СПОСОБ ДЕКОЛЬМАТАЦИИ ФИЛЬТРА Российский патент 1994 года по МПК E21B37/08 

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться для очистки фильтров, устанавливаемых в скважинах для предупреждения разрушения слабосцементированных пород при добыче воды, нефти или газа.

Известны способы декольматации фильтров путем механического удаления фильтрационной корки или с помощью кислот, щелочей и т.д., т.е. химические способы [1].

К недостаткам этих способов относится низкая степень очистки фильтров.

Наиболее близким решением к предлагаемому является способ декольматации фильтров (фильтров Гранжера), заключающийся в прокачке через него жидкости в направлении, обратном направлению фильтрации.

Недостатком данного способа является неполное восстановление фильтрационной способности фильтра. Это вызвано тем, что при прокачке жидкости через фильтр в обратном направлении для удаления образовавшейся фильтрационной корки и проникших в фильтр твердых частиц необходимо создать перепад давления на них больше перепада давления, создавшегося при их внедрении в фильтр.

Например, газовая скважина, оборудованная фильтром, работала с производительностью 250 тыс.м³/сут при депрессии 1,5 МПа. Для того, чтобы создать такую депрессию при отмыве фильтра (декольматации), необходимо развить такую же производительность газом или водой. Учитывая, что вязкость воды приблизительно в 50 раз выше, то и расход можно уменьшить в 50 раз (при этом депрессия будет 1,5 МПа).

Необходимый расход воды (секундный) определится:
Q = 250000 : (50 ˙ 24 ˙ 60 ˙ 60) = 0,05 м³/с
Но при таких расходах возникают большие потери давления в трубах, т.е. противодавление на пласт, и следовательно, поглощение им жидкости, что в свою очередь приведет к уменьшению производительности скважины.

При недостаточных депрессиях происходит неполная декольматация фильтров, при увеличении депрессий происходит поглощение жидкости. В результате - потеря производительности скважины.

Целью изобретения является полное восстановление производительности скважины, потерянной в результате кольматации фильтра.

Для достижения этой цели в известном способе декольматации фильтра, заключающемся в прокачке через него жидкости или газа в направлении, обратном направлению фильтрации через него пластовых флюидов, прокачку осуществляют в импульсном режиме с амплитудой давления, большей максимальной депрессии, создавшейся на фильтре при работе скважин, и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр при одновременном отборе флюидов из пласта.

Импульсный режим позволяет мгновенно создать необходимую любую амплитуду давления и очистить фильтр от проникших частиц при минимальном расходе жидкости. Амплитуда давления должна быть больше величины максимальной депрессии, при которой твердые частицы внедрялись в поры фильтра, и меньше перепада давления, разрушающего фильтр. Следовательно, для декольматации фильтра его прочность должна значительно превосходить величину максимальной депрессии, так как при декольматации импульсным способом он может разрушиться.

В технике известно применение декольматации пластов путем импульсных методов для очистки пористых сред (призабойных зон), от механических частиц (Н. М. Антоненко. Воздействие на призабойную зону пласта гидроимпульсным насосом. - Нефтепромысловое дело, 1986, N 2, с. 2).

Однако в сочетании ограничений по амплитуде давлений (больше максимальной депрессии и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр) не обнаружено. А именно, сочетание перечисленных в формуле приемов придает способу новое качество, позволяющее достичь положительного эффекта - восстановления производительности скважины.

Следовательно, изобретение удовлетворяет к р и т е р и ю "Существенные отличия".

П р и м е р. Скважина эксплуатировалась с максимальным дебитом 310 тыс. нм³/сут и депрессии 0,8 МПа. В скважине установлен на насосно-компрессорных трубах стеклопластиковый фильтр с прочностью 10 МПа на внутреннюю радиальную нагрузку.

В результате годичной эксплуатации дебит скважины снизился до 150 тыс. нм³/сут, а депрессия возросла до 2,0 МПа. После обычной прямой промывки дебит увеличился до 170 тыс.нм³/сут. Переводник над фильтром имеет сужение внутреннего канала до 52 мм (внутренний диаметр насосно-компрессорных труб 62 мм). Из пластмассы, например полиэтилена, изготавливают пробку диаметром, превышающим 52 мм, и экспериментальным путем определяют давление, при котором продавливается пробка через отверстие переводника диаметром 52 мм. Выбирают такую пробку, которая продавливается при давлении больше 2,0 МПа и меньше 10,0 МПа. Это будет пробка из полиэтилена диаметром 55 мм, которая продавливается через сужение проводника диаметром 52 мм при давлении 3,5 МПа, что удовлетворяет условию. Ее устанавливают в насосно-компрессорные трубы и приступают к продавке жидкостью, пеной или газом.

Одновременно пускают в работу скважину по затрубью (на факел) для исключения попадания жидкости в пласт. На затрубье устанавливают шайбу диаметром 10 мм для ограничения дебита и возможного разрушения пласта.

Продавку пробки осуществляют до регистрации скачка давления, свидетельствующего о прохождении пробки через сужение надфильтрового переводника. При этом на фильтр действует ударная волна с амплитудой 3,5 МПа и очищает фильтр.

После очистки скважины от жидкости затрубье закрывают и пускают скважину в эксплуатацию на насосно-компрессорных трубах. Дебит скважины восстанавливается полностью.

Экономическая эффективность достигается за счет восстановления дебита скважины, т.е. увеличения его против прототипа в 2 раза. При промывке дебит увеличился с 150 до 200 тыс.нм³/сут, т.е. на 50 тыс.нм³/сут, а при декольматации по предлагаемому способу с 200 до 310 тыс.нм³/сут, т.е. на 110 тыс. нм³/сут.

Скважина 72 Голицынского ГКМ.

Скважина работала с максимальным дебитом 173 тыс.нм³/сут. Затем в результате кольматации фильтра дебит снизился до 85 тыс.нм³/сут при депрессии Δ Р = = 1,5 МПа. Прочность фильтра на внутреннее давление не превышает Р = 3,5 МПа. Исходя из этого выбирают полиэтиленовую пробку диаметром 53 мм, которая проходит через 52 мм отверстие переводника фильтра при Δ Р = 2,1 МПа. Таким образом соблюдается Δ Р < Δ Р_мми < Р.

В результате проведенных работ по декольматации производительность скважины возросла до 165 тыс. нм³/сут, т.е. дебит увеличился до 80 тыс. нм³/сут.

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться для предупреждения разрушения слабосцементированных пород при добыче воды, нефти и газа. Способ заключается в прокачке через фильтр жидкости или газа в направлении, обратном направлению фильтрации через него пластовых флюидов. Прокачку осуществляют в импульсном режиме с амплитудой давления, большей максимальной депрессии, создавшейся на фильтре при работе скважины, и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр при одновременном отборе флюидов из пласта. Пластовые флюиды из зафильтрованного пространства направляют по затрубному пространству на устье скважины.

СПОСОБ ДЕКОЛЬМАТАЦИИ ФИЛЬТРА, включающий прокачку через него жидкости или газа в направлении, обратном направлению фильтрации через него пластовых флюидов, отличающийся тем, что прокачку жидкости или газа через фильтр осуществляют в импульсном режиме с амплитудой, большей максимальной депрессии, создавшейся на фильтре при работе скважины, и меньшей перепада давления, разрушающего фильтр, при этом одновременно осуществляют отбор пластовых флюидов из пласта и направляют их совместно с жидкостью или газом из зафильтрованного пространства по затрубному пространству на устье скважины.