Способ обработки прискважинной зоны пласта

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации прискважинной зоны пласта асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Способ обработки прискважинной зоны пласта включает формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины отрицательной волной давления и создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины. Для этого используют смонтированные на скважине соосные цилиндры с патрубком ввода сжатого газа, боковым отводом и с соединенными между собой поршнями. Используют образующие гидравлический мультипликатор цилиндр низкого давления, установленный выше цилиндра высокого давления, смонтированного выше задвижки скважины. Отрицательную волну давления создают разряжением над поверхностью скважинной жидкости за счет подачи сжатого газа через патрубок его подвода в цилиндр низкого давления под давлением, меньшим на величину отношения квадратов диаметров цилиндров. Технический результат - формирование затухающей стоячей волны с амплитудой, независимой от давления флюида в полости скважины, повышение безопасности и исключение уплотнения асфальтосмолопарафиновых отложений в поровых каналах прискважинной зоны пласта при воздействии на них ударов. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации прискважинной зоны пласта асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта и устройство для его осуществления (Аглиуллин М.Н., Курпанов А.С., Рахматуллин Р.Х., Абдуллин М.М. Патент №2123591, Кл. Е 21 В 43/25), при котором производят одновременное физическое и импульсное депрессионно-репрессионное воздействие до стабилизации текущих значений гидропроводности.

Однако для осуществления способа требуется использование колонны насосно-компрессорных труб, спуск оборудования и кабеля с применением лебедки и т.д.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта (Орлов Г.А., Хусаинов В.М., Мусабиров М.Х., Пестриков В.И. Патент №2169821, Кл. Е 21 В 43/25), при использовании которого спускают в скважину имплозионное устройство, закачивают обрабатывающий состав, продавливают его в пласт, проводят очистку созданием многократного имплозионного воздействия.

Однако для осуществления способа требуется применение колонны насосно-компрессорных труб, пакера, имплозионного устройства, обрабатывающего состава и т.д.

Известен способ очистки скважины от отложений в процессе ее эксплуатации (Велиев Ф.Г., Курбанов Р.А-И., Алиев Э.Н., Патент №1700207, Кл. Е 21 В 37/00), в котором периодически создают на устье скважины волны отрицательного давления, для чего перекрывают задвижки на выкидной линии и выдерживают ее в перекрытом состоянии, затем открывают.

Однако максимальное изменение давления от гидравлического удара при открытии выкидной линии составляет 1,5 МПа в течение долей секунды, что недостаточно, для формирования мощной волны, кроме того, необходимо использование колонны насосно-компрессорных труб и насоса с обеспечением его питания.

Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием (Носов П.И., Сеночкин П.Д., Нурисламов Н.Б. и др. Патент №2159326, Кл. Е 21 В 43/25), в котором формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины производится путем предварительной закачки флюида в скважину, создании периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, и стравливании давления при перемещении флюида по скважине из прискважинной зоны пласта к дневной поверхности при резком открытии полости скважины.

Однако амплитуда затухающей стоячей волны зависит от давления флюида в полости скважины.

Известно устройство для импульсного воздействия на призабойную зону скважины (Кузнецов Ю.А., Клевцур А.П. Патент №1637417, Кл. Е 21 В 43/25), принятое за прототип, включающее полый корпус с радиальными отверстиями, подвижно размещенный в корпусе шток с поршнями и магистраль высокого давления для подачи газа в полость корпуса, и снабженное распределительным краном и фиксатором.

Однако амплитуда получаемых импульсов для воздействия на призабойную зону скважины зависит от давления в газовой магистрали.

Задачей изобретения является формирование затухающей стоячей волны достаточной мощности, независимо от давления в полости скважины и в газовой магистрали, повышение безопасности и исключение уплотнения асфальтосмолопарафиновых отложений в поровых каналах прискважинной зоны пласта при воздействии ударов.

Задача решается тем, что, применяя способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины отрицательной волной давления и создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, с использованием смонтированных на скважине соосных цилиндров с патрубком ввода сжатого газа, боковым отводом и с соединенными между собой поршнями, используют образующие гидравлический мультипликатор цилиндр низкого давления, установленный выше цилиндр высокого давления, смонтированного выше задвижки скважины, отрицательную волну давления создают разряжением над поверхностью скважинной жидкости за счет подачи сжатого газа через патрубок его подвода в цилиндр низкого давления под давлением, меньшим на величину отношения квадратов диаметров цилиндров.

Такой способ позволяет восстанавливать гидравлическую связь между полостью скважины и пластом без остановки скважины на капремонт, применения оборудования для спуска и подъема скважинных труб, а также электроэнергии.

