СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ Российский патент 2000 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышлености и может быть использовано для повышения нефте- и газоконденсатоотдачи продуктивного пласта и для снижения обводненности добываемой продукции в процессе разработки месторождения любым известным способом.

Известен способ волнового воздействия на продуктивный пласт, реализующее устройство, реализующее способ, состоит из виброисточника центробежного типа, выполненного в виде двух дебалансов, вращающихся в противофазе, и излучающего штампа, установленного на дневной поверхности. Способ волнового воздействия включает в себя генерирование гармонических волн на дневной поверхности путем колебания от силового привода с заданной частотой виброисточника, массоэнергетические параметры которого согласованы с физико-механическими свойствами грунта (1).

Основной недостаток известного технического решения состоит в том, что оно имеет низкий КПД из-за больших потерь энергии в процессе прохождения волны от дневной поверхности до залежи, достигающих на практике 98% и более.

Известен способ волнового воздействия на залежь. Устройство, реализующее способ, включает в себя груз для нанесения ударов по забою скважины, выполненный в виде заполненных жидкостью труб. В нижней части труб установлен сливной клапан и имеется болванка. В верхней части установлена ловильная головка. На устье скважины смонтирована лебедка или станок-качалка. Груз связан с лебедкой или станком-качалкой тросом. Реализация способа состоит в том, что в процессе работы устройства по забою скважины наносят периодические удары с силой, не превышающей ее предельного значения для упругой деформации цементного камня в заколонном пространстве (2).

Основной недостаток известного технического решения состоит в том, что его эффективность не может быть высокой из-за малой мощности упругих колебаний в продуктивном пласте. Малая мощность упругих колебаний в продуктивном пласте объясняется тем, что падающий груз воздействует только на данную часть скважины, поверхность которой разрушается при действии на нее грузом желаемого веса.

Наиболее близким техническим решением является способ, описанный в патенте России N 2075596 от 20.03.97 г. E 21 B 43/25. Описанный способ включает создание упругих колебаний в продуктивном пласте путем нанесения периодических ударов по забою скважин волнового фонда ударной волной с перепадом давления на фронте, соответствующим значению предельной силы, в качестве скважин волнового фонда используют скважины, переводимые с нижнего горизонта эксплуатации на верхний, выходящие из бурения, и отработанные скважины механизированного фонда, оборудованные или предназначенные под оборудование станками-качалки, при этом в скважинах, переводимых с нижнего горизонта эксплуатации на верхний, устанавливают цементный мост на уровне или ниже подошвы продуктивного пласта верхнего горизонта, в отработанных скважинах механизированного фонда, оборудованных или предназначенных под оборудование станками-качалками, устанавливают цементный мост выше зоны перфорации, а скважины, выходящие из бурения, оставляют неперфорированными, определяют зону влияния одной скважины волнового фонда и находят количество скважин волнового фонда путем деления площади всей залежи влияния одной скважины, формируют ударную волну гидравлически, путем сжатия и сброса жидкости при помощи устройства, включающего подъемный механизм, установленный на устье скважины, колонну насосно-компрессорных труб, спущенную в эксплуатационную колонну скважины, цилиндр с посадочным седлом, установленный на конце колонны насосно-компрессорных труб, плунжер, установленный в цилиндре с возможностью осевого перемещения и выхода из цилиндра в верхнем положении, центратор, установленный между колонной насосно-компрессорных труб и цилиндром, подзарядный узел, предназначенный для установки на устьевой арматуре скважины, емкость, предназначенную для установки на дневной поверхности, подъемный механизм, выполненный в виде станка-качалки с штоком и штангами, колонну насосно-компрессорных труб подвешенную в эксплуатационной колонне на устьевой арматуре, плунжер, установленный с возможностью выхода из цилиндра в крайнем верхнем положении станка-качалки, при этом штанги связаны одним концом через шток со станком-качалкой, а другим - с плунжером (3).

Основными недостатками наиболее близкого технического решения следует считать его сравнительно низкую эффективность из-за малой мощности упругих колебаний в залежи, обусловленную экранирующим эффектом эксплуатационной колонны, а также сложность устройства, вызывающего указанные упругие колебания.

В изобретении решается задача повышения эффективности воздействия на продуктивный пласт за счет увеличения упругих колебаний в продуктивном пласте.

Задача решается за счет того, что в способе волнового воздействия на продуктивный пласт, включающем создание гидродинамических ударов повышением и сбросом давления в колонне насосно-компрессорных труб в скважине с установленным цементным мостом в эксплуатационной колонне выше продуктивного пласта, согласно изобретению предварительно отделяют нижнюю часть эксплуатационной колонны с установленным цементным мостом от верхней части эксплуатационной колонны, с образованием зумпфа, а колонну насосно-компрессорных труб спускают в верхнюю часть эксплуатационной колонны скважины.

Для осуществления способа используют устройство для воздействия на продуктивный пласт, включающее колонну насосно-компрессорных труб, и емкость на дневной поверхности. Колонна насосно-компрессорных труб снабжена набором цилиндров с посадочными седлами, оборудована на устье лубрикатором и соединена с нагнетательной линией насосного агрегата. Затрубное пространство скважины и приемная линия насосного агрегата соединены с емкостью на дневной поверхности, а внутри колонны насосно-компрессорных труб через лубрикатор размещен упругий эластичный шарик.

Существенными признаками объекта изобретения "способ" являются:
1. Создание гидродинамических ударов в скважине повышением и сбросом давления в колонне насосно-компрессорных труб.

2. Установка цементного моста выше продуктивного пласта.

