Скважинная струйная установка эмпи-угис-(11-20)г и способ ее работы

Изобретение относится к области насосной техники для испытания и освоения скважин. Скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб снизу вверх пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос (СН), в корпусе которого выполнены канал подвода (КП) рабочей среды в сопло, канал отвода (КО) смеси сред и КП откачиваемой из скважины среды. Сопло СН через КП рабочей среды подключено к затрубному пространству колонны труб, а КП откачиваемой среды со стороны входа в него и выход диффузора через КО смеси сред - к внутренней полости колонны труб. В корпусе СН соосно колонне труб установлен переключатель потока рабочей среды в виде подпружиненной относительно корпуса, подвижной в осевом направлении опорной втулки с размещенным в расточке корпуса упорным фланцем. В корпусе СН над упорным фланцем опорной втулки выполнен кольцевой канал, сообщенный с КП рабочей среды через КП откачиваемой среды и сопло, а в опорной втулке - перепускные отверстия и посадочное место для установки герметизирующего узла с отверстием для пропуска каротажного кабеля для подвески приборов или для установки на посадочное место депрессионной вставки с обратным клапаном и подвешенными под ней автономными приборами. В исходном верхнем положении опорной втулки выход КО смеси сред и КП откачиваемой среды перекрыты последней. В нижнем положении опорной втулки ее верхний торец расположен ниже выхода КО смеси сред. Перепускные отверстия опорной втулки сообщены с входом в КП откачиваемой среды. Изобретение направлено на повышение надежности работы и производительности установки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для испытания и освоения скважин.

Известна скважинная струйная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу вверх пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода рабочей среды и канал подвода откачиваемой из скважины среды, при этом в корпусе струйного насоса выполнен проходной канал с возможностью установки в нем сменных функциональных вставок и герметизирующего узла (см. патент RU 2176336 С1, кл. F 04 F 5/02, 27.11.2001).

Из этого же патента известен способ работы скважинной струйной установки, включающий установку в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйного насоса и закачку в пласт по колонне насосно-компрессорных труб химических реагентов с последующей откачкой из пласта продуктов реакции, при этом вначале в проходном канале корпуса струйного насоса устанавливают блокирующую вставку с проходным каналом, а затем блокирующую вставку заменяют на депрессионную вставку и после этого проводят подачу по колонне насосно-компрессорных труб в сопло струйного насоса рабочей среды и создают за счет этого в подпакерной зоне регулируемое давление с возможностью проведения дренирования пласта и других регламентных работ.

Данная скважинная струйная установка позволяет проводить в скважине ниже уровня установки струйного насоса обработку пласта, в том числе с созданием перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако возможности скважинной струйной установки используются не в полной мере, что связано с большими затратами времени на замену вставок, которое часто больше расчетного времени реакции кислотного раствора с минералами продуктивного пласта.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка, содержащая смонтированные на колонне труб пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода рабочей среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды, при этом в корпусе струйного насоса установлен переключатель потока рабочей среды, выход струйного насоса подключен к затрубному пространству колонны труб, сопло струйного насоса через канал подвода рабочей среды подключено к внутренней полости колонны труб выше переключателя и канал подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб ниже пакера (см. патент RU №2222717, кл. F 04 F 5/02, 27.01.2004).

Из этого патента известен способ работы скважинной струйной установки, заключающийся в том, что спускают в скважину установленные на колонне труб пакер и струйный насос с установленным в нем переключателем потока рабочей среды, устанавливают пакер и струйный насос над кровлей продуктивного пласта и производят распакеровку пакера, после этого с помощью насосного агрегата периодически подают рабочую среду в сопло струйного насоса и создают депрессию на продуктивный пласт, затем переключают направление подачи рабочей среды и создают репрессию на продуктивный пласт в виде гидроудара путем воздействия на продуктивный пласт давлением рабочей среды из колонны труб, после чего резко переключают подачу всей рабочей среды в сопло струйного насоса, что позволяет повторить описанный выше цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта депрессией и затем репрессией, при этом определяют степень восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта, причем возможна закачка в продуктивный пласт кислотного раствора через струйный насос.

