СПОСОБ СОЗДАНИЯ СКВАЖИННОГО ФИЛЬТРА Российский патент 1994 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к нефтегазодобывающей, и может быть широко использовано в газовых и газоконденсатных скважинах при оборудовании их забоев фильтрами.

Известен способ установки гравийных фильтров в скважинах, имеющих заколонные каверны, которые образовались вследствие выноса песка из пласта [1].

Недостатками способа являются сложная технология сооружения фильтра, сужение проходного сечения эксплуатационной колонны за счет установки патрубка и закачка жидкости в продуктивный пласт при намыве гравия в каверну.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ создания скважинного фильтра, включающий спуск в скважину на насосно-компрессорных трубах фильтра, отбор газа из пласта по насосно-компрессорным трубам и доставку гравия по затрубному пространству в среде флюида [2].

Недостатком способа является возможность образования пробки из гравия при его доставке по затрубному пространству. Кроме того, создаются условия вспенивания гравия на забое, что ведет к образованию рыхлой гравийной набивки и выносу пластового песка в процессе эксплуатации скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет образования плотной гравийной набивки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе создания скважинного фильтра, включающем спуск в скважину на насосно-компрессорных трубах фильтра, отбор газа из пласта по насосно-компрессорным трубам и доставку гравия по затрубному пространству в среде флюида, в качестве последнего применяют пену, а отбор газа из пласта осуществляют при скорости восходящего газового потока 0,1-0,2 м/с, при этом перед доставкой гравия и после его доставки в зону фильтра заканчивают пеногаситель.

На фиг. 1 приведена схема обвязки оборудования для доставки зернистых материалов в скважину; на фиг. 2 - последовательность процесса создания фильтра в скважине.

Схема (фиг. 1) состоит из скважины 1, насосно-компрессорных труб (НКТ) 2, интервала перфорации 3, пласта 4, фильтра 5, центратора 6, межтрубного пространства 7, нагнетательных трубопроводов 8, 18 и 23, крестовины 9, кранов 10, 13, 17 и 20, емкости 11 для зернистого наполнителя, предохранительного клапана 12, воронки 14, манометра 15, эжектирующей трубки 16, аэратора 19. компрессора 21, насосного агрегата 22, емкостей 24 и 25 для конденсата и водного раствора ПАВ соответственно, а также всасывающего патрубка 26, зернистого материала 27.

Технология создания фильтра в скважине заключается в следующем (фиг.1).

Глушат скважину 1 по обычной технологии и спускают в нее на НКТ 2 в зону перфорации 3 продуктивного пласта 4 фильтр 5 с центраторами 6. Затем осваивают скважину, отрабатывают ее по НКТ до появления на устье сухого газа и запускают в работу. Не прекращая эксплуатации скважины, по НКТ производят обвязку ее межтрубного пространства необходимым оборудованием для доставки зернистых материалов (крупнозернистого песка, гравия и др.) на забой. Одновременно осуществляют все вспомогательные операции по транспортировке и заправке емкостей зернистым материалом, конденсатом и водным раствором ПАВ. После того как закончены все подготовительные работы и опрессована вся система в целом (фиг.2,а), закрывают кран 20 и насосным агрегатом 22 из емкости 24 по нагнетательному трубопроводу 23 закачивают в межтрубное пространство 7 порцию газового конденсата 28 в объеме, равном объему эксплуатационной колонны в интервале перфорации. Перекидывают (см. фиг. 1) всасывающий патрубок 26 в емкость 25 с водным раствором ПАВ. Открывают краны 17 и 20 и включают в работу компрессор 21. При этом кран 13 на емкости 11 должен быть закрыт. Открывают задвижки на межтрубном пространстве скважины 1 и включают в работу насосный агрегат 22, который через нагнетательный трубопровод 23 подает водный раствор ПАВ в аэратоp 19, в котором последний, смешиваясь с воздухом, образует пену. При этом соотношение воды и воздуха (степень аэрации) должно быть не менее 1:10. Открывают кран 10, крупнозернистый песок или гравий за счет эжекции воздуха, поступающего в трубку 16 из емкости 11, подается в крестовину 9, где смешивается с поступающей сюда пеной, образуя трехфазную систему 29 (трехфазную пену), которая по трубопроводу 8 нагнетается в затрубное пространство 7 скважины 1 (фиг. 2, б). Концентрация песка или гравия в пене должна составлять 50-100 кг/см³. В процессе выполнения данной операции скважина должна быть переведена на режим падающей добычи газа со скоростью восходящего потока, не превышающей 0,1-0,2 м/с. В этом случае ранее закачанная порция конденсата на уходит в продуктивный пласт, а за счет эжекции газового потока располагается внутри и за фильтром в зоне перфорации (фиг.2,в).

Количество песка, необходимого для закачки в скважину, выбирается исходя из объема кольцевого пространства между фильтром и внутренним диаметром эксплуатационной колонны плюс 15-20% на уплотнение зерен в процессе завершения операции и возможное проскакивание их через перфорационные отверстия в колонне в призабойную зону.

