Способ разобщения межтрубного пространства нагнетательной скважины

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при разобщении межтрубного пространства в нагнетательных скважинах для защиты эксплуатационной колонны от действия высокого давления. Согласно способу разобщения в качестве ограничительной перегородки используют пакер, устанавливаемый на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). Наружную поверхность НКТ покрывают вязкой массой, выполняющей в последующем функцию разобщающего наполнителя. В качестве вязкой массы используют битум, гудрон или композиционный материал. Межтрубное пространство заполняют жидкостью, обладающей антикоррозийными свойствами, например нефтью. Намыв наполнителя осуществляют путем нагрева его до текучего состояния. Повышается надежность и продолжительность эксплуатации нагнетательных скважин, оборудованных пакерами. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение в нагнетательных скважинах при разобщении межтрубного пространства с целью защиты эксплуатационной колонны от действия высокого давления.

Известен способ разобщения межтрубного пространства [1] путем доставки в интервал разобщения нетвердеющего наполнителя с тампонирующими свойствами, расположенного по высоте с уменьшением крупности сверху вниз, с помощью устройства.

Устройство для спуска нетвердеющего наполнителя содержит спускаемый в скважину на колонне насосно-компрессорных труб корпус с упором в нижней части, седло под бросовый запорный элемент, с зазором устанавливаемый кожух, поршень, уплотняющие манжеты, между которыми размещают нетвердеющие наполнители с тампонирующими свойствами.

Недостатком способа является то, что он для своего осуществления требует в использовании сложного устройства, которое при продолжительной эксплуатации вызывает определенные трудности в связи с извлечением его из скважины.

Известен также способ разобщения межтрубного пространства скважины [2], включающий установку на конце насосно-компрессорных труб (НКТ) ограничительной перегородки и намыв разобщающего наполнителя над перегородкой.

Известный способ по технической сущности более близкий к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

Недостатком способа является сложность проведения технологических операций, связанных с намывом под ограничительной перегородкой пробки из гранулированного и эластичного материала, приготовление и закачка в межтрубное пространство твердеющего цементно-мелового раствора, разрушаемого под действием соляной кислоты. Кроме того, извлечение колонны НКТ при необходимости вызывает также определенные трудности, связанные с доставкой кислоты, продолжительностью разрушения цементно-мелового камня.

Задачей настоящего изобретения является упрощение технологии разобщения межтрубного пространства с использованием более простых технических средств и материалов.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим намыв разобщающего наполнителя над ограничительной перегородкой, устанавливаемой на нижнем конце колонны НКТ.

Новым является то, что в качестве ограничителя перегородки используют пакер, например надувной (гидравлический), а в качестве разобщающего наполнителя используют битум, гудрон или композиционные материалы, обладающие вязкими свойствами, нанесенные на наружную поверхность НКТ, намыв которого осуществляют путем нагрева его до текучего состояния, причем перед намывом разобщающего наполнителя межтрубное пространство заполняют жидкостью, обладающей антикоррозионным свойством, например нефтью.

Патентные исследования по доступной патентной и научно-технической литературе проводились ретроспективностью в 20 лет в патентной библиотеке института "ТатНИПИнефть".

Результаты патентных исследований показали, что объекты, охарактеризованные такой совокупностью существенных признаков, не обнаружены. Следовательно, по мнению авторов, заявляемый объект обладает новизной и соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображена скважина со спущенной колонной НКТ до интервала продуктивного пласта, на конце которого установлен надувной пакер, а над ним на поверхность трубы НКТ нанесена вязкая масса, в частичном разрезе. На фиг.2 - то же, что на фиг.1, когда скважина подготовлена для нагнетания жидкости в пласт, межтрубное пространство заполнено жидкостью, обладающей антикоррозионным свойством, надувной пакер находится в рабочем положении, и вязкая масса образовала пробку над пакером после ее предварительного нагрева.