Данная скважинная струйная установка позволяет переключать поток рабочей среды и оказывать воздействие на продуктивный пласт путем создания депрессии и репрессии. Однако используемый переключатель потока создает значительное гидравлическое сопротивление и занимает проходное сечение колонны труб, что не позволяет спускать в скважину оборудование и различного назначения приборы, например измерительные приборы, а также приборы для воздействия на пласт, что сужает возможности данной установки и способа ее работы.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение качества работ по увеличению дебитов скважин за счет усовершенствования технологии обработки продуктивного пласта жидкими агентами.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение надежности работы и производительности скважинной струйной установки при проведении обработки продуктивного пласта.

В части устройства как объекта изобретения указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб снизу вверх пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого установлены сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода рабочей среды в сопло, канал отвода смеси сред и канал подвода откачиваемой из скважины среды, при этом сопло струйного насоса через канал подвода рабочей среды подключено к затрубному пространству колонны труб, а канал подвода откачиваемой из скважины среды со стороны входа в него и выход диффузора через канал отвода смеси сред подключены к внутренней полости колонны труб, в корпусе струйного насоса соосно колонне труб установлен переключатель потока рабочей среды, выполненный в виде подпружиненной относительно корпуса, подвижной в осевом направлении опорной втулки с размещенным в расточке корпуса упорным фланцем и при этом в корпусе насоса над упорным фланцем опорной втулки выполнен кольцевой канал, сообщенный с каналом подвода рабочей среды через канал подвода откачиваемой среды и сопло, а в опорной втулке выполнены перепускные отверстия и посадочное место для установки на него спускаемого через колонну труб герметизирующего узла с осевым отверстием для пропуска через последнее каротажного кабеля или проволоки, на которых подвешены каротажные приборы для замера физических параметров скважины и откачиваемой из скважины среды, а также для определения ее дебитов или для установки на посадочное место депрессионной вставки с обратным клапаном и подвешенными под ней автономными приборами для замера физических параметров откачиваемой из скважины среды с возможностью регистрации кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве, причем в исходном верхнем положении опорной втулки выход канала отвода смеси сред и канал подвода откачиваемой среды перекрыты последней, а в нижнем положении опорной втулки ее верхний торец расположен ниже выхода канала отвода смеси сред, при этом перепускные отверстия опорной втулки сообщены с входом в канал подвода откачиваемой из скважины среды.

Участок колонны труб ниже корпуса струйного насоса может быть выполнен с внутренним диаметром не менее чем на 10% меньше внутреннего диаметра колонны труб на участке выше корпуса струйного насоса.

В части способа как объекта изобретения задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ работы скважинной струйной установки заключается в том, что на колонне труб спускают в скважину пакер и струйный насос, причем канал отвода смеси сред и канал подвода откачиваемой среды перекрыты подпружиненной относительно его корпуса опорной втулкой, проводят распакеровку пакера, а затем проводят закачку по колонне труб кислотного раствора и/или жидкости гидроразрыва в продуктивный пласт скважины и спускают по колонне труб в скважину на каротажном кабеле или проволоке, которые пропущены через осевое отверстие герметизирующего узла, каротажные приборы, располагают последние в зоне продуктивного пласта, а герметизирующий узел устанавливают на посадочное место в опорной втулке в корпусе струйного насоса, проводят регистрацию геофизических параметров в подпакерной зоне, в том числе в зоне продуктивного пласта, после чего подают по затрубному пространству колонны труб под давлением рабочую среду, под воздействием которой на упорный фланец опорной втулки через канал подвода рабочей среды, сопло, канал подвода откачиваемой среды и кольцевой канал опорную втулку с герметизирующим узлом смещают в нижнее положение, освобождая выход из канала отвода смеси сред и сообщая перепускные отверстия с входом в канал подвода откачиваемой из скважины среды, одновременно путем подачи рабочей среды под давлением через канал подвода рабочей среды в сопло струйного насоса проводят дренирование скважины и удаляют из продуктивного пласта продукты реакции и/или жидкость гидроразрыва с периодическим замером с помощью каротажных приборов дебитов скважины при 2-5 депрессиях различной величины на продуктивный пласт и непрерывной регистрацией забойного давления, а также состава откачиваемой из продуктивного пласта скважины жидкой среды, далее в процессе дренирования скважины проводят перемещение каротажных приборов вдоль ее ствола, регистрируя при этом геофизические параметры в подпакерной зоне, в том числе в зоне продуктивного пласта, а затем прекращают подачу рабочей среды, извлекают из скважины каротажные приборы с герметизирующим узлом и каротажным кабелем или проволокой, перемещая таким образом подпружиненную опорную втулку в ее верхнее положение и устанавливают на посадочное место в опорной втулке депрессионную вставку с обратным клапаном и автономными приборами под ней, после чего подают по затрубному пространству колонны труб под давлением рабочую среду и под ее воздействием смещают опорную втулку в ее нижнее положение и проводят повторное дренирование продуктивного пласта, а затем прекращают подачу рабочей среды в сопло струйного насоса и с помощью автономных приборов проводят регистрацию кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность и эффективность работы установки можно повысить путем оптимизации конструкции установки и за счет этого достичь более полной очистки прискважинной зоны пласта в скважинах и сократить время проведения этих работ.

