Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 [ 120 ] 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182

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.

8.2. ГРАВИЙНЫЕ ФИЛЬТРЫ

8.2.1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГРАВИЙНЫХ ФИЛЬТРОВ

К основным параметрам гравийных фильтров относят следующие:

гранулометрический состав гравия; качество гравия;

размер отверстий каркаса фильтра; толщина гравийного фильтра и его диаметр.

Гранулометрический состав гравия

При выборе гранулометрического состава гравия для обсыпки в нашей стране пользуются рекомендациями, принципиально отличными от рекомендаций ведущих зарубежных фирм. У нас нет достаточных оснований для однозначного разрешения отмеченного противоречия в пользу тех или иных исследователей по причине многообразия условий формирования фильтров, назначения скважин, условий эксплуатации и характера проводимых экспериментов. Приведем ниже наиболее типичные результаты работ отечественных и зарубежных авторов и определим рациональные области их использования.

В табл. 8.1 представлена классификация различных подходов к механизму предотвращения пескования гравийными фильтрами, преимуществ, недостатков и рациональных областей применения каждого с указанием рекомендуемых коэффициентов межслойности, равных отношению средних размеров гравия и песка.

Характерно, что процесс формирования научных взглядов на методику подбора гранулометрического состава гравия для обсыпки в нашей стране и за рубежом протекал в противоположных направлениях. Ранние зарубежные исследования были основаны на предположении о формировании вокруг пор обсыпки устойчивых арочных структур, на смену которым пришли выводы о необходимости образования естественного фильтра, а затем и о целесообразности механического задержания частиц песка по внешнему контуру обсыпки. Взгляды отечественных исследователей развивались наоборот от рекомендаций по механическому задержанию частиц песка по внешнему контуру гравийного фильтра через предположения о формировании вокруг пор обсыпки арочных структур к выводу о целесообразности формирования естественного фильтра.

Следует отметить, что результаты, аналогичные последним зарубежным рекомендациям, были получены ранее B.C. Оводовым, Е.А. Замариным, С.В. Комиссаровым и другими отечественными специалистами. Вывод о целесообразности предотвращении суффозии гравийным фильтром путем механического задержания по внешнему контуру основывался на простом сопоставлении размеров частиц песка и пор обсыпки в простейших опытах на фильтрационных лотках. Из предположения о сферичности частиц гравия для различной степени уплотнения геометрическим путем было установлено, что через рыхлую обсыпку возможна миграция зерен, составляющих 0,41 диаметра частиц гравия, а через уплотненную обсыпку - 0,154.