Способ освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков и устройство для его осуществления

 

Способ освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков осуществляется путем создания различных переменных депрессий на пласт. Для создания депрессий применяют прямую и обратную схему циркуляции рабочей жидкости. Цикл исследований и обработок пласта проводят за один спуск - подъем подземного скважинного оборудования. Проверку пакера на герметичность осуществляют в начальный момент вызова притока из пласта скважины. Для спуска в скважину и подъема на поверхность струйного насоса используют транспортные поршневые свабы. Для этого струйный насос выполнен со вставкой. В верхней части насос оборудован замковым механизмом с подпружиненнным упорами, выполненными с возможностью присоединения вместо него штока с пружиной, и обратным клапаном для смены схемы циркуляции рабочей жидкости с прямой на обратную. Рабочее сопло насоса снабжено тарированной опрессовочной заглушкой. Транспортные поршневые свабы снабжены раскрепляющим и установочным шпинделями. Преимуществами данной группы изобретений является расширение эксплуатационных возможностей и сокращение сроков освоения, исследования скважин. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для освоения скважин, исследования пластов и интенсификации нефтегазовых притоков.

Известен способ гидродинамических исследований пласта путем многократного вызова притока и регистрации кривых восстановления давления, заключающийся в спуске устройства без струйного насоса в эксплуатационную колонну совместно с пакером, запакеровании скважины, проверке пакера на герметичность, транспортировке на каротажном кабеле вставки струйного насоса и установке его путем создания давления в насосно-компрессорных трубах, производстве работ по исследованию скважин [1].

Недостатками данного способа являются использование только прямой схемы циркуляции рабочей жидкости, а также необходимость выполнения спуско-подъемных операций при помощи каротажного кабеля и необходимость выполнения дополнительной операции по спуску и подъему на кабеле клапана для опрессовки пакера. Указанные недостатки существенно сужают эксплуатационные возможности способа, т.к. для спуска и подъема используют каротажные подъемники, что делает невозможным применение способа для исследования наклонно-направленных скважин. Кроме того, при многократных обработок пласта существенно снижаются показания датчиков давления из-за засорения загрязняющими материалами полости клапана, предназначенного для записи восстановления пластового давления.

Известен способ вызова притока пластового флюида, заключающийся в спуске в эксплуатационную колонну на насосно-компрессорных трубах корпуса устройства совместно с пакером, затем разобщении затрубного пространства пакером, проверке герметичности пакера, спуске и подъеме на каротажном кабеле опрессовочного клапана, а затем спуске на кабеле струйного насоса с обратным клапаном и установке его путем создания давления в посадочное гнездо и проведении работ по исследованию и интенсификации пласта [2].

Наиболее близким устройством этого назначения к заявленному устройству по совокупности признаков является устройство для вызова притока пластового флюида, включающее полый корпус с каналами и связанный с колонной труб, установленный в корпусе струйный насос, блок регистрирующих приборов, обратный клапан, пакер, фиксатор [2].

Недостатки известного способа и устройства заключаются в узких эксплуатационных возможностях, ограниченности работы в скважинах, где эксплуатационные колонны спрессованы на низкие рабочие давления по причине применения одного типа струйного насоса обратной схемы циркуляции жидкости, а также требуются значительные затраты материальных средств и производительного времени при извлечении насоса, спуске и подъеме клапана для опрессовки пакера с помощью лебедки на грузонесущем каротажном кабеле.

Задачами, на решение которых направлены заявляемые способ и устройство, являются проведение широкого комплекса гидродинамических и геофизических исследований, отбора глубинных проб, вторичного вскрытия перфорацией, различных и многократных обработок пласта с целью повышения продуктивности скважины, улучшение экологической обстановки на месторождениях, а также значительное снижение материально-технических и трудовых затрат на производстве.

Поставленные задачи можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в расширении эксплуатационных возможностей и сокращении сроков освоения скважины.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способу достигается тем, что в известном способе освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков, включающем спуск на насосно-компрессорных трубах корпуса устройства с пакером в скважину, установку и проверку пакера на герметичность, спуск и посадку струйного насоса в корпусе устройства, вызов притока созданием многократных депрессий на пласт, проведение исследований и обработок продуктивного пласта, для создания депрессий применяют прямую и обратную схему циркуляции рабочей жидкости, цикл исследований и обработок пласта проводят за один спуск - подъем подземного скважинного оборудования, проверку пакера на герметичность осуществляют в начальный момент вызова притока из пласта скважины, а для спуска в скважину и подъема на поверхность струйного насоса используют поршневые транспортные свабы.

