Способ изоляции притока пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины
Владельцы патента RU 2661171:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к изоляции водопритоков в горизонтальных участках скважин. Способ изоляции притока пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины включает извлечение внутрискважинного оборудования, проведение геофизических исследований в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины, определение интервала притока воды из водоносного горизонта и спуск на гибкой трубе компоновки. Компоновка состоит из коннектора, двух обратных клапанов створчатого типа, аварийного разъединителя, перфорированного патрубка с набухающими пакерами длиной по 1 м. К концу перфорированного патрубка с помощью муфтовых соединений прикреплена полнопроходная трубка с внутренним седлом. Изначально уплотнительные элементы набухающих пакеров оставляют на время разбухания. Затем производят сброс шара из композитного материала, диаметр которого равен диаметру седла полнопроходной трубки. После шара прокачивают водоизоляционную композицию с продавкой буферной жидкостью. Сброшенный шар попадает в седло полнопроходной трубки, тем самым перекрывая ее внутреннее пространство. После этого прокачивают водоизоляционную композицию в перфорационные отверстия перфорированного патрубка в обводнявшийся интервал пласта. Затем производят сброс шара в гибкие трубы до аварийного разъединителя и подают гидравлическое давление. Гибкую трубу отсоединяют от перфорированного патрубка и поднимают ее на дневную поверхность. Затем скважину оставляют на ОЗЦ. После этого в скважину спускают компоновку с фрезой и проводят работы по разбуриванию перфорированного патрубка, набухающих пакеров и остатков водоизоляционной композиции с вымывом их на дневную поверхность. В конце спускают внутрискважинное оборудование, скважину осваивают и выводят на режим. Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ, продлить безводный период эксплуатации скважины. 6 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для изоляции водопритоков в горизонтальных участках нефтедобывающих скважин.
Известен способ изоляции пластовых вод с использованием безмуфтовой длинномерной трубы (патент РФ №2188929, кл. 7 Е21В 33/13, 2002).
Недостатком данного способа является невозможность использования его в субгоризонтальной и горизонтальной скважине, так как способ не позволяет произвести закачку водоизолирующей композиции в заданный интервал ствола скважины.
Известен способ проведения водоизоляционных работ в горизонтальных скважинах, заключающийся в закачке по насосно-компрессорным трубам в обводненный интервал горизонтального ствола водоизолирующей композиции с последующей установкой металлического перекрывателя из гофрированных труб [патент РФ №2114990, кл. 6 Е21В 43/32, 33/13, 1996].
Недостатком указанного способа является сложность закачки водоизолирующей композиции строго в обводненный интервал горизонтального ствола скважины, а также невозможность осуществления способа в необсаженном стволе скважины.
Известен способ изоляции пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке добывающей скважины, согласно которому после спуска колонны НКТ до забоя горизонтального участка ствола скважины межтрубное пространство необсаженного горизонтального участка заполняют цементным раствором, модифицированным поливинилацетатным реагентом, проводят выдержку в течение 2-3 часов с последующей промывкой скважины (патент РФ №2273722, кл. Е21В 33/13, 2004). Согласно способу напротив интервалов водопроявляющих пластов образуют тонкую плотную водонепроницаемую корку.
Недостатком способа является возможность быстрого прорыва изолируемой воды в горизонтальный ствол скважины вдоль тонкой непроницаемой корки в скважину. Этому способствует то, что, как правило, горизонтальные стволы пробурены вдоль напластования пород, а проницаемость пород вдоль напластования значительно выше, чем в поперечном направлении. Поэтому пластовая вода может легко фильтроваться по напластованию пород вдоль тонкой непроницаемой корки и прорываться в полость горизонтального ствола.
Известен способ изоляции пластовых вод в горизонтальной нефтяной или газовой скважине (патент РФ №2055156, кл. 6 Е21В 33/13, 1996).
Недостатком указанного способа является невозможность его реализации в горизонтальной скважине со сложной конструкцией забоя, кроме того, способ не позволяет произвести закачку водоизолирующей композиции в заданный интервал скважины с открытым забоем.
Известен также способ изоляции водопроявляющих пластов (см. Патент РФ №2152507, 7 Е21В 33/13, 33/19 БИ №19, 2000 г.), включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) в скважину, закачку через них изоляционного раствора с крепящими свойствами и продавливание его в изолируемый пласт под избыточным давлением.
При этом в качестве тампонажного раствора используют пластифицированный цементный раствор реагентом СЕПАКОЛ СЕ-5381 или отходами водоочистных сооружений.
К недостаткам известного способа можно отнести следующее.
Способ требует для своего осуществления больших материальных и трудовых затрат, связанных с установкой цементного моста с последующим разбуриванием его после ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ), а также затрат времени.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины, включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами, создание непроницаемого экрана в интервале водопроявляющего пласта и последующее вымывание водоизоляционного раствора из скважины обратной циркуляцией после начала схватывания водоизоляционного состава (Патент РФ №2578095, опубл. 20.03.2016 г.).