Пример устройства для реализации предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором: 1 - скважина; 2 - задвижка; 3 - цилиндр высокого давления; 4 - поршень цилиндра высокого давления; 5 - цилиндр низкого давления; 6 - поршень цилиндра низкого давления; 7 - патрубок подвода сжатого газа; 8 - отвод для слива скважинной жидкости; 9 - кран слива скважинной жидкости.

На скважину 1 устанавливают задвижку 2 для обеспечения безопасности проведения работ. Выше задвижки 2 монтируют цилиндр высокого давления 3 с поршнем 4, выше соосно устанавливают цилиндр низкого давления 5 с поршнем 6. Поршни обоих цилиндров соединены между собой. Цилиндр низкого давления 5 имеет патрубок для подвода сжатого газа 7, цилиндр высокого давления 3 имеет боковой отвод 9 для слива скважинной жидкости, снабженный краном 10.

Способ реализуют следующим образом. Через патрубок 7 подают сжатый газ, под давлением которого поршень 6 перемещается вверх. Поршень 4, соединенный с поршнем 6, также перемещается вверх и создает разрежение над поверхностью скважинной жидкости. Формируется отрицательная волна давления, которая перемещается по полости скважины от устья к забою и обратно, создавая удары, в том числе в прискважинной зоне пласта. Репрессионно-депрессионные импульсы позволяют срывать адсорбционные отложения на стенках поровых каналов.

Под давлением сжатого воздуха оба поршня продолжают движение вверх, создавая депрессионный перепад между прискважинной зоной пласта и полостью скважины и способствуя выкачиванию жидкости вместе с сорванными адсорбционными отложениями из пласта.

После проведения обработки прискважинной зоны пласта из цилиндра 5 выпускают сжатый газ и открывают кран 9. Скважинная жидкость, находящаяся в цилиндре 3, сливается через отвод 8, поршни 4 и 6 опускаются под собственным весом. Вместе со скважинной жидкостью сливаются всплывшие углеводородные загрязнения.

Цилиндр 5 имеет диаметр больше, чем цилиндр 3, поэтому для получения в цилиндре 3 давления, достаточного для репрессионно-депрессионных импульсов давления скважинной жидкости, в цилиндр 5 подают давление, меньшее на величину отношения квадратов диаметров цилиндров.

После слива жидкости закрывают кран и повторяют процесс обработки до достижения необходимой степени очистки прискважинной зоны.

При осуществлении очистки прискважинной зоны пласта нет необходимости создания повышенного давления в скважине, следовательно, возможно увеличить мощность затухающей стоячей волны без опасности повреждения насосно-компрессорной или обсадной колонны, нарушения целостности цементного камня. Нет необходимости применения насосного агрегата высокого давления (например, ЦА-320).

Поскольку отсутствует необходимость предварительного создания давления в скважине, нет опасности уплотнения загрязнений в прискважинной зоне пласта при закачке жидкости.

Для создания давления в цилиндре 5 нет необходимости использования компрессора высокого давления. Возможно использование, например, дополнительно установленного автомобильного компрессора, используемого в тормозных системах КамАЗа и УРАЛа, создающего давление 10-12 атм при расходе 373 л/мин и снабженного ресивером.

Использование низкого давления при получении и передаче сжатого газа повышает безопасность проведения работ. Использование разрежения вместо избыточного давления в скважине снижает опасность разрыва колонны труб и повреждения цементного камня.

При использовании сжатого воздуха нет опасности воспламенения при его контакте с газом, выделяемым скважинной жидкостью, поскольку они разделены поршнем.

Описанный способ применим как на скважинах, оборудованных колонной насосно-компрессорных труб, так и без нее. Описанный способ возможно использовать без остановки скважины на капитальный ремонт, а также в процессе капитального ремонта заменив им операцию свабирования.

Флюид может содержать химические реагенты для более производительной очистки. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, виброимпульсной, акустической и т.д.

Формула изобретения

Способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины отрицательной волной давления и создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, с использованием смонтированных на скважине соосных цилиндров с патрубком ввода сжатого газа, боковым отводом и с соединенными между собой поршнями, отличающийся тем, что используют образующие гидравлический мультипликатор цилиндр низкого давления, установленный выше цилиндра высокого давления, смонтированного выше задвижки скважины, отрицательную волну давления создают разряжением над поверхностью скважинной жидкости за счет подачи сжатого газа через патрубок его подвода в цилиндр низкого давления под давлением, меньшим на величину отношения квадратов диаметров цилиндров.

РИСУНКИ