Способ осуществляют по следующей последовательности:

Перед спуском НКТ 1 в скважину 2 ее низ, т.е. первую трубу 3 НКТ снабжают традиционно используемым пакером, например надувным пакером 4 (см. фиг.1). В качестве уплотнительного элемента такого пакера может служить разработанный институтом ВНИИБТ и описанный в работе [3] уплотнительный элемент, он представляет эластичную упругорасширяющуюся манжету, на концевых участках которой помещена металлическая оболочка в виде сетчатой оплетки.

Далее участок наружной поверхности трубы 3 покрывают вязкой массой 5, выполняющей в последующем функцию разобщающего наполнителя. Такая вязкая масса в скважинных и наземных условиях образует малоподвижную массу, а при нагреве выше 50-60°С приходит в текучее состояние. Она основана из недефицитных материалов и доступных промысловикам, например битумная мастика, гудрон или композиционные материалы.

Колонну НКТ спускают на центраторах 6 и 7, после достижения пакера заданной глубины в полость НКТ закачивают жидкость 8, обладающую антикоррозионными свойствами, расчетного объема для заполнения межтрубного пространства скважины и продавливают ее продавочной пробкой (не изображена). В качестве такой жидкости может быть использована нефть или пресная вода с добавлением реагентов по патенту [4], таких как алкил-фенолов, аминов и формальдегида. При достижении продавочной пробки надувного пакера запорные клапаны открываются и пропускают продавочную жидкость в полость пакера, под давление нагнетаемой жидкости. Происходит раздувание его эластичного элемента до плотного прилегания к стенке скважин эксплуатационной колонны 2 (см. фиг.2), образуя тем самым ограничительную перегородку и выполняя одновременно и дополнительную функцию разобщителя межтрубного пространства.

Затем на электрическом кабеле спускают в зону расположения вязкой массы электронагреватель (не изображен), с помощью которого производят прогревание, при этом упомянутая вязкая масса приходит в текучее состояние и, растекаясь, заполняет межтрубное пространство над пакером, образуя пробку 9. После застывания эта масса служит в качестве разобщающего наполнителя (см. фиг.2). По истечении расчетного времени разогрева вязкой массы электронагреватель поднимают на поверхность и скважину запускают в работу - ставят под нагнетание жидкости в пласт для поддержания пластового давления.

В предложенном способе необходимость в разобщающем наполнителе продиктована тем, что:

во-первых, он исключает уход жидкости с антикоррозийными свойствами в пласт 10 при вынужденных остановках работы скважины, например при циклической закачке жидкости в пласт;

во-вторых, снижает величину межтрубного давления в случае снижения пакерующих свойств пакера за счет большого градиента сдвига разобщающего наполнителя.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в повышении надежности и продолжительности эксплуатации нагнетательных скважин, оборудованных пакерами.

Источники информации

1. Патент РФ №2054523, 6 Е 21 В 33/12, опубл. в БИ №5, 1996 г.

2. Патент РФ №1740624, Е 21 В 33/12, опубл. в БИ №22. 1992 г. (прототип).

3. АС СССР №691553, Е 21 В 33/12, опубл. в БИ №38, 1979 г.

4. Патент РФ №2137863, 6 С 23 Е 11/14, опубл. в БИ №26, 1999 г.

Формула изобретения

Способ разобщения межтрубного пространства нагнетательной скважины, включающий намыв разобщающего наполнителя над ограничительной перегородкой, устанавливаемой на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), отличающийся тем, что в качестве ограничительной перегородки используют пакер, а в качестве разобщающего наполнителя - вязкую массу, например битум, гудрон, или композиционные материалы, обладающие вязкими свойствами, нанесенную на наружную поверхность НКТ, намыв которого осуществляют путем нагрева его до текущего состояния, причем перед намывом разобщителя межтрубное пространство заполняют жидкостью, обладающей антикоррозионным свойством, например нефтью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2