Указанный технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - устройству достигается тем, что в известном устройстве для освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков, содержащем связанный с колонной труб полый корпус с выполненными в нем радиальными каналами, установленный в полости корпуса струйный насос, обратный клапан с глубинными регистрирующими приборами и пакер, оно выполнено с возможностью спуска в скважину и подъема на поверхность струйного насоса гидравлических способом с использованием поршневых транспортных свабов, обратный клапан имеет шток с пружиной, струйный насос выполнен со вставкой, в верхней части, оборудован замковым механизмом, выполненным с возможностью присоединения вместо него штока с пружиной и обратным клапаном для смены схемы циркуляции рабочей жидкости с прямой на обратную, при этом замковый механизм имеет подпружиненные упоры, рабочее сопло струйного насоса снабжено тарированной опрессовочной заглушкой, а транспортные поршневые свабы снабжены раскрепляющим и установочным шпинделями, выполненными с возможностью взаимодействия со вставкой струйного насоса.

Кроме того, тарированная опрессовочная заглушка выполнена из легкосплавного материала.

Именно заявленное использование поршневых транспортных свабов, снабженных установочными и раскрепляющими шпинделями, для спуска в скважину и подъема на поверхность струйного насоса гидравлическим способом; замкового механизма для применения схем прямой и обратной циркуляции рабочей жидкости, а также проверка герметичности пакера с помощью срывной, тарированной опрессовочной заглушки в начальный момент вызова притока из пласта скважины обеспечивают получение единого технического результата. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - устройство для освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков предназначено для осуществления другого заявленного объекта группы - способа освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков, при этом оба объекта группы изобретений направлены на решение одних и тех же задач с получением единого технического результата.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна". Причем все признаки являются существенными, т.к. отсутствие любого из них не позволит достигнуть указанный технический результат.

Использование гидравлического способа для спуска и подъема струйного насоса, а также применение прямой и обратной схем циркуляции рабочей жидкости расширяют эксплуатационные возможности в связи с отсутствием наземного оборудования для каротажных и геофизических подъемников и возможностью применения в наклонно-направленных и низкодебитных скважинах. Применение для проверки пакера и насосно-компрессорных труб срывной тарированной опрессовочной заглушки значительно сокращает сроки освоения, исследования скважин.

Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями не позволило выявить в них признаки, совпадающие с отличительными признаками от выбранных прототипов для каждого объекта заявленной группы изобретений. Следовательно, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 и 2 изображено устройство для осуществления способа освоения, исследования скважины и интенсификации нефтегазовых притоков прямой и обратной схемы циркуляции рабочей жидкости; на фиг. 3 и 4 - разрезы А-А, Б-Б, на фиг. 1 и 2; на фиг. 5 и 6 - принципиальные схемы работы устройства.

Устройство для освоения, исследования скважины и интенсификации нефтегазового притока (фиг. 1 и 2) устанавливается на насосно-компрессорные трубы 1 и содержит корпус 2, струйный насос прямой и обратной схем циркуляции рабочей жидкости 3, обратный клапан 4.

Корпус 2 состоит из верхнего 16 и нижнего 17 переводников, имеет полую конструкцию, в теле которой расположены каналы В, Г, Д, а также нижнее опорное седло 32 для посадки струйного насоса 3.

Струйный насос 3 включает рабочее сопло 9 с тарированной опрессовочной заглушкой 10, камеру смешения и диффузор 11, и окно Ж. Герметичность посадки струйного насоса 3 в корпусе 2 обеспечивают уплотнители 33. Струйный насос 3 удерживается в верхнем переводнике 16 корпуса 2 за счет замкового механизма 5, в котором упоры 6, подпружиненные двухходовой радиальной пружиной 23, входят в зацепление с выточкой М. Замковый механизм 5 также состоит и включает в себя верхнюю подвижную телескопическую гайку 19, к которой на осях 7 крепятся упоры 6, средней подвижной втулки 18, пружин 27 и 28, внутренний замковый и межвтулочный пазы 22, 36, а также опорная поверхность О для замковых упоров 6 и внутренней цилиндрической упорной поверхности С.

Установка и раскрепление струйного насоса 3 в корпусе 2 осуществляются транспортным поршневым свабом 8, содержащим шпиндели 12, 13, резиновую манжету 31 и наконечник 34. Установочный 12 и раскрепляющий 13 шпиндели транспортного поршневого сваба 8 имеют в своих боковых поверхностях шпоночный паз 21, шпонку 20, подпружиненную пружиной 24, цилиндрическую выточку H, нижнюю цилиндрическую поверхность П, основания установочного 12 шпинделя и нижнюю плоскую поверхность Р, основания раскрепляющего шпинделя 13.

Струйный насос 3 в нижней части оборудуется подпружиненным обратным клапаном 4. Обратный клапан 4 включает шток 15, который крепится к струйному насосу 3, пружину 29, буртик 30 для ограничения нижнего хода клапана 4 по штоку 15. При работе струйного насоса 3 обратный клапан 4 садится на конусное гнездо 35 в нижнем переводнике 17 корпуса устройства 2. К штоку 15 в нижней части подсоединяется глубинный измерительный прибор 14 (манометр или термометр, пробоотборник и т.д.). Осуществление способа и работа устройства производятся следующим образом.

Корпус 2 без струйного насоса 3 спускают в эксплуатационную колонну 26 (фиг. 5 и 6) на насосно-компрессорных тубах 1 совместно с пакером 25 и устанавливают на расчетной глубине. После разобщения затрубного пространства 3 через загерметизированный на устье лубрикатор в насосно-компрессорные трубы 1 (трубное пространство К фиг. 5 и 6) на транспортном поршневом свабе 8 сбрасывают струйный насос 3 с обратным клапаном 4 и глубинным прибором 14 (фиг. 1). При этом струйный насос 3 может использоваться прямой (фиг. 1 и 5) или обратной схем циркуляции ( фиг. 2 и 6) рабочих жидкостей, в зависимости от состояния скважины, величины давления опрессовки эксплуатационной колонны, условий освоения и вызова притока пластового флюида, регламентации величин, создаваемых на продуктивный пласт депрессий, а также планируемых мероприятий по интенсификации нефтегазового притока как с помощью струйного насоса, того или иного типа, так и в комплексе с химическими методами обработок пласта. Например: растворами кислоты, щелочи, поверхностно-активными веществами и т.д.

Всю вышеописанную вставку струйного насоса 3 транспортируют к корпусу 2 устройства по трубному пространству К (фиг. 5) насосно-компрессорных труб 1 (фиг. 1 и 5) на поршневом транспортном свабе 8, с установочным шпинделем 12 (фиг. 1). Таким образом, струйный насос 3 и удерживается на шпинделе 12 посредством подпружиненной шпонки 20, введенной во внутренний замковый паз 22, а подпружиненные двухходовой радиальной пружиной 23 замковые упоры 6 находятся в вертикальном положении и своими нижними основаниями опираются на верхнюю поверхность О средней подвижной втулки 18 замкового механизма 5 (фиг. 1). Струйный насос 3 с обратным клапаном 4 и глубинным прибором 14 поступает к корпусу 2 с помощью поршневого транспортного сваба 8 по колонне насосно-компрессорных труб 1 под собственным весом, или под действием гидравлического потока жидкости, развиваемого наземным насосным агрегатом.

Свидетельством осуществления посадки вставки струйного насоса 3 в корпус 2 будет являться истечение расчетного времени падения (опускания) ее в столбе скважинной жидкости или повышение рабочего давления прокачки на наземном насосном агрегате. При этом струйный насос 3 садится в нижнее опорное седло 32, а обратный клапан 4 на конусную поверхность гнезда 35 нижнего переводника 17 корпуса устройства 2. Затем производится проверка герметичности пакера 25 и колонны насосно-компрессорных труб 1, созданием давления в затрубное пространство 3 (фиг. 5 и 6), в 1,5 раза превышающего расчетное рабочее давление. При отсутствии циркуляции жидкости на устье из трубного пространства К определяется герметичность пакера 25 и насосно-компрессорных труб 1. Далее, наземным насосным агрегатом создается определенное расчетное давление в трубное пространство К (фиг. 5 и 6), соответствующее величине срывного усилия тарированной опрессовочной заглушки 10 (фиг. 1), с рабочего сопла 9 струйного насоса 3. Под действием давления жидкости поршневой транспортный сваб 8 перемещается вниз и шпиндель 12 своей нижней цилиндрической поверхностью П (фиг. 1) упирается на внутреннюю поверхность С замкового механизма 5. Под действием усилия, передающегося с цилиндрической выточки Н установочного шпинделя 12 на верхнюю поверхность телескопической гайки 19, она начинает перемещаться и сжимать пружину 27. Далее сжимающее усилие передается на среднюю подвижную втулку 18 замкового механизма 5, она в свою очередь сжимает пружину 28. Одновременно, опорная поверхность О освобождается от нижних оснований замковых упоров 6 и они под действием двухходовой радиальной пружины 23 поворачиваются на своих осях 7 и своими верхними основаниями входят в зацепление с выточкой М верхнего переводника 16 корпуса 2, а подпружиненная пружиной 24 в пазе 21 шпинделя 12 шпонка 20 отжимается нижней и верхней поверхностями замкового паза 22, выходит из своего с соединения и вместе со шпинделем 12 перемещается вниз до упора его на внутреннюю поверхность О замкового механизма 5.

Таким образом, происходят посадка, установка и крепление струйного насоса 3 в корпусе устройства 2, а также срыв легкосплавной, тарированной опрессовочной заглушки 10 с рабочего сопла 9 и вымыв ее потоком жидкости, в данном случае в затрубное пространство 3 (фиг. 1 и 6) через камеру смешения, диффузор 11, канал Ж.

В дальнейшем, при переключении насосного агрегата на подачу рабочей жидкости в затрубное пространство, он развивает перепад давления между затрубным 3 и трубным К пространствами (фиг. 5). Жидкость, проходя по каналам В, Ж, через диффузор и камеру смешения 11, рабочее сопло 9 струйного насоса 3 и канал Д корпуса устройства 2 воздействует своим напором на поршневой транспортный сваб 8, резиновую манжету 31 и, таким образом, поднимает указанный сваб совместно со шпинделем 12 по трубному пространству К насосно-компрессорных труб 1 на поверхность. В лубрикаторе, оборудованном специальным ловильным устройством (на фигурах не изображено) поршневой транспортный сваб 8 захватывается за наконечник 34 и извлекается из фонтанной устьевой арматуры скважины.

Все перечисленные операции по проверке герметичности насосно-компрессорных труб 1, пакера 25, установке струйного насоса 3 в корпусе 2, а также подъем поршневого транспортного сваба 8 на поверхность аналогичны и для случая применения струйного насоса 3 (фиг. 2 и 5) обратной схемы циркуляции рабочей жидкости.

С помощью наземного агрегата рабочая жидкость подается в трубное пространство К насосно-компрессорных труб 1 к струйному насосу 3 (фиг. 1 и 6). В случае, если используется струйный насос обратной схемы промывки, то рабочая жидкость подается к струйному насосу 3, в межтрубное пространство 3 между эксплутационной колонной 26 и насосно-компрессорными трубами 1 (фиг. 2 и 5). Движение жидкости в струйных насосах прямой и обратной схем промывки показано стрелками (фиг. 5 и 6).

На фиг. 1 и 6 рабочая жидкость Q_р проходит через каналы Д, сопло 9, камеру смешения и диффузор 11, окно Ж, каналы В в межтрубное пространство 3 и оттуда на устье скважины. На фиг. 2 и 5 рабочая жидкость Q_р движется через каналы В, сопло 9, камеру смешения и диффузор 11, окно Ж, каналы Д в трубное пространство К насосно-компрессорных труб 1 и оттуда на поверхность.