Было выявлено, что гидродинамическое воздействие на прискважинную зону скважины позволяет наиболее эффективно использовать скважинную струйную установку при освоении и ремонте нефтегазовых скважин в ходе проведении работ по интенсификации притока нефти из продуктивного пласта. При этом установка позволяет проводить контрольные замеры как перед проведением, так и в процессе проведения обработки, что в свою очередь позволяет оценить техническое состояние скважины и свойства откачиваемой из скважины среды. По результатам изучения притока представляется возможность оценить качество обработки прискважинной зоны продуктивного пласта. Выполнение установки с переключателем потока рабочей среды в виде опорной втулки, подпружиненной относительно корпуса, позволяет проводить обработку продуктивного пласта путем закачки в пласт по колонне труб химических реагентов и/или жидкости гидроразрыва. При этом опорная втулка перекрывает каналы отвода смеси сред и откачиваемой сред, что предотвращает попадание химических реагентов и/или жидкости гидроразрыва в затрубное пространство. Выполнение опорной втулки с посадочным местом позволяет устанавливать во втулке различное технологическое оборудование и проводить гидродинамическую обработку продуктивного пласта, а также проводить замеры, в том числе регистрировать кривую восстановления пластового давления в подпакерном пространстве, а также создавать ступенчатые депрессии на продуктивный пласт и проводить его очистку от кольматирующих частиц и продуктов реакции обработки продуктивного пласта с химическими реагентами. Таким образом удается увеличивать радиус и качество обработки прискважинной зоны продуктивного пласта, причем существенно выравнивается профиль притока за счет более полного охвата продуктивного пласта гидродинамическим воздействием по его толщине.

На фиг.1 представлен продольный разрез скважинной струйной установки, на которой реализуется описываемый способ работы при обработке продуктивного пласта химическими реагентами или жидкостью гидроразрыва. На фиг.2 представлен продольный разрез установки с установленной в опорной втулке депрессионной вставкой с обратным клапаном и автономными приборами. На фиг.3 представлен продольный разрез установки с установленным в опорной втулке герметизирующим узлом.

Скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб 1 снизу вверх пакер 2 с выполненным в нем центральным каналом 3 и струйный насос 4, в корпусе 5 которого установлены сопло 6 и камера смешения 7 с диффузором 8, а также выполнены канал 9 подвода рабочей среды в сопло 6, канал 10 отвода смеси сред и канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды. Сопло 6 струйного насоса 4 через канал 9 подвода рабочей среды подключено к затрубному пространству 12 колонны труб 1, а канал 11 откачиваемой из скважины среды со стороны входа в него и выход диффузора 8 через канал 10 отвода смеси сред подключены к внутренней полости 26 колонны труб 1. В корпусе 5 струйного насоса 4 соосно колонне труб 1 установлен переключатель потока рабочей среды, выполненный в виде подпружиненной посредством пружины 13 относительно корпуса 5, подвижной в осевом направлении опорной втулки 14 с размещенным в расточке корпуса 5 упорным фланцем 15 и при этом в корпусе 5 над упорным фланцем 15 опорной втулки 14 выполнен кольцевой канал 16, сообщенный с каналом 9 подвода рабочей среды через канал 11 подвода откачиваемой среды и сопло 6, а в опорной втулке 14 выполнены перепускные отверстия 17 и посадочное место 18 для установки на него спускаемого через колонну труб 1 герметизирующего узла 19 с осевым отверстием 20 для пропуска через последнее каротажного кабеля или проволоки 21, на которых подвешены каротажные приборы 22 для замера физических параметров скважины и откачиваемой из скважины среды, а также для определения ее дебитов или для установки на посадочное место 18 депрессионной вставки 23 с обратным клапаном 24 и подвешенными под ней автономными приборами 25 для замера физических параметров откачиваемой из скважины среды с возможностью регистрации кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве. В исходном верхнем положении опорной втулки 14 выход канала 10 отвода смеси сред и канал 11 подвода откачиваемой среды перекрыты опорной втулкой 14. В нижнем положении опорной втулки 14 ее верхний торец расположен ниже выхода канала 10 отвода смеси сред, при этом перепускные отверстия 17 опорной втулки 14 сообщены с входом в канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды.

