3.3 Кріплення привибійної зони продуктивного пласта, складеного нестійкими породами

Ефективними засобами запобігання виносу піску під час експлуатації свердловини є установка фільтрів різних конструкцій (дротяні, щілинні, гравійні та ін.) і закріплення порід у привибійній зоні з використанням різних матеріалів (тампонажні суміші, смоли, хімічні розчини та ін.).

Найбільше розповсюдження одержали гравійні фільтри.

Один з сучасних способів намивання гравійного фільтра розроблений американською фірмою “B&W”, суть якого показана на рисунку 3.2.

В інтервалі продук­тивного пласта свердло­вину розширюють механіч­ним або гідравлічним спо­собом і спускають перфо­ровану колону (хвостовик). Товщина гравійного шару, яка достатня для утриман­ня частинок скелета по­роди, становить 4–5 ді­аметрів цих частинок. На практиці ствол свердло­вини розширюють з таким розрахунком, щоб товщина гравійного шару становила 75–100 мм.

Д

1 – бурильні труби;

2 – пакеруючий елемент;

3 – підвіска фільтра-хвостовика; 4 – пустотілий вал; 5 – вібратор; 6 – перфорований хвостовик;

7 – гравійна набивка

Рисунок 3.2 - Схема

Намивання гравійного фільтра

ля центрування хвостовика в свердловині на ньому встановлюють цен­трувальні пристрої. На бурильних трубах закріплюється пакерувальний елемент з підшипниками, на яких обертається пустотілий вал з вібра­торами, встановленими через кожні 18 м. У межах пакера внутрішній простір труб поділений таким чином, щоб було можливо спрямовувати потік з гравієм у зовнішній простір за хвостовик. Гравій поступово осідає, заповнюючи заколонний простір, а рідина-носій проходить вниз через отвори фільтра-хвостовика, надходить у пустотілий вал з вібраторами, під­німається вверх і виходить над пакером у кільцевий простір. Вібра­тори сприяють ущільненню гравію, що важливо для формування якісного і довговіч­ного гравійного фільтра.

Кінець заповнення гравієм затрубного простору фіксують за величиною тиску в нагнітальній лінії, після чого знижують тиск у пакері, промивають свердловину, видаляють надлишок гравію і піднімають бурильну колону з пакером, підвіскою і валом з вібраторами.

Гравійний фільтр може ефективно затримувати надходження піску до свердловини за умови, що розміри зерен гравію підібрані з врахуванням гранулометричного складу колектора і ступеня неоднорідності частинок, з яких він складається. Тому під час розкриття продуктивної зони слід відбирати зразки породи і досліджувати їх гранулометричний склад.

Розмір зерен гравію для намивання гравійного фільтра зале­жить від діаметра частинок породи прийнятого за базовий.

Перспективним напрямом розробки конструкції привибійної зони свердловини, складеної нестійкими породами, є застосування тампонажних матеріалів, які після твердіння утворюють штучний фільтр заданої проникності і міцності.

Конструкція вибою, показана на рисунку 3.1, б, утворюється під час цементування експлуатаційної колони послідовним закачуванням тампонажного розчину в інтервал, що знаходиться вище покрівлі продуктивної зони і спеціальної проникної речовини в інтервалі залягання продуктивного об’єкта. Таким чином, технологія кріплення практично не змінюється, якщо не враховувати додаткову операцію з розширення свердловини в місці розташування фільтра.

Конструкції вибоїв типу 3.1, є та 3.1, и формують у такій послідовності. Експлуатаційну колону спускають і цементують вище покрівлі продуктивного об’єкта, а сам об’єкт розкривають з мінімальним забрудненням завдяки використанню спеціальної промивальної рідини. Після розширення ствола свердловини до заданого діаметра спускають бурильну колону і заповнюють розширену частину ствола свердловини проникним тампонажним матеріалом. Для конструкції типу 3.1, и час до початку тужавіння тампонажного матеріалу має бути достатнім для того, щоб можна було підняти бурильну колону, виконати допоміжні роботи і спустити перфорований хвостовик в інтервал продуктивного об’єкта.

Для конструкції типу 3.1, є час початку тужавіння має бути не меншим, ніж час на підйом бурильної колони в башмак експлуатаційної колони і промивання свердловини протягом 1,5 циклів для видалення надлишку тампонажного матеріалу.

Після твердіння тампонажного матеріалу його розбурюють всередині хвостовика, якщо використана конструкція типу 3.1, и. Для одержання конструкції типу 3.1, є необхідно перебурити інтервал свердловини, заповнений проникним тампонажним матеріалом. В останньому випадку забезпечується без­трубне кріплення нестійких порід продуктивного об’єкта. Подальше удосконалення матеріалів і технологій дозволить розширити їх застосування у різних конструкціях.