Нагнетаемый поток рабочей жидкости Q_р, истекая с высокой скоростью из сопла 9, эжектирует из подпакерной зоны Л (фиг. 5 и 6) пластовой флюид Q_н, который через каналы Г корпуса 2 поступает в камеру смешения и диффузор 11, где происходит смешение рабочей Q_р и эжектируемой Q_н жидкостей. Смешанный поток Q_с = Q_р +Q_н из диффузора поступает в межтрубное пространство 3 и на поверхность 9 (фиг. 1 и 6), или через каналы Д в трубное пространство К, и по насосно- компрессорным трубам 1 поднимается к устью скважины (фиг. 2 и 5).

При работе струйного насоса 3 обратный клапан 4 из-за разности давлений в подпакерной зоне Л (фиг. 5 и 6) и на приеме в корпусе 2, в каналах Г (фиг. 1 и 2) находится открытым, в верхнем положении так, что между клапаном 4 и его посадочным конусным гнездом 35 в нижнем переводнике 17 корпуса устройства 2 образуется зазор, по которому проходит поступающий из пласта флюид Q_н. При прекращении работы наземного насосного агрегата, под действием пружины 29, а также давления гидростатического столба жидкости клапан 4 перемещается по штоку 15, садится и упирается в посадочное гнездо 35, упорный буртик 30, тем самым герметизируя подпакерную зону Л от трубного К и межтрубного 3 пространства. С этого момента начинается регистрация глубинным прибором 14 кривой восстановления пластового давления, температуры, отбора герметизированной пробы пластового флюида пробоотборником и т.д.

Процесс исследования продуктивного пласта путем вызова притока с помощью струйного насоса 3 с регистрацией кривых восстановления давления, температуры, отбора глубинных проб может повторяться многократно, до получения требуемой информации о гидродинамических характеристиках пласта, отсутствия механических примесей в поступающей на поверхность жидкости, до стабилизации дебита насыщающего пласт флюида.

В случае необходимости подъема глубинного прибора, термометра, пробоотборника 14, с целью предварительного заключения о исследуемом пласте, вставку струйного насоса 3 требуется поднять на поверхность. Если исследуемый пласт характеризуется низкими фильтрационно-емкостными свойствами и продуктивностью, то работы по освоению, исследованию скважины продолжаются с применением струйного насоса 3 обратной схемы циркуляции жидкости (фиг. 2 и 5). Через устьевой лубрикатор в насосно-компрессорные трубы 1 (трубное пространство К фиг. 5 и 6) к корпусу устройства 2 потоком жидкости от наземного насосного агрегата подается поршневой транспортный сваб 8 с раскрепляющим шпинделем 13. Раскрепляющий шпиндель 13 по отношению к шпинделю 12 имеет большую длину и диаметр, выполнен цельным без цилиндрических выточек и также содержит подпружиненную радиальной пружиной 24 в пазе 21 шпонку 20. Основание раскрепляющего шпинделя 13 имеет конусную поверхность Р (фиг.2). Свидетельством захода раскрепляющего шпинделя 13 поршневого транспортного сваба 8 в замковый механизм 5 струйного насоса 3 является повышение давления при прокачке жидкости на наземном насосном агрегате. При заходе в замковый механизм 5 шпиндель 13 своим нижним основанием, конусной поверхностью Р создает усилие на нижние основания замковых упоров 6. Упоры 6 при этом поворачиваются на своих осях 7 и своими верхними основаниями выходят из зацепления с выточкой М верхнего переводника 16 корпуса 2. Одновременно плотно соприкасаясь при входе своей боковой поверхностью с внутренними поверхностями верхней телескопической гайки 19 и средней подвижной втулки 18, шпиндель 13 приводит их в движения за счет воздействия на пружины 27, 28. При этом замковые упоры 6 под действием двухходовой радиальной пружины устанавливаются в вертикальное транспортное положение и их нижние основания упираются на опорную поверхность О средней подвижной втулки 18, а также сокращается зазор во внутреннем замковом межвтулочном пазе 36 (фиг.2). В данный момент подпружиненная пружиной 24 шпонка 20 шпинделя 13 заходит во внутренний замковый паз 22, конусное основание Р шпинделя 13 устанавливается на внутреннюю цилиндрическую поверхность С замкового механизма 5 струйного насоса 3. Таким образом, осуществляется раскрепление замкового механизма 5 струйного насоса 3 в корпусе устройства 2. Подъем вставки струйного насоса 3 на поверхность при помощи поршневого транспортного сваба 8 с раскрепляющим шпинделем 13 осуществляется аналогично выше описанному подъему поршневого транспортного сваба 8 с установочным шпинделем 12.