Участок колонны труб 1 ниже корпуса 5 струйного насоса 4 выполнен с внутренним диаметром не менее чем на 10% меньше внутреннего диаметра колонны труб 1 на участке выше корпуса 5 струйного насоса 4.

Способ работы скважинной струйной установки.

На колонне труб 1 спускают в скважину пакер 2 и струйный насос 4, причем канал 10 отвода смеси сред и канал 11 подвода откачиваемой среды перекрыты подпружиненной относительно корпуса 5 струйного насоса 4 опорной втулкой 14. Проводят распакеровку пакера 2, а затем проводят закачку по колонне труб 1 кислотного раствора и/или жидкости гидроразрыва в продуктивный пласт скважины и спускают по колонне труб 1 в скважину на каротажном кабеле или проволоке 21, которые пропущены через осевое отверстие 20 герметизирующего узла 19, каротажные приборы 22. Располагают последние в зоне продуктивного пласта, а герметизирующий узел 19 устанавливают на посадочное место 18 в опорной втулке 14 в корпусе 5 струйного насоса 4. Проводят регистрацию геофизических параметров в подпакерной зоне, в том числе в зоне продуктивного пласта, после чего подают по затрубному пространству 12 колонны труб 1 под давлением рабочую среду, под воздействием которой на упорный фланец 15 опорной втулки 14 через канал 9 подвода рабочей среды, сопло 6, канал 11 подвода откачиваемой и кольцевой канал 16, опорную втулку 14 с герметизирующим узлом 19 смещают в нижнее положение, освобождая выход из канала 10 отвода смеси сред и сообщая перепускные отверстия 17 с входом в канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды. Одновременно путем подачи рабочей среды под давлением через канал 9 подвода рабочей среды в сопло 6 струйного насоса 4 проводят дренирование скважины и удаляют из продуктивного пласта продукты реакции и/или жидкость гидроразрыва с периодическим замером с помощью каротажных приборов 22 дебитов скважины при 2-5 депрессиях различной величины на продуктивный пласт и непрерывной регистрацией забойного давления, а также состава откачиваемой из продуктивного пласта скважины жидкой среды. Далее в процессе дренирования скважины проводят перемещение каротажных приборов 22 вдоль ее ствола, регистрируя при этом геофизические параметры в подпакерной зоне, в том числе в зоне продуктивного пласта. Затем прекращают подачу рабочей среды, извлекают из скважины каротажные приборы 22 с герметизирующим узлом 19 и каротажным кабелем или проволокой 21, перемещая таким образом подпружиненную опорную втулку 14 в ее верхнее положение, и устанавливают на посадочное место 18 в опорной втулке 14 депрессионную вставку 23 с обратным клапаном 24 и автономными приборами 25 под ней, после чего подают по затрубному пространству 12 колонны труб 1 под давлением рабочую среду и под ее воздействием смещают опорную втулку 14 в ее нижнее положение и проводят повторное дренирование продуктивного пласта. Затем прекращают подачу рабочей среды в сопло 6 струйного насоса 4 и с помощью автономных приборов 25 проводят регистрацию кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины.

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.

