Способ освоения скважины

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет снижения энергозатрат на создание пульсирующего режима циркуляции рабочего агента. В скважину спускают колонну труб вместе с установленной на ней решеткой (Р). Осуществляют подачу рабочего агента (А) в направлении из затрубного 2 пространства скважины в полость трубной колонны и в процессе циркуляции А определяют гидравлическую инерционность скважинной системы путем замера времени достижения постоянной скорости потока. В процессе циркуляции создают импульсы давления на призабойную зону периодическим запиранием Р вводимыми в скважинную жидкость частицами с положительной плавучестью. Первоначально в закачиваемую жидкость вводят частицы запирающей Р крупности с последующим её уменьшением в процессе ввода, а величину скорости нисходящего потока устанавливают большей скорости уноса частиц, причем в момент запирания Р прекращают закачку А и периодически возобновляют ее.после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве с последующей выдержкой продолжительностью не менее времени преодоления гидравлической инерционности скважинной системы. (/

COf03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s Е 21 В 43/25

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4805924/03 (22) 26.03.90 (46) 23.01.93. Бюл. № 3 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Л.M.Ìàòâååíêî (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1030538, кл. Е 21 В 43/25, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 881301, кл. Е 21 В 43/00, 1978. (54) СПОСОБ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет снижения энергозатрат на создание пульсирующего режима циркуляции рабочего агента. В скважину спускают колонну труб вместе с установленной на ней решеткой (P), Осуществля ют подачу рабочего агента (А) в направлении из затрубного

Изобретение относится к технологии освоения добывающих скважин, вскрывших флюидоносные геологические пласты.

Известен способ основания скважины, включающий воздействие на прискважинную зону пласта импульсами избыточного давления /А,С. СССР 1301023, Е 21 В 43/25, 1984 r./. Недостатком способа является узкая область применения, ограниченная напорными пластами.

Известен способ освоения скважины, включающий периодическое понижение давления в скважине путем возвратно-по-. ступательного перемещения в обсадной колонне скважины поршня с помощью. трубной колонны, на конце которой установлен поршень /А,С. СССР 881301, E 21 В

« .Я3, 1789677 A l пространства скважины в полость трубной колонны и в процессе циркуляции А определяют гидравлическую инерционность скважинной системы путем замера времени достижения постоянной скорости потока, В процессе циркуляции создают импульсы давления на призабойную зону периодическим запиранием Р вводимыми в скважинную жидкость частицами с положительной плавучестью, Первоначально в закачиваемую жидкость вводят частицы запирающей

Р крупности с последующим ее уменьшением в процессе ввода, а величину скорости нисходящего потока устанавливают большей скорости уноса частиц, причем в момент запирания Р прекращают закачку А и периодически возобновляют ее после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве с последующей выдержкой продолжительностью не менее времени преодоления гидравлической инерционности скважинной системы, 43/00, 1978 г./. Недостатками способа являются низкая технологичность и высокая энергоемкость.

Известен также способ освоения скважины, включающий установку в нее колонны труб, подачу в скважину и отбор из нее рабочего агента с созданием на призабойную зону импульсов давления /А.С. СССР

1030538, Е 21 В 43/25, 1981 г./.

Недостатком способа является высокая энергоемкость, связанная с тем, что пульсирующий режим циркуляции рабочего агента создается на устье скважины, а вследствие затухания волны давления по глубине сква- жины амплитуда давления в интервале залегания флюидойосного пласта получается незначительной.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет возможности снижения энергозатрат путем исключения устьевых операций по созданию пульсирующего режима циркуляции рабочего агента.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе освоения скважины, включающем установку в нее колонны труб, подачу в скважину и отбор из нее рабочего агента с созданием на призабойную зону импульсов давления, колонную труб спускают в скважину вместе с установленной на ней решеткой, подачу рабочего агента осуществляют в направлении из затрубного пространства скважины в полость трубной колонны и в процессе циркуляции рабочего агента определяют гидравлическую инерционность скважинной системы путем замера времени достижения постоянной скорости потока, а импульсы давления на приэабойную зону создают периодическим запиранием решетки вводимыми в скважинйую жидкость частицами с положительной плавучестью, при этом первоначально в закачиваемую жидкость вводят частицы запирающей решетку крупности с последующим ее уменьLU8HMBM в процессе ввода, а величину скорости нисходящего потока устанавливают большей скорости уноса частиц, причем в момент запирания решетки прекращают закачку рабочего агента и периодически возобновляют ее после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве с последующей выдержкой продол>кительностью не менее времени преодоления гидравлической инерционности скважинной системы.

В основе способа лежат следующие физические принципы.

Наличие решетки, жестко закрепленной на наружной поверхности трубной колонны, и ввод в нисходящий поток рабочей жидкости частиц запирающей решетку крупности позволяет разрывать поток жидкости в момент запирания решетки с быстрым развитием глубокого разрежения в зоне разрыва сплошности потока под решеткой. При этом частицы материала должны иметь положительную плавучесть в рабочей жидкости, чтобы после запирания решетки и получения разрежения обеспечить возможность повторения операции за счет всплытия частиц на определенную высоту от решетки.

Кроме того, частицы должны иметь увеличивающуюся крупность снизу вверх flo высоте затрубного пространства скважины в силу гидродинамических особенностей способа.

Так как в пачке частиц более крупные частицы расположены снизу с уменьшением раз10

40 мера частиц снизу вверх по высоте затрубного пространства, то в нисходящем потоке жидкости лобовое сопротивление жидкости воспринимает верхний слой более мелких частиц, имеющий наиболее плотную упаковку. В то же время наибольшей силой всплытия обладают наиболее крупные частицы, расположенные в нижнем слое пачки частиц, В результате пачка частиц в нисходящем потоке жидкости поджимается и сверху и снизу, что делает ее компактным в движении квазисплошным телом, которое при floсадке на решетку сразу же разрывает поток вследствие запирания решетки при продолжении движения жидкости по инерции иэпод решетки с ранее приобретенной скоростью. Наступает глубокое разрежение интервала вскрытия флюидного пласта B скважине, чем вызывается приток к скважине пластовых флюидов. После этого жидкость возвращается из полости трубной колонны в полость разре>кения и заполняет ее с поднятием уровня жидкости под решетку. В этот момент восстанавливается сплошность столба жидкости в затрубном пространстве и частицы всплывают, В процессе всплытия также обеспечивается консолидация частиц в пачке вследствие разницы в крупности частиц по ее высоте, так как в процессе всплытия наибольшее сопротивление испытывает верхний слой относительно малого размера частиц, а наибольшую скорость всплытия стремится приобрести нижний слой относительно крупных частиц, обладающих наибольшей силой всплытия, Момент закупорки решетки проявляется резким повышением давления в затрубном пространстве на устье скважины. При этом прекращают закачку жидкости и периодически возобновляют ее после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве, а также последующей выдержки продолжительностью не менее времени, идущего на преодоление гидравлической инерционности скважинной системы. Выравнивание давления B трубах и затрубном пространстве наступает после того как жидкость заполнит зону раз. режения при обратном движении из поло50 сти трубной колонны в затрубное

fIpocTpGHcTBo и восстановится сплошность столба жидкости в за рубном пространстве, Только после этого с поверхности решетки всплывет пачка частиц. Однако необходимо, чтобы всплытие произошло на определенную высоту от решетки ибо с возобновлением закачки жидкости нужно некоторое время на преодоление гидравлической инерционности сква>кинной промывочной системы. По истечении этого времени столб 15

35

55 жидкости в затрубном пространстве и в полости трубной колонны приобретет установившуюся скорость, соответствующую подаче насосного агрегата.

На прилагаемой фигуре изображена схема осуществления способа, последовательно, позиции а, б, в, где обозначено; обсадная колонная скважины — 1, колонна труб — 2, флюидоносный пласт — 3, верхняя граница пласта — 4, нижняя граница пласта — 5, решетка — 6, нижний конец колонны — 7, проточное устройство для заякоривания колонны труб — 8, частицы материала с положительной плавучестью — 9, интервал вскрытия пласта в скважине — 10, понижающийся по инерции после разрйва сплошности потока уровень жидкости — 11, струйка токя пластового флюида — 12.

Способ осу цествляют следующим образом.