Переоборудование струйного насоса 3 прямой промывки на струйный насос 3 обратной схемы циркуляции жидкости, или наоборот, производится следующим образом. К струйному насосу 3 прямой схемы циркуляции жидкости (фиг. 1) вместо замкового механизма 5 присоединяется шток 15 с пружиной 29 и обратным клапаном 4, а на место штока 15 с обратным клапаном 4 к струйному насосу 3 устанавливается замковый механизм 5. Для струйного насоса обратной промывки (фиг.2) схема его переоснастки в струйный насос 3 прямой промывки аналогична вышеописанной для фиг. 1. При этом конструкция корпуса устройства 2, каналы В, Г, Д, выточки М для зацепления замковых упоров 6 в верхнем переводнике 16, нижнее опорное седло 32, уплотнители 33, конусное гнездо 35 под обратный клапан 4 в нижнем переводнике 17 корпуса 2 обеспечивают работу вставок струйного насоса 3 прямой и обратной схемы циркуляции рабочей жидкости. Таким образом, в предлагаемом устройстве путем смены расположения при соединении обратного клапана 4 и замкового механизма 5 к струйному насосу 3 можно изменить тип струйного насоса на прямую схему циркуляции жидкости или обратную. Данная функциональная возможность существенно увеличивает эксплуатационные характеристики струйного насоса, а именно улучшает работу наземного насосного оборудования, снижая при работе их мощностные нагрузки, расширяет диапазон величин депрессий, создаваемых на продуктивные пласты, обеспечивает условия фонтанирования скважины по насосно-компрессорным трубам, а также повышается качество геологической информации при освоении, исследовании скважин и интенсификации нефтегазовых притоков.

В случае отсутствия притока при освоении и исследовании скважины с помощью струйного насоса производятся повторная перфорация продуктивного пласта и обработка его химическими реагентами: растворами кислот; щелочными растворами; глинокислотой, поверхностно-активными веществами и т.д. В данном случае в скважину опускают через полый корпус 2 устройства перфораторы на кабеле. После вскрытия пласта в корпус устройства 2 транспортируется на поршневом свабе 8 с установочным шпинделем 12 струйный насос 3 без обратного клапана 4 (обратной схемы циркуляции рабочей жидкости, фиг.2) После подъема на поверхность поршневого транспортного сваба 8 с установочным шпинделем 12 приступают к обработке пласта химическими растворами. Наземный насосный агрегат закачивает по насосно-компрессорным трубам 1 в трубное пространство К требуемый химический раствор. По достижении нижней границей химического раствора в трубном К пространстве корпуса устройстве 2 межтрубное пространство 3 на устьевой фонтанной арматуре герметизируется закрытием задвижек (не показано). При этом химические растворы проходят в корпусе устройства 2 по каналам Д, Ж, диффузору и камере смешения 11 струйного насоса 3, по каналам Г корпуса 2 поступает в подпакерное пространство Л, и оттуда наземным насосным агрегатом продавливаются в пласт.

