Оборудование нижнего участка скважины фильтром

Если продуктивный пласт сложен несцементированной или слабосцементированной породой, при освоении и эксплуатации скважины, часто даже при невысокой депрессии, начинается разрушение коллектора. В скважину при этом выносится значительное количество песка. Одним из эффективных способов предотвращения выноса песка является оборудование нижнего участка скважины, в зоне эксплуатируемого продуктивного пласта, специальным гравийным фильтром.

Для создания такого фильтра в скважину в зону продуктивного пласта спускают при помощи бурильных труб и подвешивают на нижней части предыдущей обсадной колонны металлический остов, который обычно состоит из нескольких обсадных труб с профрезерованными в их стенках отверстиями щелевидной формы и центрирующих фонарей. Затем в зазор между фильтром и стенками скважины намывают гравий. На рис. 13 показана одна из схем намыва гравия. В скважину примерно до нижнего конца фильтра спускают колонну труб (бурильных или насосно-компрессорных) со специальным распределительным устройством. Скважину промывают сначала чистой жидкостью, затем в жидкость вводят специальные фракции гравия. Поток жидкости транспортирует гравий по колонне труб через распределительное устройство в кольцевой зазор между фильтром и стенками скважины (рис. 13, а). Гравий заполняет этот зазор, а жидкость, пройдя через отверстия фильтра, поднимается в распределительное устройство и далее по затрубному пространству — на дневную поверхность. Когда весь участок ствола за остовом заполнится гравием, намыв последнего прекращают и опрессовывают гравийное уплотнение. После опрессовки способом обратной циркуляции вымывают из фильтра излишний гравий (рис. 13, б) и трубы поднимают из скважины.

Эффективность работы гравийного фильтра существенно зависит от выбора гранулометрического состава гравия и в меньшей степени от толщины гравийной обсыпки.

Если, например, коллектором служит слабо сцементированный тонкозернистый песчаник, а для обсыпки используют, очень крупные зерна гравия, при эксплуатации тонкие частицы породы смогут легко проникать в скважину вместе с пластовой жидкостью по крупным поровым каналам гравийного фильтра. Во избежание этого размер частиц гравия для фильтра всегда выбирают с учетом гранулометрического состава породы продуктивного пласта. Для выяснения гранулометрического состава необходимо отобрать с помощью колонковых снарядов либо боковых грунтоносов образцы из той части данного продуктивного пласта, в которую не проникли частицы твердой фазы промывочной жидкости. Затем по кривой суммарного гранулометрического состава находят размер отверстий такого сита, через которое прошло 50% всей массы частиц, взятой для анализа. Этот размер принимают за базовый dб. Для изготовления фильтра рекомендуется использовать фракцию гравия с размером частиц

Чем больше в пласте тонких частиц, тем мельче должен быть гравий. Желательно, чтобы гравий состоял в основном из зерен кварца или других твердых и коррозионностойких материалов. Для уменьшения гидравлических сопротивлений фильтра рекомендуется использовать зерна округлой формы.

Ширина щелей в остове фильтра должна отвечать соотношению

Минимальная толщина гравийной обсыпки, при которой обеспечивается удержание основной массы частиц скелета породы, движущихся вместе с пластовой жидкостью, равна примерно (4—5) dч. На практике всегда намывают фильтры с большей толщиной обсыпки. Иногда для этого ствол скважины в продуктивном пласте немного расширяют механическими или гидравлическими расширителями. При расширении следует использовать только такие промывочные жидкости, которые не загрязняют пласт.