СПОСОБ ОБРАБОТКИ И ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ И ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 1998 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам очистки, освоения и восстановления производительности скважин.

Известен способ обработки скважин водной пеной для очистки ее от жидкости и твердых частиц [1].

Недостатком данного способа является низкая эффективность очистки прискважинной зоны продуктивного пласта.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки скважины, заключающийся в многократном импульсном воздействии пневматическим источником при одновременном извлечении осадков эрлифтом [2].

Недостатками данного способа являются низкая эффективность очистки прискважинной зоны пласта вследствие слабого энергетического уровня производимого колебательного воздействия и низкой газофакторности осуществляемого эрлифтного воздействия, осложнения, возникающие при реализации способа на нефтяных и газовых скважинах.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки призабойной зоны пласта как за счет улучшения условий извлечения загрязненных жидких и твердых частиц из поровой среды коллектора вследствии непрерывного воздействия интенсивными упругими колебаниями, так и за счет повышения уровня депрессии на пласт и улучшения условий выноса загрязняющих частиц по стволу скважины путем создания в обратном потоке газоводяной пены с большим газосодержанием, повышение надежности реализации метода в широком интервале глубин скважин.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем колебательное воздействие в обрабатываемом интервале скважины при одновременном извлечении осадков, колебательное воздействие осуществляют гидродинамическим источником колебаний, продуцирующим на забое, при прокачке чрез него газоводяной смеси высокоамплитудные низкочастотные упругие колебания к нему. При этом колебательное воздействие производят в частотном диапазоне 10 - 500 Гц и с амплитудами колебаний давления на забое не менее 1 МПа, в прокачиваемую через гидродинамический источник колебаний воду добавляют пеностабилизирующее вещество. Закачку газоводяной смеси осуществляют через межтрубное пространство, а излив пены и извлечение осадков и извлекаемых из пласта кольмантанов - по колонне насосно-компрессорных труб.

Положительный эффект предлагаемого технического решения достигается за счет длительного глубокого воздействия упругими колебаниями на загрязненную призабойную зону пласта в режиме депрессии на пласт, что обеспечивает длительное прокачивание через помещенный на забое скважины гидродинамический источник колебаний газоводяной смеси с большим газосодержанием. В течение всего времени работы гидродинамического источника колебаний на его выходе образуется стабильная газоводяная пена, заполняющая затрубное пространство скважины, и при этом в забое скважины создается пониженное давление, способствующее при изложении вибрации движению кольматирующих частиц и их выносу из призабойной зоны в скважину.

На чертеже схематично проиллюстрирован пример реализации изобретения, где приняты следующие обозначения: обсадная колонна 1, перфорационные отверстия продуктивного интервала пласта 2, спущенная в скважину колонна насосно-компрессорных труб 3 с установленным на нижнем конце пропускным гидродинамическим источником колебаний 4, соединенная на устье скважины чрез узел 7 с водонасосными агрегатами 5 и газовым компрессором 6.

Рабочая жидкость от водонасосного агрегата 5 и газ от компрессора 6 смешиваются в узле 7 и под давлением поступают через насосно-компрессорные трубы на гидродинамический источник колебаний 4, установленный напротив продуктивного интервала 2. На выходе смеси из источника возбуждения интенсивные низкочастотные колебания давления (с амплитудой до 6 МПа) и одновременно в результате динамических вихревых и колебательных процессов в источнике колебаний, из смеси газа и воды образуется стойкая газоводяная пена с большим газосодержанием, заполняющая забой и межтрубное пространство скважины и вытекающая на устье, вследствие чего создается депрессия на пласт. Низкочастотные колебания подобной интенсивности в частотном диапазоне 5 - 500 Гц имеют радиус эффективного воздействия на прискважинную зону пласта порядка нескольких метров, что сравнимо с радиусом накопления загрязнений. Благодаря действию упругих колебаний происходит разупрочнение кольматантов и отрыв от их стенок поровых каналов коллектора, улучшаются условия выноса защемленных фаз газа, нефти и воды, интенсифицируется фильтрация и продвижение твердых и высоковязких частиц по поровой среде. Поступая под действием депрессионного перепада давления в ствол скважины, загрязняющие частицы попадают в газоводяную пену и обратным потоком по межтрубному пространству скважины эффективно выносятся на устье и удаляются.

Газоводяная смесь от насосного агрегата и газ от компрессора могут подаваться на гидродинамический источник колебаний также и через межтрубное пространство, при этом образующаяся на выходе гидродинамического источника колебаний пена вместе с частицами грязи выносится из скважины по спускаемым трубам. Это позволят конструкция гидродинамического источника колебаний и соответствующая его установка. Такой вариант способа предпочтительнее в условиях повышенного грязевыделения из пласта, так как скорость движения пены и ее удерживающая способность при движении в спускаемых трубах выше.

