1.3.3. Обоснование выбора конструкции забоя для предотвращения выноса песка

Эта конструкция забоев применяется для предотвращения выноса песка в слабосцементированном коллекторе, представленном мелко-, средне- и крупнозернистыми песчаниками и характеризующемся разрушением призабой-ной зоны пласта и выносом песка при эксплуатации скважины, а также при раздельном способе эксплуатации продуктивного объекта.

Допустимую депрессию на слабосцементированный пласт в конструкции забоя, показанной на рис. 1.2, ж, определяют из выражения

(1.6)

где с - сила сцепления горных пород, МПа; R_к - радиус контура питания, принимаемый равным половине расстояния до ближней эксплуатационной скважины, м; r_с - радиус скважины, К - проницаемость, мкм²;  — коэффициент прочности поровых каналов.

(1.7)

m_э - эффективная пористость; m_п - полная пористость.

Значение параметра с слабосцементированных пород колеблется в пределах 0,2 - 1,4 МПа. Среднее значение параметра с = 0,5 - 1,0 МПа.

Примем r_с = 0,1 м, R_к = 200 м, К = 0,2 мкм², m_э = 24 %, m_п = 26%, с = 1 МПа.

Допустимая депрессия на пласт составит

Ширину щелей забойного фильтра выбирают по условию

(1.8)

где d₁, d₂ - соответственно размеры наиболее мелких и наиболее крупных зерен пластового песка, мм.

Применяют и проницаемый полимерный тампонажный состав Контарен-2.

Материал включает состав ТС- 10, уротропин, наполнитель ШРС-С, получаемый при совместном помоле шлака, руды и соли (хлористого натрия), и водный раствор едкого натра. Начальная прочность материала при сжатии составляет не ниже 6 МПа, а после вымывания из него соли 3,5 - 5,0 МПа; соответственно проницаемость камня равна 0,12 - 0,20 и 1 - 5 мкм². Вымывание солевого наполнителя осуществляют при прокачивании через искусственный фильтр водных растворов ПАВ с концентрацией 0,5 - 1,0% из расчета 1 - 2 м³ на 1 м интервала перфорации. Материал устойчив к воздействию кислот и не разрушается при температурах до 200° С.

Выбор конструкции забоя для предотвращения выноса песка производят в следующем порядке. Устанавливают соответствие условий залегания и эксплуатации продуктивного объекта. Определяют средний фракционный состав пластового песка по следующей схеме. Просушивают в сушильном шкафу до постоянного значения пробу песка массой 1,2 - 1,5 кг, из которой отбирают 1 кг песка и производят его рассев на ситах с размером ячеек 1,2, 0,6, 0,3 и 0,15 мм, фиксируя при этом частные и полные остатки на ситах. Результаты рассева вносятся в табл. 1.2 аналогично тому, как показано в приводимом ниже примере.

Определяют средний размер песка:

Песок является мелкозернистым.

Таблица 1.2.

Результаты рассева песка

Размеры ячеек сит, мм	Частные остатки на ситах		Полные остатки на ситах, %
	часть	%
1,2 0,6 0,3 0,15 < 0,15	25 25 50 400 500	2,5 2,5 5 40 50	2,5 5 10 50 –

В скважинах со средне- и крупнозернистыми песчаниками используют конструкцию забоя вида рис. 1.2, ж. В скважинах с мелкозернистым песчаником применяют только конструкцию забоя вида рис. 1.2, з, которая может быть использована в скважинах со средне- и крупнозернистыми песчаниками.

Конструкция забоя вида рис. 1.2, ж включает зацементированную эксплуатационную колонну и забойный фильтр (щелевой, с проволочной обмоткой, металлокерамический, титановый), установленный в интервале перфорации.

Конструкция забоя вида 1.2, з отличается от предыдущей конструкции тем, что забойный фильтр не устанавливают, а вынос песка предотвращают путем создания в перфорационных каналах искусственного фильтра из проницаемого тампонажного материала Контарен-2. Для этого после перфорации колонны осуществляют вызов притока, отрабатывают скважину в течение 1 - 5 сут., проверяют приемистость пласта и заканчивают на поглощение тампонажный состав Контарен-2. Предельно допустимая депрессия на пласт после крепления призабойной зоны составом Контарен-2 не должна превышать 3 МПа.

Общая схема выбора конструкции забоя скважины для различных типов коллекторов с учетом влияния основных факторов приведена на рис. 1.7.