяют с бурильными трубами и спускают в скважи­ ну до необходимой глубины. Нагнетанием жидкости насосами в бурильных трубах создается давление, равное 60—70 кгс/см2, под

120

действием которого деформируется («надувается») резиновый эле­ мент. При этом нижняя подвижная головка перемещается вверх, предотвращая отрыв резинового элемента от металлических го­ ловок.

При достижении определенного давления, когда резиновый элемент плотно прижат к стенке скважины, плавно опускают буриль­ ные трубы на величину, равную рабочему хо­ ду пакера (расстояние между торцами ци­ линдра и переводника). Ствол пакера вместе с башмаком и штуцером перемещают в ниж­ нее положение, а уплотнительный элемент с цилиндром остаются неподвижными вследст­ вие действия сил трения уплотнения о стенки скважины.

При движении ствола вниз отверстия А смещаются относительно отверстий в цилинд­ ре 8, что предотвращает снижение давления под резиновым элементом, а отверстия Б, пе­ ремещаясь в нижнее положение, соединяют внутреннюю полость пакера с подпакерной зоной. В этот момент давление резко падает, что свидетельствует об окончании установки пакера.

Герметичность установки пакера проверя­ ется нагнетанием жидкости: если перелив из скважины не наблюдается или уровень жид­ кости в затрубном пространстве не повыша­ ется, пакер надежно разобщил зону поглоще­ ния и остальную часть ствола скважины. В противном случае пакер снимают и устанав­ ливают его в другом месте.

Убедившись в герметичности установки па­ кера, в зону поглощения закачивают расчет­ ное количество тампонирующей смеси, причем большое проходное сечение отверстий Б поз­ воляет применять быстросхватывающиеся, сравнительно высокой концентрации смеси срцс наполнителями.

Для съема пакера необходимо приподнять бурильные трубы. При этом отверстия А ствола пакера и цилинд­

ра сообщаются между собой, а давление из-под резинового эле­ мента сбрасывается, и он принимает транспортное положение, не препятствуя дальнейшему подъему пакера.

Пакер Б-23 рекомендуется применять только при поглощениях промывочного раствора. В водопроявляющих скважинах установка его не всегда возможна, так как выходящая из скважины жид­ кость может увлечь частично деформированный резиновый элемент

121

в- верхнее положение, при котором отверстия А ствола и цилиндра разобщаются и дальнейшего уплотнения резиновым элементом не произойдет..

Г и д р а в л и ч е с к и й п а к е р Т а т б у р нефти. На рис. 52 показан гидравлический пакер многократного действия, состоящий из ствола 3, соединяемого с бурильными трубами переводником, резинового элемента 2, заключенного между двумя концами трубы, двух сальников, кла­ панной коробки, хвостовика с пружиной и двух клапанов 1 и 4. Нижний клапан 4 слу­ жит для создания давления в бурильных тру­ бах, а верхний клапан 1 обеспечивает сооб­ щение трубного пространства с рабочей ка­

мерой.

После спуска пакера в скважину в бу­ рильных трубах создается давление, верхний клапан открывается и промывочный раствор попадает под резиновый элемент, в результа­ те чего последний разжимается и плотно при­ легает к стенкам скважины. При давлении 50—60 кгс/см2 делают посадку бурильных труб, при этом резиновый уплотнитель и свя­ занные с ним детали остаются неподвижны­ ми вследствие действия сил трения резины о стенки скважины, а ствол пакера вместе с де­ талями нижнего клапана перемещается вниз. Коническая проточка ствола, удерживающая шток клапана 1 в открытом положении, схо­ дит с него, и клапан под действием пружины закрывается. При этом предотвращается вы­ ход рабочей жидкости из-под резиновой ман­ жеты. При дальнейшем движении ствола па­ кера шток клапана упирается в упорный шток, и нижний клапан открывается, давле­ ние в трубах падает, что является сигналом конца пакеровки. По окончании процесса за­ ливки для извлечения пакера натягивают ко-

.Рис. 52. ГидравлтескиНпонну бурильных труб. Ствол пакера, переме- пакер Татбурнефти щаЯсь вверх, отжимает шток верхнего клапа­

на, и жидкость из рабочей камеры перетекает в бурильные трубы, а резиновый элемент принимает первоначальную или близкую к ней форму. При наличии в скважине зон обвалов и поглощений изоляционные работы целесообразно проводить с помощью раз­ буриваемых пакеров.

Р А З Б У Р И В А Е М Ы Е П А К Е Р Ы

Пакер РП-175 состоит из стальной неразбуриваемой и дюралю­ миниевой или чугунной разбуриваемой частей (рис. 53).

122

К разбуриваемой части относятся корпус 10, резиновый эле­ мент 9, конус 6 с кольцом 3, башмак 11, седло 16, шар 12.

Рабочая камера, образуемая кожухом, стволом и переводни­ ком, соединяется с полостью бурильных труб четырьмя отверстия­

123