Способ позволяет повышать эффективность пенообразования и условия выноса загрязняющих частиц в глубоких скважинах путем добавки в рабочую жидкость небольшого количества поверхностно-активных веществ. В рабочую жидкость можно также добавлять минеральные кислоты и другие реагенты с целью удаления из скважины солей железа, углекислого кальция и других нежелательных загрязнений.

Реализация предлагаемого способа поясняется следующим примером: имеется нефтедобывающая скважина, которая в процессе эксплуатации в результате естественной кольматации призабойной зоны и образованию на забое загрязняющей пробки снизила свою производительность. Для восстановления производительности в скважину опускают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с установленным на конце гидродинамическим автоколебательном генератором конструкции "АРМС", который размещается напротив интервала перфорации на глубине 2300 м. Данный генератор при прокачивании через него текучей (жидкой или газожидкой) среды продуцирует при расходах 3 - 4 дм³/с колебания давления с амплитудой до 6 Мпа и частотой 0 - 80 Гц. Отличительной особенностью является отсутствие движущихся механических частей и в результате вихревых и динамических колебательных процессов на выходе генератора происходит интенсивная фазовая диспергация среды. После установки фонтанного оборудования на устье скважины колонна НКТ обвязывается через соединительный узел с водонасосным агрегатом 4АН-700 и газовым компрессором КПУ-16/250. Прокачку смеси жидкости и газа через НКТ производят под давлением 12 МПа с расходом 3,5 дм³/с при открытом затрубном пространстве скважины в режиме циркуляции. Образующаяся на выходе из генератора пена, имеющая соотношение жидкость - газ 0,05 - 0,1, заполняет обратным потоком межтрубное пространство и образуется депрессия на пласт. Для повышения устойчивости образующейся пены в закачиваемую пену добавляют ПАВ, например, катапин в концентрации 0,3%. Под действием низкочастотных колебаний давления происходит интенсивная очистка призабойной зоны и забоя скважины с эффективным выносом загрязнений потоком газоводяной пены на устье.

По окончании обработки генератор с помощью ловителя на тросе извлекают из колонны НКТ и пускают скважину в эксплуатацию.

Преимуществом способа является возможность его использования для обработки наклонных скважин и горизонтальных скважин, так как операции установки пакера в условиях создания депрессии на пласт не требуется.

Использование: изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам очистки, освоения и восстановления производительности скважин, очистки призабойной зоны пласта и повышения продуктивности скважин, включая наклонные и горизонтальные. Сущность изобретения: осуществляют колебательное воздействие гидродинамическим источником, продуцирующим на забое, при прокачке через него газоводяной пенной системы - смеси пенообразующего раствора и газа, высокоамплитудные низкочастотные упругие колебания и газоводяную пену. Повышение эффективности может быть достигнуто путем добавления в воду дополнительно поверхностно-активного вещества. Кроме того, для повышения эффективности очистки призабойной зоны, закачку газоводяной смеси можно осуществлять через межтрубное пространство, а вынос загрязнений газоводяной пеной - по колонне насосно-компрессорных труб. Использование изобретения повышает эффективность очистки призабойной зоны пласта за счет непрерывного воздействия интенсивными упругими колебаниями и создает в обратном потоке газоводяную пену с регулируемым газосодержанием, что обеспечивает оптимальный уровень депрессии на пласт и наиболее благоприятные условия как для извлечения загрязняющих жидких и твердых частиц из поровой среды коллектора, так и для эффективного выноса их по стволу скважины, повышение надежности реализации метода в широком интервале глубин скважин. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ обработки и очистки скважины и призабойной зоны пласта, включающий колебательное воздействие в обрабатываемом интервале скважины при одновременном извлечении осадков и извлекаемых из пласта кольматантов, отличающийся тем, что колебательное воздействие осуществляют гидродинамическим источником колебаний, продуцирующим на забое при прокачке через него газоводяной смеси высокоамплитудные низкочастотные упругие колебания и пену. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что колебательное воздействие производят в частотном диапазоне 10 - 500 Гц и с амплитудами колебаний давления на забое не менее 1 МПа. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в прокачиваемую через гидродинамический источник колебаний воду добавляют пеностабилизирующее вещество. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что закачку газоводяной смеси осуществляют через межтрубное пространство, а излив пены и извлечение осадков и извлекаемых из пласта кольматантов - по колонне насосно-компрессорных труб.