1. Скважинная струйная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу вверх пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого установлены сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода рабочей среды в сопло, канал отвода смеси сред и канал подвода откачиваемой из скважины среды, при этом сопло струйного насоса через канал подвода рабочей среды подключено к затрубному пространству колонны труб, а канал подвода откачиваемой из скважины среды со стороны входа в него и выход диффузора через канал отвода смеси сред подключены к внутренней полости колонны труб, в корпусе струйного насоса соосно с колонной труб установлен переключатель потока рабочей среды, выполненный в виде подпружиненной относительно корпуса, подвижной в осевом направлении опорной втулки с размещенным в расточке корпуса упорным фланцем, и при этом в корпусе насоса над упорным фланцем опорной втулки выполнен кольцевой канал, сообщенный с каналом подвода рабочей среды через канал подвода откачиваемой среды и сопло, а в опорной втулке выполнены перепускные отверстия и посадочное место для установки на него спускаемого через колонну труб герметизирующего узла с осевым отверстием для пропуска через последнее каротажного кабеля или проволоки, на которых подвешены каротажные приборы для замера физических параметров скважины и откачиваемой из скважины среды, а также для определения ее дебитов или для установки на посадочное место депрессионной вставки с обратным клапаном и подвешенными под ней автономными приборами для замера физических параметров откачиваемой из скважины среды с возможностью регистрации кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве, причем в исходном верхнем положении опорной втулки выход канала отвода смеси сред и канал подвода откачиваемой среды перекрыты последней, а в нижнем положении опорной втулки ее верхний торец расположен ниже выхода канала отвода смеси сред, при этом перепускные отверстия опорной втулки сообщены с входом в канал подвода откачиваемой из скважины среды.

2. Скважинная струйная установка по п.1, отличающаяся тем, что участок колонны труб ниже корпуса струйного насоса выполнен с внутренним диаметром не менее чем на 10% меньше внутреннего диаметра колонны труб на участке выше корпуса струйного насоса.

3. Способ работы скважинной струйной установки, заключающийся в том, что на колонне труб спускают в скважину пакер и струйный насос, причем канал отвода смеси сред и канал подвода откачиваемой среды перекрыты подпружиненной относительно его корпуса опорной втулкой, проводят распакеровку пакера, а затем проводят закачку по колонне труб кислотного раствора и/или жидкости гидроразрыва в продуктивный пласт скважины и спускают по колонне труб в скважину на каротажном кабеле или проволоке, которые пропущены через осевое отверстие герметизирующего узла, каротажные приборы, располагают последние в зоне продуктивного пласта, а герметизирующий узел устанавливают на посадочное место в опорной втулке в корпусе струйного насоса, проводят регистрацию геофизических параметров в подпакерной зоне, в том числе в зоне продуктивного пласта, после чего подают по затрубному пространству колонны труб под давлением рабочую среду, под воздействием которой на упорный фланец опорной втулки через канал подвода рабочей среды, сопло, канал подвода откачиваемой среды и кольцевой канал опорную втулку с герметизирующим узлом смещают в нижнее положение, освобождая выход из канала отвода смеси сред и сообщая перепускные отверстия с входом в канал подвода откачиваемой из скважины среды, одновременно путем подачи рабочей среды под давлением через канал подвода рабочей среды в сопло струйного насоса проводят дренирование скважины и удаляют из продуктивного пласта продукты реакции и/или жидкость гидроразрыва с периодическим замером с помощью каротажных приборов дебитов скважины при 2-5 депрессиях различной величины на продуктивный пласт и непрерывной регистрацией забойного давления, а также состава откачиваемой из продуктивного пласта скважины жидкой среды, далее в процессе дренирования скважины проводят перемещение каротажных приборов вдоль ее ствола, регистрируя при этом геофизические параметры в подпакерной зоне, в том числе в зоне продуктивного пласта, а затем прекращают подачу рабочей среды, извлекают из скважины каротажные приборы с герметизирующим узлом и каротажным кабелем или проволокой, перемещая таким образом подпружиненную опорную втулку в ее верхнее положение, и устанавливают на посадочное место в опорной втулке депрессионную вставку с обратным клапаном и автономными приборами под ней, после чего подают по затрубному пространству колонны труб под давлением рабочую среду и под ее воздействием смещают опорную втулку в ее нижнее положение и проводят повторное дренирование продуктивного пласта, а затем прекращают подачу рабочей среды в сопло струйного насоса и с помощью автономных приборов проводят регистрацию кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины.