Способ очистки перфорации призабойной зоны скважины
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно к способам очистки призабойных зон перфорации эксплуатационных скважин нефтяных месторождений. При осуществлении способа создают депрессионный перепад давления между полостью скважины и полостью насосно-компрессорных труб за счет спуска в скважину насосно-компрессорных труб, снабженных последовательно расположенными в порядке удаленности от дневной поверхности гидровакуумной желонкой в закрытом положении, пакером и клапаном-хлопушкой, посадкой пакера осуществляют отделение призабойной зоны перфорации под пакером от полости скважины над пакером, за счет открытия гидровакуумной желонки осуществляют рывок жидкости из пласта в полость насосно-компрессорных труб и удаление загрязнений из призабойной зоны перфорации. Повышается качество обработки, снижается трудоемкость. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно к способам очистки призабойных зон перфорации эксплуатационных скважин нефтяных месторождений.
Известен способ очистки призабойной зоны пласта, включающий заполнение скважины рабочей жидкостью при атмосферном давлении и с обеспечением над ее зеркалом небольшого по высоте воздушного пространства. Предварительно проводят анализ геофизических и/или гидродинамических данных по скважине и с учетом его результатов осуществляют выравнивание профиля притока пласта, которое выполняют с использованием преимущественно ультразвуковых колебаний. Затем осуществляют неоднократное воздействие на нее чередующимися этапами создания и стравливания избыточного давления, создаваемого сжатым газом, преимущественно воздухом, который подают в указанное воздушное пространство. При этом продолжительность этапа создания избыточного давления устанавливают менее 0,1 периода резонансной частоты колебаний столба рабочей жидкости, заполняющей скважину, в качестве технологического параметра, определяющего продолжительность процесса воздействия чередующимися этапами создания и стравливания избыточного давления, используют количество жидкости, поступающей из скважины. Процесс воздействия чередующимися этапами создания и стравливания избыточного давления ведут до тех пор, пока объем жидкости, поступившей из скважины, составит не менее 0,01 м3 на один погонный метр мощности пласта, которую как один из основополагающих параметров определяют при анализе вышеуказанных данных (патент на изобретение RU 2396420, МПК Е21В 37/00).
Однако применение генератора ультразвуковых колебаний усложняет способ и увеличивает его длительность.
Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием, включающий формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб, стравливание давления при передвижении флюида из призабойной зоны к дневной поверхности, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта. Депрессионный перепад давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб и периодические импульсы давления создают путем закачки флюида в трубное пространство скважины при создании заданного давления в ресивере в течение времени Т1, а стравливание до заданного давления производят при открытии клапана управления в течение времени Т2 через ресивер и полость затрубного пространства. Осуществляют повторение этапов стравливания и создания импульсов давления при постоянном контроле по устьевому датчику и датчику давления призабойной зоны на каждом цикле при одной и той же производительности закачки флюида (патент на изобретение RU 2272902, МПК Е21В 43/25).
Однако для осуществления способа необходимо применять насосы, создающие давление флюида в затрубном пространстве и в полости насосно-компрессорных труб.
Известен способ многоциклового импульсного воздействия на пласт с очисткой прискважинной зоны, включающий спуск в скважину на кабеле депрессионной камеры с атмосферным давлением и создание кратковременных импульсных депрессионных и репрессионных воздействий на пласт в виде циклов импульсных депрессионно-репрессионных затухающих колебаний, образующихся за счет интенсивного перетока скважинной жидкости в депрессионную камеру при мгновенном открытии впускного клапана. Величину первого депрессионного импульса устанавливают равной 30-45% от величины гидростатического давления регулированием гидравлического сопротивления впускного клапана. За счет инерции движения столба скважинной жидкости в процессе заполнения депрессионной камеры создают импульсное репрессионное воздействие на пласт, превышающее на 10-40% величину первого депрессионного импульса с обеспечением до 15-20 циклов депрессионно-репрессионных затухающих колебаний для раскачивания пробок, закупоривающих фильтрационные каналы (патент на изобретение RU 2136874, МПК Е21В 43/25, Е21В 37/00, Е21В 43/18).
Однако объем депрессионной камеры может оказаться недостаточным для качественной очистки фильтров призабойной зоны.
Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием, включающий формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб путем закачки флюида в затрубное пространство скважины при закрытии прерывателем полости насосно-компрессорных труб. Затем при закрытии на устье полости затрубного пространства и резком открытии прерывателем полости насосно-компрессорных труб осуществляют стравливание давления при интенсивном передвижении флюида из призабойной зоны пласта по насосно-компрессорным трубам к дневной поверхности. В процессе стравливания путем коммутации прерывателем потока жидкости в призабойной зоне пласта создают периодические импульсы давления в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости насосно-компрессорных труб. Создание импульсов осуществляют на каждом этапе стравливания давления путем резкого перекрытия полости НКТ прерывателем в период наиболее интенсивного подъема флюида из скважины.
Затухающие колебания контролируют по устьевому датчику давления, установленному в полости насосно-компрессорных труб, и прерывают в начальный период депрессионного подъема давления на уровне призабойной зоны путем открытия прерывателем полости насосно-компрессорных труб. Этапы стравливания, формирования импульсов давления и прерывания последних повторяют до снижения сформированного перепада давления (патент на изобретение RU 2159326, МПК Е21В 43/25).
Однако поток жидкости из затрубного пространства сразу попадает в колонну насосно-компрессорных труб, только лишь омывая зону перфорации, не позволяя качественно ее очистить от минеральных отложений и пластовой грязи.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего производить качественную очистку призабойной зоны перфорации, например, засорившейся в процессе эксплуатации.
Технический результат заключается в повышении качества очистки призабойной зоны перфорации при снижении трудоемкости.
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе очистки перфорации призабойной зоны согласно решению создают депрессионный перепад давления между полостью скважины и полостью насосно-компрессорных труб за счет спуска в скважину насосно-компрессорных труб, снабженных последовательно расположенными в порядке удаленности от дневной поверхности гидровакуумной желонкой в закрытом положении, пакером и клапаном-хлопушкой, посадкой пакера осуществляют отделение призабойной зоны под пакером от полости скважины над пакером, за счет открытия гидровакуумной желонки осуществляют рывок жидкости из пласта в полость насосно-компрессорных труб и удаление загрязнений из перфорации призабойной зоны. После попадания загрязнений из зоны перфорации в полость насосно-компрессорных труб осуществляют закрытие гидровакуумной желонки, а после отстаивания загрязнений в области над клапаном-хлопушкой осуществляют повторное открытие гидровакуумной желонки для повторной очистки перфорации призабойной зоны. После заполнения полости насосно-компрессорных труб жидкостью осуществляют свабирование. Осуществляют смягчение силы рывка жидкости за счет штуцера, расположенного под гидровакуумной желонкой, и/или за счет частичного заполнения жидкостью полости насосно-компрессорных труб над гидровакуумной желонкой до ее открытия. Осуществляют усиление силы рывка жидкости за счет перетекания с высокой скоростью жидкости из полости скважины над пакером в полость насосно-компрессорных труб через инжектор, расположенный под гидровакуумной желонкой, и/или за счет попеременной подачи жидкости и газа под давлением в полость скважины над пакером, и последующего перетекания жидкости и газа в полость насосно-компрессорных труб через инжектор, расположенный под гидровакуумной желонкой.
Изобретение поясняется чертежом, демонстрирующим устройство для осуществления заявляемого способа. Позициями на чертеже обозначены:
1 - скважина;
2 - пласт;
3 - перфорация;
4 - призабойная зона скважины;
5 - насосно-компрессорная труба;
6 - гидровакуумная желонка;
7 - инжектор;
8 - штуцер;
9 - пакер;
10 - клапан-хлопушка.