В обсадную колонну скважины 1 спускают трубную колонну 2 с жестко устачовленной на ее наружной поверхности решеткой

6 и проточным заякоривающим устройством 8. Решетку устанавливают выше верхней границы 4 осваиваемого пласта 3, а нижний конец 7 трубной колонны 2 устанавливают под нижней границей 5 пласта 3, При близком расположении к пласту забоя скважины вместо использования заякоривающего устройства 8 трубную колонну 2 можно установить с опорой на забой, а для обеспечения циркуляции в этом случае можно нижний конец трубы выполнить перфорированным, После спуска и установка в скважине трубной колонны 2 оборудуют устье скважины промывочной головкой, при этом затрубное пространство скважины соединяют с насосным агрегатом, а полость трубной колонны соединяют с выкидной линией; устанавливают также манометрические приборы, Закачивают в затрубное пространство рабочую жидкость с постоянным расходом, при котором скорость нисходящего потока больше скорости уноса всплывающих частиц, С начала закачки фиксируют время, в течение которого устанавливается давление и скорость жидкости, выходящей из скважины. Это — время преодоления гидравлической инерционности скважинной системы. Вводят в закачиваемую жидкость частицы материала с положительной плавучестью 9, причем вначале вводят частицы запирающей решетку крупности, а затем непрерывно уменьшают размер частиц в процессе ввода, например, до 0,1-0,2 от запирающего решетку размера частиц. Общее количество частиц берут таким же как и количество наполнителя в буферных жидкостях, т,е. из условия прокачиваемости пачки частиц 9 в звтрубном пространстве скважины, например, из расчета получения в затрубном пространстве пачки частиц высотой 1 — 2 м.

В качестве материала частиц используют любые известные материалы и вещества, обладающие плавучестью в рабочей жидкости и достаточной прочностью для запирания отверстий в решетке 6, например, 5

Процесс продолжают до получения из пладерево, или композиционные материалы, или пластмассы.

Закачку жидкости продолжают до повышения давления скачком, что свидетельствует о запирании решетки 6 и разрыве сплошности потока жидкости с образованием зоны разрежения в затрубном пространстве 10 в интервале залегания .флюидного пласта 3, ниже подошвы которого с большой скоростью опускается уровень 11 оторвавшейся части потока рабочей жидкости. Быстрое и глубокое разрежение стимулирует приток из пласта флюидов, После запирания решетки закачку жидкости прекращают. Начинается обратное движение жидкости из полости трубной колонны 2 и заполнение ею зоны разрежения

10 с подъемом уровня жидкости 11 к решет30 ке 6 и восстановлением сплошности столба жидкости в затрубном пространстве скважины. Б результате исчезает перепад давления на решетке 6 и частицы всплывают под действием Архимедовой силы, а давление в трубах и затрубном пространстве вы. равнивается. После этого производят инерционности скважинной системы «осуществляют новый цикл закачки жидкости. ста притока пластовых флюидов.

Таким образом достигается повышенная эффективность освоения буровых скважин.

Формула изобретения

Способ освоения скважины, включающий установку в нее колонны труб, подачу в скважину и отбор из нее рабочего агента с созданием на призабойную зону импульсов давления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет возможности снижения энергозатрат на создание пульсирующего режима циркуляции рабочего агента, колонну труб спускают в скважину вместе с установленной на ней решеткой, подачу рабочего агента осуществляют из затрубного пространства скважины в полость трубной колонны и в процессе циркуляции рабочего агента определя1789677

Составитель Л.Матвиенко

Техред М.Моргентал Корректор Н.Бучок

Редактор

Заказ 335 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ют гидравлическую инерционнос ь скважинной системы путем замера времени достижения постоянной скорости потока, а импульсы давления на призабойную зону создают периодическим запиранием решетки вводимыми в скважинную жидкость частицами, при этом первоначально в закачиваемую жидкость вводят частицы запирающей решетку крупности с последующим ее уменьшением в процессе ввода, величину скогссти нисходящего потока устанавливают большей скорости уноса частиц, причем в момент запирания решетки прекращают закачку рабочего агента и периодически

5 возобновляют ее после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве с последующей выдержкой продолжительность не менее времени преодолевания гидравлической инерционности скважинной

10 системы.