Способ обработки прискважинной зоны пласта
Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации прискважинной зоны пласта асфальто-смоло-парафиновыми образованиями и мехпримесями. Обеспечивает создание в прискважинной зоне пласта серии чередующихся импульсов давления и разряжения с высокой амплитудой и крутыми фронтами. Сущность изобретения: по способу спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб - НКТ. Формируют депрессионный перепад давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны. Согласно изобретению нижний срез колонны НКТ оборудуют профилированным каналом и двумя гидроимпульсными устройствами, расположенными друг над другом. Они содержат гидропневмоаккумуляторы с входными и выходными клапанами. Выходной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора и входной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора обладают быстродействием на открывание и соединяют гидропневмоаккумуляторы с профилированным каналом, который направляют на перфорацию скважины. Выходной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора открывают при достижении на забое максимального давления. Входной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора открывают при достижении на забое минимального давления. Входной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора и выходной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора имеют конструкцию обратного клапана для соединения гидропневмоаккумуляторов с полостью скважины. Колонну НКТ в процессе обработки скважины перемещают по высоте. 1 ил.
Предлагаемое 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), взятый за прототип, в котором формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины производится путем предварительной закачки флюида в скважину, созданием периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, и стравливания давления при перемещении флюида по скважине из прискважинной зоны пласта к дневной поверхности при резком открытии полости скважины.
Однако в глубоких скважинах амплитуда ударной волны затухает, кроме того, фронт волны размывается, не позволяя создавать резкого перепада давления в забое для эффективной обработки прискважинной зоны пласта.
Задачей изобретения является создание в прискважинной зоне пласта серии чередующихся импульсов давления и разряжения с высокой амплитудой и крутыми фронтами.
Задача решается тем, что, применяя способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий спуск в скважину насосно-компрессорных труб - НКТ и формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, нижний срез колонны насосно-компрессорных труб оборудуют профилированным каналом и двумя гидроимпульсными устройствами, расположенными друг над другом, содержащими гидропневмоаккумуляторы с входными и выходными клапанами, причем выходной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора и входной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора обладают быстродействием на открывание и соединяют гидропневмоаккумуляторы с профилированным каналом, который направляют на перфорацию скважины, выходной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора открывают при достижении на забое максимального давления, входной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора открывают при достижении на забое минимального давления, входной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора и выходной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора имеют конструкцию обратного клапана и соединяют гидропневмоаккумуляторы с полостью скважины, а НКТ в процессе обработки скважины перемещают по высоте.
Такой способ позволяет при плавном изменении давления на забое создавать в зоне перфорации скважины серии чередующихся импульсов высоких давлений и разрежений для эффективной обработки прискважинной зоны пласта.
Пример устройства для реализации предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором: 1 - обсадная колонна; 2 - насосно-компрессорная колонна; 3 - профилированный канал; 4 - верхний гидропневмоаккумулятор; 5 - входной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора; 6 - выходные клапаны верхнего гидропневмоаккумулятора; 7 - нижний гидропневмоаккумулятор; 8 - выходной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора; 9 - входной клапаны нижнего гидропневмоаккумулятора. Стрелки показывают направление движения жидкости через клапаны.
Способ реализуют следующим образом. Спускают в скважину 1 колонну насосно-компрессорных труб 2 и устанавливают ее профилированный канал 3 на уровне перфорации скважины.
Верхнее гидроимпульсное устройство содержит гидропневмоаккумулятор 4, включающий камеру для жидкости, заполняемую через входной клапан 5 гидропневмоаккумулятора 4, и камеру для газа, который сжимается при заряде гидропневмоаккумулятора. Камеры для жидкости и для газа разделены эластичной перегородкой. При открывании выходных клапанов 6, которых для увеличения общего сечения и, следовательно, скорости течения жидкости может быть несколько, сжатый газ выбрасывает жидкость в профилированный канал 3. Мощность выброса жидкости выше мощности закачки пропорционально отношению времени закачки жидкости ко времени ее выброса, а также зависит от параметров гидроимпульсного устройства. В качестве клапана заряда гидропневмоаккумулятора 5 применяют обратный клапан.
Нижнее гидроимпульсное устройство содержит гидропневмоаккумулятор 7, включающий камеру для жидкости, имеющую гидравлическую связь с полостью скважины через выходной клапан 8, и камеру для газа, который сжимается или увеличивается в объеме при изменении давления. Камеры для жидкости и для газа разделены эластичной перегородкой. При открывании входных клапанов 9, которых для увеличения общего сечения может быть несколько, скважинная жидкость из профилированного канала 3 с высокой скоростью заполняет гидропневмоаккумулятор 7. В качестве выходного клапана 8 гидропневмоаккумулятора 7 применяют обратный клапан.