Способ очистки перфорации призабойной зоны скважины заключается в следующем. В скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с последовательно размещенными на ней (считая от нижнего конца) пером-хлопушкой (клапаном-хлопушкой), пакером, штуцером, гидровакуумной желонкой многоразового использования (ГВЖ), снабженной клапаном, находящимся при спуске в закрытом положении. Производят посадку пакера выше зоны перфорации на 5-10 метров, отделяя призабойную зону скважины от полости скважины, расположенной выше пакера. После этого открывают клапан на ГВЖ, производя разгрузку на пакер весом в зависимости от длины НКТ. Происходит резкий рывок жидкости из подпакерного пространства и зоны перфорации в полость НКТ, вызванный депрессией - разницей между давлением воздуха в НКТ над ГВЖ и давлением жидкости в зоне перфорации скважины. Резкий рывок длится в течение нескольких секунд, затем поток жидкости стабилизируется за счет гашения от штуцера. В случае если скважина очень глубокая, депрессия может быть чрезмерной, поэтому силу рывка ограничивают, снижая разницу между давлением в НКТ и в скважине путем добавления столба технической жидкости в НКТ над ГВЖ с высотой, зависящей от глубины скважины. За счет резкого рывка загрязняющие вещества вылетают из перфорации, затем устанавливается стационарное течение жидкости, вымывающее загрязняющие вещества из призабойной зоны в НКТ. Через минуту выбирают вес подвески НКТ для перекрытия клапана на ГВЖ, но не срывая пакер, и оставляют клапан ГВЖ закрытым на 10-15 минут для успокоения динамических движений жидкости. Благодаря наличию клапана-хлопушки жидкость, поступившая из скважины в НКТ, не возвращается обратно, но отстаивается, за счет чего весь мусор, перекрывавший проход жидкости через перфорацию, скапливается между ГВЖ и клапаном-хлопушкой. Через 10-15 минут повторяют депрессионное воздействие на пласт, вновь открывая клапан на ГВЖ, и таким образом производят 20-30 депрессионных воздействий на перфорацию призабойной зоны скважины, пока НКТ не заполнится настолько, что разница давлений в НКТ и в зоне перфорации скважины окажется недостаточной для создания очередного мощного рывка. В случае необходимости повторить цикл очистки призабойной зоны перфорации выбирают вес подвески НКТ и закрывают клапан на ГВЖ, не срывая пакер, а затем производят свабирование для извлечения жидкости из НКТ до ГВЖ, либо до исходного уровня для глубоких скважин. После свабирования приступают к очередному циклу очистки призабойной зоны перфорации. Обработку скважин проводят за 1-5 циклов в зависимости от загрязненности зоны перфорации.
В случае очень сильного засорения зоны перфорации производят кислотную обработку. Для этого выбирают вес подвески НКТ для срыва пакера, восстанавливая сообщение призабойной зоны с остальной полостью скважины. Затем производят обратную промывку путем подачи технической жидкости в НКТ под давлением для удаления пластовой грязи из зоны перфорации в полость скважины над пакером. После промывки производят закачку кислоты через НКТ в призабойную зону, производят посадку пакера и продолжают закачку кислоты в объеме, необходимом для обработки зоны перфорации. Затем производят свабирование в НКТ - извлекают продукты реакции, тем самым снижают уровень жидкости в НКТ до необходимого, обеспечивая возможность проведения очистки перфорации призабойной зоны. Цикл очистки перфорации призабойной зоны депрессионным воздействием повторяют для полного извлечения продуктов реакции и освоения скважины.
В случае проведения очистки перфорации призабойной зоны в скважине, глубина которой не позволяет получить достаточной депрессии, на опрессованной НКТ, спускаемой в скважину, последовательно (считая от нижнего конца) располагают перо-хлопушку, пакер, штуцер, инжектор, ГВЖ. Клапан на ГВЖ во время спуска оставляют в закрытом положении, в результате чего внутри НКТ возникает депрессия. После посадки пакера на заданной глубине чуть выше зоны перфорации производят разгрузку около 6 тонн на пакер, вследствие чего происходит открытие клапана на ГВЖ, ведущего к резкому рывку жидкости из зоны перфорации в полость НКТ с более низким давлением. Резкий рывок длится в течение нескольких секунд, за счет чего загрязняющие вещества вылетают из перфорации, затем поток жидкости стабилизируется за счет гашения от штуцера, примерно за 1 мин работы устанавливается стационарное течение жидкости, вымывающее загрязняющие вещества из призабойной зоны в НКТ. В то же самое время начинают закачку под давлением технической жидкости в полость скважины над пакером, например, используя цементировочный аппарат, жидкость проходит через инжектор и, врываясь на большой скорости в полость НКТ, создает дополнительную депрессию. В результате сложения депрессий возникает достаточная сила для вытягивания загрязнений из призабойной зоны и очистки перфорации. Помимо технической жидкости возможна периодическая подача газа в полость скважины над пакером, например за счет применения азотного компрессора, в таком случае образуются движущиеся вниз по скважине пузыри сильно сжатого воздуха, которые при достижении инжектора врываются в НКТ и устремляются вверх, создавая рывок, подобный возникающему при открытии клапана на ГВЖ, и утягивая за собой жидкость из НКТ и способствуя более качественной очистке перфорации призабойной зоны.
