Прогрессивные технологии сооружения скважин
МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПЕСКОВАНИЯ
Существуют гидродинамический и механический методы предотвращения суффозии.
Гидродинамический метод может быть применен в относительно устойчивых породах, когда за счет эксплуатации в умеренных режимах пескования можно избежать. Суть метода заключается в исключении возникновения значительных депрессий на пласт в ограниченные промежутки времени, приводящих к нарушению ранее устойчивой структуры пород. Величина критических депрессий для конкретных горно-геологических условий должна определяться по методике, аналогичной определению критического градиента гидроразрыва пласта. Обычно эксплуатация скважин при ограниченном дебите экономически не выгодна.
363
Механический метод заключается в создании на пути миграции частиц при суффозии различных преград. Известен способ закрепления пород продуктивного пласта в околоскважинной зоне синтетическими материалами, упрочняющими структурные связи между частицами. Недостаток этого способа — существенное снижение проницаемости пород в околоскважинной зоне за счет заполнения клеющим веществом пор грунта и снижения его активной пористости. С целью устранения снижения пористости грунта при креплении прифильтровой зоны был разработан способ, заключающийся в создании в интервале продуктивного пласта каверны, заполнения каверны материалом с повышенной проницаемостью. В дальнейшем частицы этого материала скрепляются синтетическими материалами — смолами.
В процессе склеивания заполнителя формируются тупиковые поры, наличие которых приводит к существенному снижению активной пористости грунта и как следствие — повышению гидравлического сопротивления. Кроме того, существенную трудность представляет собой обеспечение равномерного распределения клеющего вещества в порах заполнителя.
Наиболее прогрессивным методом предотвращения суффозии считается экранирование поверхности песка продуктивного пласта фильтром. Известны самые разнообразные конструкции фильтров, суть которых заключается в задержании частиц песка продуктивного пласта вокруг отверстий фильтра. Размер отверстий фильтра выбирается по определенной методике с целью предотвращения выноса через них песка в соответствии с характерным размером частиц песка. Фильтры устанавливают также для поддержания устойчивости пород околоскважинной зоны при креплении их синтетическими материалами.
Наиболее прогрессивны конструкции скважин, когда между песком продуктивного пласта и каркасом фильтра намывают высокопроницаемый материал (гравий). Гравийные фильтры нашли наиболее широкое применение в отечественной и зарубежной практике как наиболее перспективные и характеризуются следующими преимуществами:
Высокая проницаемость гравия в сравнении с песком продуктивного пласта, отсутствие тупиковых пор;
Неограниченная поверхность фильтрации и любая форма заполнения гравием каверны;
Малый градиент гидравлического сопротивления по толщине фильтра и низкая интенсивность кольматационных процессов;
Малое сопротивление каркаса фильтра вследствие возможного увеличения размеров отверстий в 6—10 раз; 364
|
Рис. 8.4. Типовые схемы механических способов предотвращения пескования: А — крепление пород призабойной зоны 1 специальными составами; б — создание каверны 2, ее заполнение высокопроницаемым материалом с последующим закреплением специальными составами; в — экранирование пород призабойной зоны фильтром 3; г — экранирование пород призабойной зоны фильтром через промежуточный слой гравия 4 |
Простота конструкции, равномерные свойства по длине и толщине и возможность оперативного удаления фильтра при его замене; равномерный приток по длине фильтра.
Учитывая, что ни один из известных способов предотвращения пескования (рис. 8.4) не характеризуется преимуществами, способными конкурировать со свойствами гравийных фильтров, далее рассмотрим технику и технологию сооружения гравийных фильтров, разработанную при участии автора.
