Способ декольматации фильтра

 

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться для предупреждения разрушения слабосцементированных пород при добыче воды, нефти и газа. Способ заключается в прокачке через фильтр жидкости или газа в направлении, обратном направлению фильтрации через него пластовых флюидов. Прокачку осуществляют в импульсном режиме с амплитудой давления, большей максимальной депрессии, создавшейся на фильтре при работе скважины, и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр при одновременном отборе флюидов из пласта. Пластовые флюиды из зафильтрованного пространства направляют по затрубному пространству на устье скважины.

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться для очистки фильтров, устанавливаемых в скважинах для предупреждения разрушения слабосцементированных пород при добыче воды, нефти или газа.

Известны способы декольматации фильтров путем механического удаления фильтрационной корки или с помощью кислот, щелочей и т.д., т.е. химические способы [1].

К недостаткам этих способов относится низкая степень очистки фильтров.

Наиболее близким решением к предлагаемому является способ декольматации фильтров (фильтров Гранжера), заключающийся в прокачке через него жидкости в направлении, обратном направлению фильтрации.

Недостатком данного способа является неполное восстановление фильтрационной способности фильтра. Это вызвано тем, что при прокачке жидкости через фильтр в обратном направлении для удаления образовавшейся фильтрационной корки и проникших в фильтр твердых частиц необходимо создать перепад давления на них больше перепада давления, создавшегося при их внедрении в фильтр.

Например, газовая скважина, оборудованная фильтром, работала с производительностью 250 тыс.м³/сут при депрессии 1,5 МПа. Для того, чтобы создать такую депрессию при отмыве фильтра (декольматации), необходимо развить такую же производительность газом или водой. Учитывая, что вязкость воды приблизительно в 50 раз выше, то и расход можно уменьшить в 50 раз (при этом депрессия будет 1,5 МПа).

Необходимый расход воды (секундный) определится: Q = 250000 : (50 ˙ 24 ˙ 60 ˙ 60) = 0,05 м³/с Но при таких расходах возникают большие потери давления в трубах, т.е. противодавление на пласт, и следовательно, поглощение им жидкости, что в свою очередь приведет к уменьшению производительности скважины.

При недостаточных депрессиях происходит неполная декольматация фильтров, при увеличении депрессий происходит поглощение жидкости. В результате - потеря производительности скважины.

Целью изобретения является полное восстановление производительности скважины, потерянной в результате кольматации фильтра.

Для достижения этой цели в известном способе декольматации фильтра, заключающемся в прокачке через него жидкости или газа в направлении, обратном направлению фильтрации через него пластовых флюидов, прокачку осуществляют в импульсном режиме с амплитудой давления, большей максимальной депрессии, создавшейся на фильтре при работе скважин, и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр при одновременном отборе флюидов из пласта.

Импульсный режим позволяет мгновенно создать необходимую любую амплитуду давления и очистить фильтр от проникших частиц при минимальном расходе жидкости. Амплитуда давления должна быть больше величины максимальной депрессии, при которой твердые частицы внедрялись в поры фильтра, и меньше перепада давления, разрушающего фильтр. Следовательно, для декольматации фильтра его прочность должна значительно превосходить величину максимальной депрессии, так как при декольматации импульсным способом он может разрушиться.

В технике известно применение декольматации пластов путем импульсных методов для очистки пористых сред (призабойных зон), от механических частиц (Н. М. Антоненко. Воздействие на призабойную зону пласта гидроимпульсным насосом. - Нефтепромысловое дело, 1986, N 2, с. 2).

Однако в сочетании ограничений по амплитуде давлений (больше максимальной депрессии и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр) не обнаружено. А именно, сочетание перечисленных в формуле приемов придает способу новое качество, позволяющее достичь положительного эффекта - восстановления производительности скважины.

Следовательно, изобретение удовлетворяет к р и т е р и ю "Существенные отличия".

П р и м е р. Скважина эксплуатировалась с максимальным дебитом 310 тыс. нм³/сут и депрессии 0,8 МПа. В скважине установлен на насосно-компрессорных трубах стеклопластиковый фильтр с прочностью 10 МПа на внутреннюю радиальную нагрузку.

В результате годичной эксплуатации дебит скважины снизился до 150 тыс. нм³/сут, а депрессия возросла до 2,0 МПа. После обычной прямой промывки дебит увеличился до 170 тыс.нм³/сут. Переводник над фильтром имеет сужение внутреннего канала до 52 мм (внутренний диаметр насосно-компрессорных труб 62 мм). Из пластмассы, например полиэтилена, изготавливают пробку диаметром, превышающим 52 мм, и экспериментальным путем определяют давление, при котором продавливается пробка через отверстие переводника диаметром 52 мм. Выбирают такую пробку, которая продавливается при давлении больше 2,0 МПа и меньше 10,0 МПа. Это будет пробка из полиэтилена диаметром 55 мм, которая продавливается через сужение проводника диаметром 52 мм при давлении 3,5 МПа, что удовлетворяет условию. Ее устанавливают в насосно-компрессорные трубы и приступают к продавке жидкостью, пеной или газом.

Одновременно пускают в работу скважину по затрубью (на факел) для исключения попадания жидкости в пласт. На затрубье устанавливают шайбу диаметром 10 мм для ограничения дебита и возможного разрушения пласта.

Продавку пробки осуществляют до регистрации скачка давления, свидетельствующего о прохождении пробки через сужение надфильтрового переводника. При этом на фильтр действует ударная волна с амплитудой 3,5 МПа и очищает фильтр.

После очистки скважины от жидкости затрубье закрывают и пускают скважину в эксплуатацию на насосно-компрессорных трубах. Дебит скважины восстанавливается полностью.

Экономическая эффективность достигается за счет восстановления дебита скважины, т.е. увеличения его против прототипа в 2 раза. При промывке дебит увеличился с 150 до 200 тыс.нм³/сут, т.е. на 50 тыс.нм³/сут, а при декольматации по предлагаемому способу с 200 до 310 тыс.нм³/сут, т.е. на 110 тыс. нм³/сут.

Скважина 72 Голицынского ГКМ.

Скважина работала с максимальным дебитом 173 тыс.нм³/сут. Затем в результате кольматации фильтра дебит снизился до 85 тыс.нм³/сут при депрессии Δ Р = = 1,5 МПа. Прочность фильтра на внутреннее давление не превышает Р = 3,5 МПа. Исходя из этого выбирают полиэтиленовую пробку диаметром 53 мм, которая проходит через 52 мм отверстие переводника фильтра при Δ Р = 2,1 МПа. Таким образом соблюдается Δ Р < Δ Р_мми < Р.

В результате проведенных работ по декольматации производительность скважины возросла до 165 тыс. нм³/сут, т.е. дебит увеличился до 80 тыс. нм³/сут.

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕКОЛЬМАТАЦИИ ФИЛЬТРА, включающий прокачку через него жидкости или газа в направлении, обратном направлению фильтрации через него пластовых флюидов, отличающийся тем, что прокачку жидкости или газа через фильтр осуществляют в импульсном режиме с амплитудой, большей максимальной депрессии, создавшейся на фильтре при работе скважины, и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр, при этом одновременно осуществляют отбор пластовых флюидов из пласта и направляют их совместно с жидкостью или газом из зафильтрованного пространства по затрубному пространству на устье скважины.