При осуществлении технологических операций по способу-прототипу в полости колонны насосно-компрессорных труб образуется стоячая волна, давление на забое изменяется с частотой изменения направления движения стоячей волны. Фронт волны, особенно при движении в глубоких скважинах, размывается и давление на забое изменяется плавно.
При перемещении волны от устья к забою давление на забое нарастает, камера для жидкости верхнего гидропневмоаккумулятора 7 через входной клапан 4 заполняется скважинной жидкостью, эластичная перегородка прогибается, сжимается газ. При снижении давления на забое входной клапан 4 закрывается, в камере для жидкости верхнего гидропневмоаккумулятора 7 сохраняется высокое давление.
Когда давление на забое скважины достигает минимального значения, открывают выходной клапан 6 гидропневмоаккумулятора 4 и сжатый газ с высокой скоростью выталкивает жидкость через профилированный канал 3 к перфорации скважины.
При снижении давления на забое жидкость из нижнего гидропневмоаккумулятора 7 изливается в полость скважины через выходной клапан 8, имеющий конструкцию обратного клапана. Эластичная перегородка прогибается, газ разрежается, увеличивается объем камеры для газа. При снижении давления на забое до минимума выходной клапан 8 закрывается, в нижнем гидропневмоаккумуляторе 7 сохраняется низкое давление.
Когда давление на забое скважины достигает максимального значения, открывают входной клапан 9 гидропневмоаккумулятора 7 и скважинная жидкость от перфорации скважины через профилированный канал 3 с высокой скоростью поступает в гидропневмоаккумулятор 7. Производится депрессивное воздействие на прискважинную зону пласта.
Ударно-импульсные депрессия и репрессия осуществляются гидроимпульсными устройствами поочередно периодически с частотой изменения направления движения стоячей волны. Степень интенсивности депрессии и репрессии задают подбором объемов камер гидропневмоаккумуляторов. Для осуществления операций депрессии и репрессии используют два не связанных между собой гидроимпульсных устройства, во избежание закачивания в прискважинную зону пласта во время операции репрессии загрязнений, извлеченных из прискважинной зоны пласта во время предыдущей операции депрессии.
Для обработки прискважинной зоны пласта применяют сочетание плавного перехода от высокого давления к разрежению и обратно с приходом и откатом стоячей волны, а также ударные импульсы депрессии и репрессии, формируемые гидроимпульсными устройствами, что способствует и плавно изменяющемуся и ударному воздействию на породу пласта. При осуществлении операции обработки скважины перемещают колонну насосно-компрессорных труб по высоте для размещения профилированного канала напротив отверстий перфорации для полной и равномерной обработки забоя.
Гидроимпульсные устройства располагают на нижнем срезе насосно-компрессорной трубы так, чтобы не препятствовать прохождению стоячей волны через колонну насосно-компрессорных труб до зумпфа и ее отражению. Профилированный канал имеет форму, способствующую направлению ударного депрессионно-репрессионного воздействия на прискважинную зону пласта через отверстия перфорации.
Параметры гидроимпульсного устройства выбирают таковыми, чтобы импульсы высокого давления и разрежения оказывали эффективное воздействие на прискважинную зону пласта, но не нарушали целостность обсадной колонны и цементного камня.
Скважинная жидкость может содержать химические реагенты для более производительной обработки. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, виброимпульсной, акустической и т.д.
Способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб и формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, отличающийся тем, что нижний срез колонны насосно-компрессорных труб оборудуют профилированным каналом и двумя гидроимпульсными устройствами, расположенными друг над другом, содержащими гидропневмоаккумуляторы с входными и выходными клапанами, причем выходной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора и входной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора обладают быстродействием на открывание и соединяют гидропневмоаккумуляторы с профилированным каналом, который направляют на перфорацию скважины, выходной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора открывают при достижении на забое максимального давления, входной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора открывают при достижении на забое минимального давления, входной клапан верхнего гидропневмоаккумулятора и выходной клапан нижнего гидропневмоаккумулятора имеют конструкцию обратного клапана для соединения гидропневмоаккумуляторов с полостью скважины, а колонну насосно-компрессорных труб в процессе обработки скважины перемещают по высоте.