Возможен случай, когда перфорация забита настолько, что после первого открытия клапана на ГВЖ и рывка жидкости из призабойной зоны в полость НКТ, жидкость из пласта через перфорацию не поступает. В таком случае для предотвращения разрушения скважины закрывают клапан на ГВЖ, срывают пакер для выравнивания давления в подпакерном и надпакерном пространстве скважины. Затем вновь производят посадку пакера и открытие клапана на ГВЖ. Действия повторяют 4-5 раз до удаления пробок из перфорации.
Пример осуществления способа. Работы велись на скважине глубиной 3250 метров с пластовым давлением 320 атмосфер. Осуществили посадку пакера на расстоянии 7 метров от перфорации призабойной зоны, а затем разгрузкой 6 тонн на пакер открыли клапан ГВЖ. Произошел резкий рывок из подпакерного пространства и из зоны перфорации за счет депрессии - 180 атмосфер в НКТ. Резкий рывок происходил в течение нескольких секунд, затем гасился за счет штуцера и столба жидкости над ГВЖ высотой 100 метров и превращался в равномерный поток. В это же время наземной аппаратурой (а именно цементировочным аппаратом ЦА-320) поддерживали давление 150 атмосфер в надпакерной полости скважины, вследствие чего работающий инжектор создавал дополнительную депрессию - 100 атмосфер в НКТ под инжектором. В результате в первые минуты работы разница давлений с разных сторон перфорации достигала 280 атмосфер, через 30 минут жидкость заполнила НКТ над ГВЖ, и разница давлений снизилась до 100 атмосфер, создаваемых депрессией от инжектора. В результате из призабойной зоны было извлечено 200 килограмм пластовой грязи, металлической пыли и крошки, песка, фрагменты резины и пластмасс, кусочки проволоки и каротажного кабеля.
1. Способ очистки перфорации призабойной зоны скважины, характеризующийся тем, что создают депрессионный перепад давления между полостью скважины и полостью насосно-компрессорных труб за счет спуска в скважину насосно-компрессорных труб, снабженных последовательно расположенными в порядке удаленности от дневной поверхности гидровакуумной желонкой в закрытом положении, пакером и клапаном-хлопушкой, посадкой пакера осуществляют отделение призабойной зоны под пакером от полости скважины над пакером, за счет открытия гидровакуумной желонки осуществляют рывок жидкости из пласта в полость насосно-компрессорных труб и удаление загрязнений из перфорации призабойной зоны.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после попадания загрязнений из зоны перфорации в полость насосно-компрессорных труб осуществляют закрытие гидровакуумной желонки, а после отстаивания загрязнений в области над клапаном-хлопушкой осуществляют повторное открытие гидровакуумной желонки для повторной очистки перфорации призабойной зоны.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после заполнения полости насосно-компрессорных труб жидкостью осуществляют свабирование.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют смягчение силы рывка жидкости за счет штуцера, расположенного под гидровакуумной желонкой.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют смягчение силы рывка жидкости за счет частичного заполнения жидкостью полости насосно-компрессорных труб над гидровакуумной желонкой до ее открытия.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют усиление силы рывка жидкости за счет перетекания с высокой скоростью жидкости из полости скважины над пакером в полость насосно-компрессорных труб через инжектор, расположенный под гидровакуумной желонкой.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют усиление силы рывка жидкости за счет попеременной подачи жидкости и газа под давлением в полость скважины над пакером, и последующего перетекания жидкости и газа в полость насосно-компрессорных труб через инжектор, расположенный под гидровакуумной желонкой.