В случае, если пласт характеризуется низкой приемистостью и рабочее давление обработки превышает величину давления опрессовки эксплуатационной колонны 26, на рабочем сопле 9 струйного насоса 3 (обратной схемы циркуляции рабочей жидкости) устанавливается гидравлически тарированная опрессовочная заглушка 10. Заглушка 10 исключает проникновение химических растворов в межтрубное пространство 3 и гидравлическое воздействие на эксплуатационную колонну 26 при обработке пласта. При этом струйный насос 3 с заглушкой 10 на рабочем сопле 9 перед обработкой пласта спускается (сбрасывается) к корпусу устройства 2 через устьевой лубрикатор в трубное пространство К насосно-компрессорных труб 1. Поршневой транспортный сваб 8 с установочным шпинделем 12 для закрепления струйного насоса 3 в корпусе устройства 2 подается потоком жидкости в насосно-компрессорные трубы 1 в процессе продавки наземным насосным агрегатом химического раствора в продуктивный пласт. После окончания обработки пласта наземным насосным агрегатом создается расчетное давление в затрубное пространство 3, под действием которого тарированная опрессовочная легкосплавная заглушка 10 срывается с рабочего сопла 9 и потоком жидкости вытесняется через камеру смещения и диффузор 11, каналы Ж струйного насоса 3, каналы Д корпуса устройства 2, и оттуда в трубное пространство К насосно-компрессорных труб 1. Одновременно гидравлическим напором потока рабочей жидкости на поверхность поступает поршневой сваб 8 с установочным шпинделем 12 и в этот же момент включается в работу струйный насос 3. Таким образом, операции по срыву опрессовочной заглушки 10 и подъему поршневого транспортного сваба 8 совпадают с процессом очистки пласта, удалением продуктов реакции химических растворов с материалом пласта и насыщающими его флюидами. В данном случае струйный насос 3 без обратного клапана 4 работает в режиме заданной на пласт депрессии, а при остановках на прискважинную зону воздействуют репрессионные нагрузки от давления гидростатического столба жидкости. В практике нефтегазопромысловых работ, при освоении скважин струйными насосами, возможность дренирования пластов в указанном выше режиме является главной составляющей эффективного способа очистки продуктивных пластов от фильтров буровых и цементных растворов, своевременного удаления из них продуктов реакций при обработках, с целью интенсификации нефтегазовых притоков.

Использование предлагаемого способа освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков и устройства для его осуществления в сравнении с известными решениями позволит на производстве решать следующие задачи: сократить сроки освоения скважин, исследования продуктивных пластов и интенсификации нефтегазовых протоков путем исключения из общего цикла работ спускоподьемных операций подземного скважинного оборудования; снизить материально-технические затраты, сократить трудозатраты по причине оперативной смены типов вставок струйного насоса, для смены их конструктивных узлов, проверки герметичности пакеров и насосно-компрессорных труб, подбора соотношений размеров рабочих насадок и камер смешения, завода часовых механизмов глубинных приборов, разрядки пробоотборников с помощью гидравлических поршневых транспортных свабов без использования на промыслах тросово-кабельных тяг специальных геофизических подъемников; повысить полноту и качество геолого-промысловой информации с возможностью осуществления термогидродинамических и геофизических исследований продуктивных пластов, отбора герметизированных глубинных проб пластовых флюидов; проводить широкий комплекс мероприятий по интенсификации нефтегазовых притоков с возможностью вторичного вскрытия пластов перфораторами спускаемыми на кабеле через данное устройство, с последующими многократными обработками продуктивных пластов различными химическими растворами; осуществлять оперативный контроль за режимно-технологическими параметрами освоения скважин, интенсификации нефтегазовых притоков, а по изменению фильтрационно-емкостных свойств пластов, получаемых при регистрации кривых восстановления давления, можно своевременно влиять на технологические режимы, эффективно проводить работы по увеличению продуктивности скважин; улучшить экологическую обстановку на месторождениях, т.к. применение предлагаемого способа и устройства позволяет оперативно вмешиваться в технологический процесс в случае фонтанного выброса - подключением к промысловому коллектору, а если скважина разведочная, - оперативно заглушить выброс утяжеленными жидкостями и, следовательно, нефть не разливается на поверхности.

В 1996 - 1997 г.г. предлагаемый способ освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазового притока и устройство для его осуществления прошли испытание на промыслах Западно-Сибирского региона в следующих нефтяных скважинах: N 705 Мало-Салымсого месторождения; N 3076 Лазаревского месторождения; N 3996 Таежной площади; NN 21330 и 121342 Уренгойского газоконденсатного месторождения.

До проведения работ предлагаемым способом и устройством в скважине N 705 Мало-Салымского нефтяного месторождения, из пласта "Баженовской свиты", залегающего в интервале 2961 - 3068 м, при обычном компрессорном освоении скважины притока из пласта не было получено. После освоения скважины гидродинамических исследований продуктивного пласта и интенсификации притока с помощью указанного способа и устройства в скважине был получен фонтанирующий приток нефти дебитом 50 м³/сут, на режиме 8 мм штуцера.

