СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к добыче нефти и предназначено для увеличения производительности нефтегазодобывающих скважин.

Известен способ интенсификации нефтедобычи путем воздействия на пласт импульсами гидродинамического давления, возбуждаемыми в стволе скважины, заполненной жидкостью (а. с. 156127). Способ заключается в том, что на забой скважины спускается металлический пустой сосуд с мембраной, разрыв которой и быстрое заполнение сосуда скважинной жидкостью приводят к развитию процесса гидродинамических колебаний в скважине, распространяющихся и на продуктивный пласт.

Недостатком данного способа является однократность его использования за один спуск глубинного оборудования, а также то, что его реализация не совмещается с процессом эксплуатации скважины.

Известен способ многократного возбуждения процесса гидродинамических колебаний в скважине (Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М. Недра, 1990 г. с. 106-109), принятый в качестве прототипа.

При этом способе в насосно-компрессорные трубы (НКТ) на штанге спускается плунжер, выполняющий роль поршня, генерирующего колебательный процесс в специальной камере, сообщающейся с продуктивным пластом.

Недостатком прототипа является то, что этот способ также не может быть реализован в процессе эксплуатации скважины, т.е. в режиме депрессии на пласт в процессе притока пластового флюида из пласта в скважину, когда гидроимпульсная обработка максимально эффективна.

Изобретение направлено на устранение этого недостатка аналога и прототипа. Технической задачей, решаемой предлагаемым способом, является интенсификация притока нефти за счет очистки порового пространства призабойной зоны пласта от засоряющих его частиц и эмульсионных капель, снижение эффективности вязкости поступающей в скважину пластовой жидкости, создания и развития в призабойной зоне сети микротрещин, повышающих ее проводимость. При этом предлагаемый способ может быть использован одновременно с процессом эксплуатации скважины.

Задача решается за счет того, что в предлагаемом способе источником импульсов является перепад гидродинамического давления в НКТ и в межтрубном пространстве скважины, в котором накапливается пластовый флюид. В способе используется то обстоятельство, что в процессе эксплуатации скважины пластовый флюид (нефть) по НКТ поднимается к поверхности земли, в то время как гидродинамический уровень в межтрубном пространстве соответствует пластовому давлению и по крайней мере на несколько сотен метров ниже уровня земли. Соответствующий перепад гидростатического давления в НКТ и в межтрубном пространстве достигает нескольких десятков атмосфер и удерживается в процессе эксплуатации скважины элементами насосного оборудования.

Предлагается генерировать импульсы гидродинамического давления в скважине посредством периодического контакта жидкости в межтрубном пространстве и в НКТ. При этом ударные волны, распространяясь по межтрубному пространству, воздействуют на продуктивный пласт и, что существенно, достигая свободной поверхности межтрубного пространства, отражаются от нее волнами разрежения. Таким образом, продуктивный пласт подвергается последовательному воздействию как волн сжатия, так и волн разгрузки. Для достижения максимального эффекта предусматривается перекрытие источника импульсов давления до момента прихода к нему отраженной от свободной поверхности волны разгрузки, тем самым предотвращается взаимное гашение развивающихся волн сжатия и разрежения. Для достижения этой цели длительность Т действия источника в течение одного цикла должна удовлетворять условию T <2L/C, где L расстояние от источника импульсов до свободной поверхности в межтрубном пространстве, C скорость звука в жидкости, заполняющей скважину. Амплитуда колебаний давления является управляемой величиной и может достигать нескольких десятков атмосфер, частота зависит от удаленности источника импульсов от свободной поверхности, забоя, элементов компоновки, от длительности импульса и находится в диапазоне от единиц до десятков герц.

Достоинством предлагаемого способа является то, что он может быть применен как для разовой обработки скважины, например, в процессе ее ремонта, так и для стационарного воздействия на процесс притока флюида при эксплуатации скважины.

Анализ патентной и научно-технической литературы, не выявил технических решений, совпадающих с заявленными по всем существенным признакам, что позволяет считать данное предложение соответствующим критерию новизны, предъявляемому к изобретению. Также не известны технические решения, использующие перепад гидродинамического давления в НКТ и в межтрубном пространстве скважины для генерации импульсов давления в процессе эксплуатации скважины, что позволяет считать предложенный способ соответствующим и критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляют следующим образом. На основании имеющейся геологической и технологической информации определяются возможные и необходимые параметры волнового процесса, возбуждаемого в скважине. В стандартной компоновке насосно-компрессорных труб для эксплуатации скважины устанавливается устройство для обеспечения периодического контакта жидкости в НКТ и в межтрубном пространстве (например, устройство золотникового типа, закрепляемое на штанге погружного насоса). Колонна труб спускается в скважину, и осуществляется процесс эксплуатации скважины стандартным образом. Эффективность воздействия гидроимпульсов на производительность скважины определяется по непосредственным замерам дебита. Оптимальные параметры волнового процесса, цикличность обработки определяются для каждой скважины или группы скважин, характеризующихся одинаковыми геологическими и технологическими условиями. При отсутствии эффекта устройство удаляется из компоновки при очередной спуско-подъемной операции.

Способ обработки нефтяных пластов, включающий возбуждение колебаний гидродинамического давления в скважине, при этом в качестве источника импульсов используется перепад гидростатического давления в насосно-компрессорных трубах и в межтрубном пространстве скважины. Длительность импульса в одном цикле не должна превышать удвоенного времени пробега волны от источника до свободной поверхности в межтрубном пространстве.

Способ обработки нефтяных пластов, включающий возбуждение гидродинамических колебаний в стволе скважины, источником импульсов которых является перепад гидродинамического давления в насосно-компрессорных трубах и в межтрубном пространстве скважины, отличающийся тем, что продолжительность T действия импульсов колебаний удовлетворяет условию T<2L/c, где L расстояние от источника импульсов до свободной поверхности межтрубного пространства, м, с скорость звука в жидкости, заполняющей скважину, м/с.