Способ работы скважинной струйной установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону пласта

 

Изобретение относится к скважинным струйным насосным установкам для добычи нефти. Способ работы установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону (ПЗ) продуктивного пласта (ПП) заключается в том, что спускают в скважину установленные на колонне насосно-компрессоных труб хвостовик, пакер и струйный насос (СН). Пакер и СН устанавливают над кровлей ПП и производят распакеровку пакера. С помощью насосного агрегата периодически подают рабочий агент в сопло СН, причем работу СН осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент (РА) в сопло СН при заданном давлении насосного агрегата и в течение нескольких секунд создают требуемую депрессию на ПП. Поддерживают действие этой депрессии на ПП в течение от 2 до 20 мин путем постоянной подачи РА в сопло СН при заданном давлении насосного агрегата, затем скачкообразно восстанавливают гидростатическое давление столба жидкости в скважине за счет ее перетока в подпакерное пространство и организуют гидроудар, направленный в сторону ПП, и срыв с места частиц кольтамонта путем резкого прекращения подачи РА в сопло СН. Устанавливают давление столба жидкости больше пластового давления. Время действия на ПЗ гидростатического давления столба жидкости устанавливают не менее чем в 2 раза меньше времени депрессии. Затем снова резко в сопло СН подают РА и повторяют описанный выше цикл. Количество циклов "депрессия + восстановление гидростатического давления" определяют по степени восстановления проницаемости ПЗ пласта путем проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на ПЗ. Если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают. Изобретение направлено на повышение надежности работы и производительности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин.

Известен способ работы струйной скважинной установки, включающий подачу по колонне насосно-компресссрных труб активной жидкой среды в сопло струйного аппарата, увлечение ею пассивной среды и смешение с ней с подачей смеси сред из скважины на поверхность (см., SU 1668646 А1, Е 21 В 43/27, 07.08.1991).

Данный способ работы скважинной струйной установки позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоны продуктивного пласта, однако отсутствие в данном способе режимов воздействия на прискажинную зону пласта в ряде случаев сужает область использования данного способа работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной установки при воздействии на прискважинную зону пласта, включающий установку в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйного насоса, подачу по колонне труб в сопло струйного насоса рабочей среды и создание за счет этого в подпакерной зоне регулируемого давления с возможностью проведения дренирования пласта (см. патент RU 2176336 С1, кл. F 04 F 5/02, 27.11.2001).

Данный способ работы скважинной струйной установки позволяет проводить в скважине ниже уровня установки струйного насоса обработку пласта, в том числе с созданием перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данный способ работы не позволяет в полной мере использовать возможности скважинной струйной установки, что связано с недостаточной глубиной депрессии и длительным временем восстановления давления, особенно при низкой проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности работы и производительности при проведении обработки продуктивного пласта и таким образом увеличение дебитов добывающих и приемистости нагнетательных скважин за счет восстановления проницаемости прискважинной зоны пласта.

Указанная задача решается за счет того, что способ работы скважинной струйной установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону пласта заключается в том, что спускают в скважину установленные на колонне насосно-компрессорных труб хвостовик, пакер и струйный насос, устанавливают пакер и струйный насос над кровлей продуктивного пласта и производят распакеровку пакера, после чего с помощью насосного агрегата периодически подают рабочий агент в сопло струйного насоса (например, воду или нефть), причем работу струйного насоса осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата (Ра) и в течение нескольких секунд создают требуемую депрессию на продуктивный пласт (ΔP), поддерживают действие этой депрессии на пласт в течение от 2 до 20 мин (Δτд) путем постоянной подачи рабочего агента в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата, затем скачкообразно восстанавливают гидростатическое давление столба жидкости, находящейся в скважине (Рг), за счет ее перетока через диффузор и канал подвода откачиваемого флюида в подпакерное пространство и организуют гидроудар, направленный в сторону продуктивного пласта, и срыв с места частиц кольтамонта, которые застряли в поровых каналах продуктивного пласта при движении в сторону скважины, путем резкого прекращения подачи рабочего агента в сопло струйного насоса, при этом устанавливают давление столба жидкости (Рг) больше пластового давления (Рпл), устанавливают время действия на прискважинную зону продуктивного пласта гидростатического давления столба жидкости (Δτг) не менее чем в 2 раза меньше времени депрессии, затем снова резко подают в сопло струйного насоса рабочий агент и повторяют описанный выше цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта депрессии и гидростатического давления столба жидкости, причем количество циклов "депрессия + восстановление гидростатического давления" определяют по степени восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта, при этом если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают.