Недостатком данного способа является существенное сужение горизонтального участка ствола скважины после проведения водоизоляционных работ по причине оставления расширяемой втулки с уплотнительными (резиновыми) кольцами, а также обратного клапана.
Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности изоляции притока пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в разработке эффективного способа изоляции притока пластовых вод в горизонтальном необсаженном участке ствола нефтедобывающей скважины, закачке водоизолирующей композиции в заданный интервал горизонтального ствола.
Поставленная задача и технический результат достигается тем, что способ изоляции притока пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины включает извлечение внутрискважинного оборудования, проведение геофизических исследований в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины и определение интервала притока воды из водоносного горизонта. Спуск на гибкой трубе компоновки, состоящей из коннектора, двух обратных клапанов створчатого типа, аварийного разъединителя, перфорированного патрубка с набухающими пакерами, причем длина каждого набухающего пакера равна 1 м. К концу компоновки с помощью муфтовых соединений прикреплена полнопроходная трубка с внутренним седлом. Оставление на время разбухания уплотнительных элементов набухающих пакеров. Сброс шара из композитного материала, диаметр которого равен диаметру седла полнопроходной трубки, и прокачивание водоизоляционной композиции с продавкой ее буферной жидкостью. Сброшенный шар, проходя через внутреннее пространство гибких труб и перфорированного патрубка, попадает в седло полнопроходной трубки, тем самым перекрывая ее внутреннее пространство, в свзи с чем водоизоляционная композиция начинает прокачиваться в перфорационные отверстия перфорированного патрубка в обводнявшийся интервал пласта.
В качестве водоизоляционного состава предлагается использовать состав, включающий микродур R-U, полифункциональный модификатор PFM-ISO, суперпластификатор F-10 и воду при водоцементном отношении 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%: микродур R-U 48,75-49,05, полифункциональный модификатор PFM-ISO 1,0-1,2%, суперпластификатор F-10 0,9-1,3%, вода - остальное [Патент РФ №2613067. Состав для ремонтно-изоляционных работ в скважинах / Леонтьев Д.С., Кустышев А.В., Клещенко И.И. и др.].
Взаимное влияние компонентов друг на друга, их синергетическое действие в предложенном составе позволяет за счет реакции и отверждения в пластовых условиях образовывать прочный камнеобразный материал.
Состав можно применять для водоизоляции и крепления коллекторов с низкими фильтрационно-емкостными свойствами, поскольку он закачивается в пласт в виде маловязкого раствора, что и позволяет его прокачивать в радиальный канал.
После прокачивания необходимого объема водоизоляционной композиции в обводнившийся интервал пласта производится сброс шара в гибкие трубы до аварийного разъединителя, подается гидравлическое давление, гибкая труба отсоединяется от перфорированного патрубка и поднимается на поверхность. После этого скважина оставляется на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ).
После ОЗЦ проводят спуск в скважину компоновки с фрезой и проводят работы по разбуриванию перфорированного патрубка, набухающих пакеров и остатков водоизоляционной композиции с вымывом на дневную поверхность. После окончания разбуриваемых работ скважину промывают, спускают внутрискважинное оборудование, скважину осваивают и выводят на режим.
Новизна изобретения заключается в применении полнопроходной трубки с внутренним седлом, прикрепленной к концу перфорированного патрубка с помощью муфтовых соединений и предназначенной для перекрытия внутреннего пространства после прокачки в гибкие трубы шара, диаметр которого равен диаметру седла полнопроходной трубки, путем попадания его в седло полнопроходной трубки. Также новым является то, что в качестве водоизоляционной композиции применяется высокопроникающая водоизоляционная композиция на основе микродура R-U, полифункционально модификатора PFM-ISO, суперпластификатора F-10.
Изобретение сопровождается чертежами.
Фиг. 1 - приток пластовых вод в нефтедобывающую скважину с горизонтальным окончанием.
Фиг. 2 - спуск в скважину компоновки с перфорированным патрубком и набухающими пакерами.
Фиг. 3 - сброс шара до седла полнопроходной трубки и прокачивание водоизоляционной композиции.
Фиг. 4 - сброс шара до аварийного разъединителя и подача гидравлического давления.
Фиг. 5 - спуск компоновки с фрезой.
Фиг. 6 - спуск в скважину внутрискважинного оборудования.
Способ реализуется следующим образом.
Горизонтальную скважину (1), вскрывшую продуктивный пласт (2) и обводнившийся по причине притока пластовых вод (3) из водоносного горизонта (4) останавливают. Из скважины (1) извлекают внутрискважинное борудование (к примеру щелевой хвостовик (5) с центраторами (6)) (фиг. 1). Проводят геофизические исследования в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины 1, например, с использованием комплексного геофизического прибора типа АГАТ-КГ-42-6В и определяют интервал 3 притока воды из водоносного горизонта 4.