После закачки в скважину трехфазной пены (фиг.1) краны 10, 17, 20 закрывают, а компрессор 21 и насосный агрегат 22 отключают. Всасывающий патрубок 26 перекидывают в емкость 24 с газовым конденсатом. Включают в работу насосный агрегат 22 и закачивают в межтрубное пространство 7 скважины 1 порцию газового конденсата 30 в объеме, равном первоначальному (фиг.2, в). После этого межтрубное пространство скважины закрывается и она оставляется на 2-3 ч для оседания конденсата и гашения пены (фиг.2.г). В результате контакта трехфазной пены с газовым коднесатом происходит очень быстрое ее гашение. При этом зернистый материал 27 свободно выпадает в среде газового конденсата и оседает в кольцевом пространстве между фильтром 5 и эксплуатационной колонной в интервале перфорации 3 (фиг.2,д). По окончании указанного времени (через 2-3 ч) дебит скважины увеличивают до скорости восходящего потока 5-6 м/c с целью выноса закачанной жидкости на поверхность и полного гашения пены верхней порцией конденсата 30. Порция конденсата 30, отфильтровываясь через зернистый материал, дополнительно уплотняет его, чем создает более прочный и надежный защитный экран, способный предупредить эрозию фильтра пластовым песком, что в значительной степени повышает надежность его в работе на забое скважины. В то же время постоянная работа скважины в процессе доставки зернистого материала на забой полностью исключает проникновение жидкости в пласт, ликвидируя возможность снижения его проницаемости.

П р и м е р. С началом обводнения одного из месторождений скважин начал разрушаться продуктивный коллектор. Среднесуточный дебит по скважинам составляет 600 тыс. м³ газа. Эффективная мощность пласта порядка 20 м. Перфорация - 10 отв. на 1 п.м диаметром 10 мм. Следовательно, 2х10=200 отв. Через каждое отверстие проходит в сутки газа 600000:200=3000 м³/сут. или в пересчете на линейную скорость это составляет свыше 50 м/с. Такая скорость газового потока с примесью воды и песка прорезает не только не защищенные от абразивного воздействия противопесочные фильтры, но и НКТ. Подтверждением тому являются разъеденные отверстия в фильтре, извлеченном из скважины. Фильтр представлял собой две стеклопластиковые высокопроницаемые трубы толщиной 10 мм каждая, в кольцевом пространстве между которыми, равном 20 мм, был запрессован кварцевый песок, связанный эпоксидной смолой, а также дыры в НКТ диаметром 168 мм. Таким образом, данные примеры наглядно подтверждают, что для повышения надежности работы фильтров на забое скважин требуется создание специальной защиты. Наиболее простым и удобным способом защиты является создание в кольцевом пространстве между фильтром и эксплуатационной колонной набивки из крупнозернистого кварцевого песка или гравия. Однако в условиях месторождения, где в результате длительной эксплуатации скважин произошло образование каверн и подтягивание конусов воды, применение существующих способов просто невозможно, т.к. для заполнения одной каверны потребуется минимум 15-20 т песка или гравия, а для их доставки в призабойную зону необходимы сотни кубов жидкости или пены. В результате скважины будут практически выведены из строя, если не навсегда, то на очень длительный период. С учетом всех изложенных факторов был разработан способ создания скважинного фильтра, состоящий из двух этапов - оборудование фильтром забоя и освоение скважины, создание в кольцевом пространстве между фильтром и эксплуатационной колонной набивки из крупнозернистого песка, гравия или другого зернистого материала при работе скважины по НКТ. В этом случае не требуется никакого освоения и в то же время создается надежный, защитный абразивоустойчивый слой, значительно повышающий срок работы фильтра на забое скважины. Следовательно, эффективность работы фильтра в скважине определяется началом выноса из нее песка, что указывает на нарушение целостности фильтра и требующуюся остановку на капитальный ремонт для его замены. Исходя из фактических данных работы скважин на месторождении, оборудованных фильтрами, вынос песка не отмечался от 6 до 18 мес, т.е. в среднем эффективность составляет 12 мес, после чего скважина повторно требует капитального ремонта.

Использование: в газовых и газоконденсатных скважинах при оборудовании их забоев фильтрами. Обеспечивает эффективность способа за счет создания плотной гравийной набивки. Сущность изобретения: в скважину спускают на насосно-компрессорных трубах фильтр. Отбирают по насосно-компрессорным трубам газ из пласта. Доставляют гравий по затрубному пространству в среде флюида, в качестве которого применяют пену. Отбор газа из пласта осуществляют при скорости выходящего газового потока 0,1 - 0,2 м/с. Перед доставкой гравия и после его доставки в зону фильтра закачивают пеногаситель. В качестве пеногасителя применяют газовый конденсат. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ СКВАЖИННОГО ФИЛЬТРА, включающий спуск в скважину на насосно-компрессорных трубах фильтра, отбор газа из пласта по насосно-компрессорным трубам и доставку гравия по затрубному пространству в среде флюида, отличающийся тем, что в качестве флюида для доставки гравия применяют пену, а отбор газа из пласта осуществляют при скорости восходящего газового потока 0,1 - 0,2 м/с, при этом перед и после доставки гравия в зону фильтра закачивают пеногаситель. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пеногасителя применяют газовый конденсат.