Наиболее оптимальное время контрольного замера (Δτк) составляет от 20 мин до 1 ч, контрольные замеры целесообразно проводить через каждые 10-30 циклов "депрессия + восстановление гидростатического давления " в зависимости от динамики восстановления производительности скважины. При необходимости возможно до и после гидродинамического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта проводить исследование профиля притока и состава поступающего из продуктивного плата флюида с помощью комплексного геофизического прибора, спускаемого на каротажном кабеле в зону продуктивного пласта через струйный насос, а также гидродинамические исследования в установившихся и неустановившихся режимах с помощью специальной функциональной вставки, установленной в проходном канале насоса. В пластах с высокой степенью загрязнения их прискважинной зоны совместно с гидродинамическим воздействием целесообразно проводить воздействие акустическими полями разной частоты и интенсивности с помощью излучателя ультразвука, спускаемого на каротажном кабеле через струйный насос в зону продуктивного пласта. В ряде случаев целесообразно после гидродинамического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта проводить его кислотную обработку путем закачки кислоты в продуктивный пласт через струйный насос, а потом снова повторить гидродинамическое воздействие.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность и эффективность работы установки можно повысить путем оптимизации последовательности действий при очистке прискважинной зоны пласта в скважинах.

Было выявлено, что указанная выше последовательность действий позволяет наиболее эффективно использовать скважинную струйную установку при обработке продуктивного пласта в ходе проведения работ по интенсификации притока нефти из продуктивного пласта путем повышения проницаемости неработающих и плохо работающих пропластков продуктивного пласта. Путем проведения контрольных замеров как перед проведением, так и в процессе проведения обработки можно вначале оценить техническое состояние скважины, свойства флюида, который добывают из скважины, состояние прискважинной зоны продуктивного пласта и выбрать режим обработки продуктивного пласта. По результатам изучения притока представляется возможность оценить качество обработки прискважинной зоны продуктивного пласта и выбрать режим эксплуатации скважины. Знакопеременное гидродинамическое воздействие на пласт с формированием гидравлического удара позволяет увеличить радиус и качество обработки прискважинной зоны пласта. При созданной депрессии струйный насос своевременно удаляет из продуктивного пласта засоряющие продуктивный пласт кольматирующие частицы, которые по затрубному пространству колонны труб с высокой скоростью выносятся на поверхность. Сочетание регулируемого, описанного выше, ступенчатого знакопеременного режима откачки путем изменения давления жидкой рабочей среды, подаваемой в сопло струйного насоса позволяет подобрать такой режим работы, при котором не только восстанавливается проницаемость ранее не работавших пропластков, но и повышается проницаемость ранее работавших пропластков, а следовательно, и приток добываемой среды (флюида) из продуктивных пропластков пласта. Было выявлено, что существенными для эффективного воздействия на пласт являются скачкообразный переход от депрессии на пласт к восстановлению гидростатического давления с циклическим повторением этой операции и превышение времени поддерживания депрессии на пласт по сравнению с временем гидростатического давления на пласт столба жидкой среды в скважине не менее чем в 2 раза, а время депрессии должно составлять от 2 до 20 мин. Также было выявлено, что количество указанных циклов гидродинамического воздействия на продуктивный пласт может быть определено по результатам контрольных замеров, что и определило возможность достижения качественной очистки прискважинной зоны пласта и своевременного прекращения работ. Таким образом данный способ работы позволяет эффективно проводить мероприятия по интенсификации дебита скважины, проводя при этом исследование и испытание скважины в различных режимах. В результате удалось в 1,5-2 раза увеличить коэффициент действующей толщины пласта за счет разрушения зоны кольматации в неработающих пропластках продуктивного пласта и, как следствие, в 1,2-1,6 раза ускорить проведение работ по повышению продуктивности скважины, причем существенно выравнивается профиль притока за счет полного охвата продуктивного пласта гидродинамическим воздействием по его толщине. Необходимо отметить, что описанная в изобретении последовательность действий позволяет постоянно контролировать ход работ по интенсификации притока добываемой из продуктивного пласта среды. В частности, полученные данные контрольных замеров позволяют получить объективную картину состояния прискважинной зоны продуктивного пласта в зависимости от проведенных работ по повышению ее проницаемости.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной задачи - повышение надежности работы и производительности при проведении обработки прискважинной зоны продуктивного пласта.