Для этого спускают геофизический прибор в необсаженный горизонтальный участок ствола на гибкой трубе с запасованным кабелем, определяют изменение фазового состава по профилю горизонтального ствола при многофазном составе добываемой продукции и определяют длину L интервала 3 водоносного горизонта 4 необсаженного горизонтального участка ствола скважины 1, подлежащего проведению водоизоляционных работ.
На гибкой трубе (7) спускают компоновку, состоящую из коннектора, двух обратных клапанов створчатого типа, аварийного разъединителя, перфорированного патрубка (8) с набухающими пакерами (9) длиной по 1 м каждый так, чтобы интервал между набухающими пакерами был на 1-2 м длиннее обводнившегося интервала L в горизонтальном участке скважины (1).
Коннектор, обратные клапаны и аварийный разъединитель можно применять любых известных конструкций. Водонабухающие пакеры (9) выполнены в виде эластичных рукавов длиной по 1 м. В качестве водонабухающих пакеров можно применять набухающие пакеры любой известной конструкции. В качестве патрубка (8) применяют отрезок насосно-компрессорной трубы с каналами в виде отверстий.
К концу перфорированного патрубка (8) с помощью муфтовых соединений прикреплена полнопроходная трубка с внутренним седлом (10) (фиг. 2).
После спуска в горизонтальный участок скважины (1) компоновку с набухающими пакерами (9) оставляют на время разбухания уплотнительных элементов (например, от 48 до 96 часов). После этого в гибкие трубы (7) сбрасывают шар (11) из композитного материала, диаметр которого равен диаметру седла полнопроходной трубки, и прокачивают водоизоляционную композицию (12) с продавкой буферной жидкостью (13). Сброшенный шар (поз. 11 фиг. 3) попадает в седло полнопроходной трубки (10), тем самым перекрывая ее внутреннее пространство. Водоизоляционная композиция (12) прокачивается в перфорационные отверстия перфорированного патрубка (8) и прокачивается в обводнявшийся интервал продуктивного пласта (2). Объем закачки водоизоляционной композиции (12) для создания водоизоляционного экрана в интервале 3 определяет технологическая служба ремонтного предприятия, например 3 м3 (фиг. 3).
После этого в гибкие трубы (7) сбрасывается шар (14) до аварийного разъединителя, подается гидравлическое давление (к примеру, водой), гибкая труба (7) отсоединяется от перфорированного патрубка (8) и поднимается на поверхность (фиг. 4). После этого скважина (1) оставляется на ожидание затвердевания цемента.
После ОЗЦ в скважину (1) спускается компоновка с фрезой (15) и проводятся работы по разбуриванию перфорированного патрубка (8), набухающих пакеров (9) и остатков водоизоляционной композиции (12) с вымывом на дневную поверхность (фиг. 5).
После окончания разбуриваемых работ скважину (1) промывают, спускают внутрискважинное оборудование (5, 6) (фиг. 6), скважину осваивают и выводят на режим.
Предлагаемый способ изоляции притока пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины позволяет повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ, продлить безводный период эксплуатации скважины.
Описание:
1 - скважина с горизонтальным окончанием;
2 - продуктивный пласт;
3 - интервал притока пластовых вод;
4 - водоносный горизонт;
5 - щелевой хвостовик;
6 – центратор;
7 - гибкие трубы;
8 - перфорированный патрубок;
9 - набухающий пакер;
10 - полнопроходная трубка с пазами;
11 - шар из композитного материала определенного диаметра в полнопроходной трубке;
12 - водоизоляционная композиция;
13 - буферная жидкость;
14 - шар для аварийного разъединителя;
15 – фреза.
Способ изоляции притока пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины, включающий извлечение внутрискважинного оборудования, проведение геофизических исследований в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины и определение интервала притока воды из водоносного горизонта, спуск на гибкой трубе компоновки, состоящей из коннектора, двух обратных клапанов створчатого типа, аварийного разъединителя, перфорированного патрубка с набухающими пакерами длиной по 1 м, отличающийся тем, что к концу перфорированного патрубка с помощью муфтовых соединений прикреплена полнопроходная трубка с внутренним седлом, оставление на время разбухания уплотнительных элементов набухающих пакеров, сброс шара из композитного материала, диаметр которого равен диаметру седла полнопроходной трубки, и прокачивание водоизоляционной композиции с продавкой буферной жидкостью, попадание сброшенного шара в седло полнопроходной трубки, тем самым перекрывая ее внутреннее пространство, прокачивание водоизоляционной композиции в перфорационные отверстия перфорированного патрубка в обводнявшийся интервал пласта, сброс шара в гибкие трубы до аварийного разъединителя, подача гидравлического давления, отсоединение гибкой трубы от перфорированного патрубка и поднимание ее на дневную поверхность, оставление скважины на ОЗЦ, спуск в скважину компоновки с фрезой и проводение работ по разбуриванию перфорированного патрубка, набухающих пакеров и остатков водоизоляционной композиции с вымывом на дневную поверхность, спуск внутрискважинного оборудования, освоение скважины и вывод на режим.