В эксплуатационной скважине N 3076 Лазаревского месторождения произвели полный комплекс работ по освоению и интенсификации с подъемами струйного насоса и глубинного прибора на поверхность с помощью поршневого транспортного сваба. В результате проведенных работ из пласта "П", залегающего в интервале 2130 - 2131,5 м, получен промышленный приток нефти дебитом 4,8 м³/сут, при депрессии на пласт, равной 4.0 МПа. Скважина переведена в механизированный фонд и в настоящее время находится в эксплуатации.

В эксплуатационной скважине N 3996 Таежной площади в результате проведенных работ с помощью способа освоения, исследования и интенсификации нефтегазовых притоков и устройства для его осуществления, получен приток нефти дебитом 12,5 м³/ сут, при депрессии на пласт 3,7 МПа. Скважина в настоящее время также находится в эксплуатации.

В скважине N 21330 Уренгойского газоконденсатного месторождения, из-за очень низких коллекторских свойств пласта "БУ" 12/1 и поглощения цементного раствора при креплении скважины вызвать приток пластового флюида с помощью струйного насоса не удалось.

До проведения работ рекомендуемым способом и устройством в скважине N 121342 Уреногойского газоконденсатного месторождения из пласта "БУ" 12/1, залегающего в интервале 2979 - 2983 м получен приток нефти дебитом 0,15 м³/сут при динамическом уровне жидкости, равном 1100 м. После освоения скважины, гидродинамических исследований и интенсификации с помощью данного способа и устройства из продуктивного пласта получен приток нефти дебитом 3,12 м³/сут, при депрессии на пласт 20,2 МПа.

Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства на производстве будет достигаться за счет следующего: отсутствия при работах на скважинах каротажной техники и исследовательских операторских лебедок "Яковлева"; спуск - подъем вставок струйного насоса совместно с глубинным манометром, термометром и пробоотборником с помощью поршневых транспортных свабов; проверки герметичности насосно-компрессорных труб и пакера с помощью срывной тарированной заглушки, устанавливаемой на рабочем сопле струйного насоса в процессе его работы; возможностью быстрой смены струйного насоса на тот или иной тип циркуляции рабочей жидкости;
отсутствием необходимости подъема забойного скважинного оборудования при вторичном вскрытии и различных обработках продуктивных пластов.

Предлагаемый экономический эффект от применения устройства освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазового притока на одной скважине-операции составит около 25 млн. руб.

Источники информации
1. А.С. СССР N 1264638, МКИ E 21 B 49/00, 1983 г.

2. Патент РФ 2015317 МПК E 21 B 49/00, 1994 г., прототип.

Формула изобретения

1. Способ освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков, включающий спуск на насосно-компрессорных трубах корпуса устройства с пакером в скважину, установку и проверку пакера на герметичность, спуск и посадку струйного насоса в корпусе устройства, вызов притока созданием многократных депрессий на пласт, проведение исследований и обработок продуктивного пласта, отличающийся тем, что для создания депрессий применяют прямую и обратную схему циркуляции рабочей жидкости, цикл исследований и обработок пласта проводят за один спуск-подъем подземного скважинного оборудования, проверку пакера на герметичность осуществляют в начальный момент вызова притока из пласта скважины, а для спуска в скважину и подъема на поверхность струйного насоса используют транспортные поршневые свабы.

2. Устройство для освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков, содержащее связанный с колонной труб полый корпус с выполненными в нем радиальными каналами, установленный в полости корпуса струйный насос, обратный клапан с глубинными регистрирующими приборами и пакер, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью спуска в скважину и подъема на поверхность струйного насоса гидравлическим способом с использованием поршневых транспортных свабов, обратный клапан имеет шток с пружиной, струйный насос выполнен со вставкой, в верхней части оборудован замковым механизмом, выполненным с возможностью присоединения вместо него штока с пружиной и обратным клапаном для смены циркуляции рабочей жидкости с прямой на обратную, при этом замковый механизм имеет подпружиненные упоры, рабочее сопло струйного насоса снабжено тарированной опрессовочной заглушкой, а транспортные поршневые свабы снабжены раскрепляющим и установочным шпинделями, выполненными с возможностью взаимодействия со вставкой струйного насоса.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что тарированная опрессовочная заглушка выполнена из легкосплавного материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.03.2008

Извещение опубликовано: 27.03.2008        БИ: 09/2008

---