На чертеже представлен продольный разрез скважинной струйной установки для реализации описываемого способа работы. Скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб 1 снизу-вверх входную воронку 2 с хвостовиком 3, пакер 4 с выполненным в нем центральным каналом 5 и струйный насос 6, в корпусе 7 которого установлены активное сопло 8 и камера смешения с диффузором 9, а также выполнены канал подвода рабочего агента 10, канал 11 подвода откачиваемого из скважины флюида и ступенчатый проходной канал 12 с посадочным местом 13 между ступенями. При этом в ступенчатом проходном канале 12 предусмотрена возможность установки герметизирующего узла 14, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке 15 выше наконечника 16 для подсоединения приемника-преобразователя физических полей 17. Выход струйного насоса 6 подключен к затрубному пространству скважины (колонны труб 1). Сопло 8 струйного насоса 6 через канал подвода рабочего агента 10 подключено к внутренней полости колонны труб 1 выше герметизирующего узла 14 и канал 11 для подвода откачиваемого из скважины флюида подключен к внутренней полости колонны труб 1 ниже герметизирующего узла 14.

Способ работы скважинной струйной установки при воздействии на прискважинную зону пласта заключается в том, что спускают в скважину установленные на колонне насосно-компрессоных труб 1 воронку 2 с хвостовиком 3, пакер 4 и струйный насос 6. Устанавливают пакер 4 и струйный насос 6 над кровлей продуктивного пласта 18 и производят распакеровку пакера 4. После чего с помощью насосного агрегата (не показан) периодически подают рабочий агент в сопло 8 струйного насоса 6 (например, воду или нефть), причем работу струйного насоса 6 осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент в сопло 8 струйного насоса 6 при заданном давлении насосного агрегата (Ра) и в течение нескольких секунд создают требуемую депрессию на продуктивный пласт 18 (ΔP=Рпл-Рз, где Рз - забойное давление и Рпл - пластовое давление). Путем постоянной подачи рабочего агента в сопло 8 струйного насоса 6 при заданном давлении насосного агрегата поддерживают действие этой депрессии на продуктивный пласт 18 в течение от 2 до 20 мин (Δτд). Затем резко прекращают подачу рабочего агента в сопло 8 струйного насоса 6, что приводит к скачкообразному восстановлению гидростатического давления столба жидкости, находящейся в скважине (Рг), за счет ее перетока через диффузор 9 и канал 11 подвода откачиваемого флюида в подпакерное пространство. При этом устанавливают давление столба жидкости (Рг) больше пластового давления (Рпл), и таким образом, организуют гидроудар, направленный в сторону продуктивного пласта 18 (ΔR=Рг-Рпл, где ΔR - величина репрессии на пласт рабочей жидкости), и срыв с места частиц кольтамонта, которые застряли в поровых каналах продуктивного пласта 18 при движении в сторону скважины. Время действия на прискважинную зону продуктивного пласта 18 гидростатического давления столба жидкости (Δτг) не менее чем в 2 раза меньше времени депрессии. Затем снова резко подают в сопло 8 струйного насоса 6 рабочий агент и повторяют описанный выше цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта 18 депрессии и гидростатического давления столба жидкости, причем количество циклов "депрессия + восстановление гидростатического давления" определяют по степени восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта 18 путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта 18. При этом, если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают.

Если возникает необходимость в дополнительном обследовании скважины предусмотрена возможность размещения в скважине ниже струйного насоса 6 приемника-преобразователя физических полей 17. Для этого герметизирующий узел 14 подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке 15 выше наконечника 16 для подсоединения комплексного геофизического прибора, например, приемника-преобразователя физических полей 17 или функциональной вставки (на чертеже не показана) для гидродинамических исследований пласта в неустановившихся режимах.

Если возникает необходимость комплексного воздействия на прискважинную зону пласта, на каротажном кабеле в скважину вместе с герметизирующим узлом 14 спускают излучатель ультразвука, а также возможна закачка в продуктивный пласт кислотного раствора через струйный насос 6, что позволяет в сочетании с гидродинамическим воздействием усилить воздействие на продуктивный пласт 18.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при освоении скважин после бурения или при их подземном ремонте с целью интенсификации дебитов углеводородов или увеличения приемистости нагнетательных скважин.

Формула изобретения

1. Способ работы скважинной струйной установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону пласта, заключающийся в том, что спускают в скважину установленные на колонне насосно-компрессоных труб хвостовик, пакер и струйный насос, устанавливают пакер и струйный насос над кровлей продуктивного пласта и производят распакеровку пакера, после чего с помощью насосного агрегата периодически подают рабочий агент в сопло струйного насоса (например, воду или нефть), причем работу струйного насоса осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата (Ра) и в течение нескольких секунд создают требуемую депрессию на продуктивный пласт (ΔР), поддерживают действие этой депрессии на пласт в течение от 2 до 20 мин (Δτд) путем постоянной подачи рабочего агента в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата, затем скачкообразно восстанавливают гидростатическое давление столба жидкости, находящейся в скважине (Рг), за счет ее перетока через диффузор и канал подвода откачиваемого флюида в подпакерное пространство и организуют гидроудар, направленный в сторону продуктивного пласта, и срыв с места частиц кольтамонта, которые застряли в поровых каналах продуктивного пласта при движении в сторону скважины, путем резкого прекращения подачи рабочего агента в сопло струйного насоса, при этом устанавливают давление столба жидкости (Рг) больше пластового давления (Рпл), устанавливают время действия на прискважинную зону продуктивного пласта гидростатического давления столба жидкости (Дтг) не менее чем в 2 раза меньше времени депрессии, затем снова резко подают в сопло струйного насоса рабочий агент и повторяют описанный выше цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта депрессии и гидростатического давления столба жидкости, причем количество циклов “депрессия + восстановление гидростатического давления” определяют по степени восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта, при этом если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают.

2. Способ работы по п.1, отличающийся тем, что время контрольного замера Δτк составляет от 20 мин до 1 ч.

3. Способ работы по п.1, отличающийся тем, что до и после гидродинамического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта проводят исследование профиля притока и состава поступающего из продуктивного пласта флюида с помощью комплексного геофизического прибора спускаемого на каротажном кабеле в зону продуктивного пласта через струйный насос, а также гидродинамические исследования с помощью специальной функциональной вставки, установленной в проходном канале насоса.

4. Способ работы по п.1, отличающийся тем, что в пластах с высокой степенью загрязнения их прискважинной зоны совместно с гидродинамическим воздействием проводят воздействие акустическими полями разной частоты и интенсивности с помощью излучателя ультразвука спускаемого на каротажном кабеле через струйный насос в зону продуктивного пласта.

5. Способ работы по п.1, отличающийся тем, что после гидродинамического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта проводят его кислотную обработку путем закачки кислоты в продуктивный пласт через струйный насос, а потом снова повторяют гидродинамическое воздействие.

РИСУНКИ

Рисунок 1

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Хоминец Зиновий Дмитриевич (UA)

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): ТОО "Принт" (UA)

Договор № 19999 зарегистрирован 27.08.2004

Извещение опубликовано: 10.10.2004        БИ: 28/2004

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.11.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---