3. Отделение нижней части эксплуатационной колонны с цементным мостом от верхней части эксплуатационной колонны.

4. Выделение части скважины над цементным мостом под зумпф.

Сущность изобретения.

Повышение нефте- и газоконденсатоотдачи продуктивных пластов, снижение обводненности добываемой продукции - основные задачи, стоящие в настоящее время перед специалистами-разработчиками и решаемые различными способами, в том числе многочисленными способами гидродинамического воздействия как на призабойную часть скважины, так и в целом на продуктивный пласт. Эффективность таких способов определяется как правило мощностью упругих колебаний в продуктивном пласте, периодичностью указанных колебаний и направлением распространения волн, вызывающих такие колебания (вдоль по пласту, когда источник упругих колебаний расположен на забое эксплуатационной скважины, или "перпендикулярно" распространению продуктивного пласта, когда источник упругих колебаний расположен в специально оборудованной скважине, выше кровли продуктивного пласта). В предлагаемом способе решается задача повышения эффективности воздействия на продуктивный пласт за счет увеличения мощности упругих колебаний в продуктивном пласте. Задача решается следующей совокупностью операций.

В скважине, специально отведенной под способ воздействия на продуктивный пласт, устанавливают цементный мост, выше кровли продуктивного пласта. При помощи фрезы отделяют нижнюю часть эксплуатационной колонны с цементным мостом от верхней части эксплуатационной колонны таким образом, чтобы в нижней части эксплуатационной колонны, выше цементного моста, остался зумпф. Спускают в эксплуатационную колонну скважины колонну насосно-компрессорных труб, подвешенную на устьевой арматуре, с размещенным в нижней части колонны насосно-компрессорных труб набором цилиндров с посадочными седлами. Нагнетательную линию насосного агрегата, размещенного на дневной поверхности, соединяют с колонной насосно-компрессорных труб. Затрубное пространство скважины соединяют с емкостью, расположенной на дневной поверхности. Приемную линию насосного агрегата соединяют с вышеупомянутой емкостью. Заполняют скважину, нагнетательную и приемную линии насосного агрегата, емкость жидкостью, причем уровень жидкости в емкости должен превышать все системы устройства, расположенные на дневной поверхности. Через лубрикатор, расположенный на устьевой арматуре, в колонне насосно-компрессорных труб располагают упругий эластичный шарик.

На чертеже показан общий вид устройства для воздействия на продуктивный пласт.

В скважине 1, выше кровли продуктивного пласта 2, установлен цементный мост 3. Нижняя часть эксплуатационной колонны скважины 4, с цементным мостом 3, отделена от верхней части эксплуатационной колонны 5 с образованием зумпфа 6. В скважину 1 спущена колонна насосно-компрессорных труб 7. В нижней части колонны насосно-компрессорных труб 7 расположен набор цилиндров 8 с посадочными седлами 9. На дневной поверхности расположен насосный агрегат 10, нагнетательная линия 11 которого соединена с колонной насосно-компрессорных труб 7. Приемная линия 12 насосного агрегата 10 соединена с емкостью 13. Затрубное пространство 14 скважины 1 соединено с емкостью 13 посредством трубы 15. Через лубрикатор 16 в колонну насосно-компрессорных труб 7 введен упругий эластичный резиновый шарик 17.

Воздействие на продуктивный пласт проводят следующий образом.

В скважину 1, выше кровли продуктивного пласта 2, устанавливают цементный мост 3. При помощи фрезы отделяют нижнюю часть эксплуатационной колонны 4 с цементным мостом 3 от верхней части эксплуатационной колоны 5 с образованием зампфа 6. В верхнюю часть эксплуатационной колонны 5 спускают колонну насосно-компрессорных труб 7, предварительно расположив в нижней части колонны насосно-компрессорных труб 7 набор цилиндров 8 с посадочными седлами 9. Устьевую арматуру скважины 1 оборудуют лубрикатором 16. На дневной поверхности располагают насосный агрегат 10, нагнетательную линию 11 которого соединяют с колонной насосно-компрессорных труб 7 скважины 1. Приемную линию 12 насосного агрегата 10 соединяют с емкостью 13. Затрубное пространство 14 скважины 1 соединяют с емкостью 13 при помощи трубы 15. Заливают скважину 1, насосный агрегат 10, нагнетательную линию 11 насосного агрегата 10, приемную линию 12 насосного агрегата 10 и емкость 13 жидкостью. Уровень жидкости в емкости 13 должен превышать уровень всех гидравлических систем устройства, расположенных на дневной поверхности. Через лубрикатор 16, в колонну насосно-компрессорных труб 7, помещают упругий эластичный резиновый шарик 17. Под действием силы тяжести упругий эластичный резиновый шарик 17 опускается на посадочное седло 9 верхнего цилиндра набора цилиндров 8. Включают насосный агрегат 10 и увеличивают давление внутри колонны насосно-компрессорных труб 7 до величины, по достижении которой упругий эластичный резиновый шарик 17 продавливается через верхнее посадочное седло 9 набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9. В момент прохождения упругого эластичного резинового шарика 17 через верхнее седло 9 набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9 происходит сброс давления из колонны насосно-компрессорных труб 7 в нижнюю часть эксплуатационной колонны 4 скважины 1 с образованием гидравлического удара, который через массив горных пород передается на продуктивный пласт 2, вызывая в последнем упругие колебания. После сброса давления в колонне насосно-компрессорных труб 7 упругий эластичный резиновый шарик 17, продавленный насосным агрегатом 10 во второй цилиндр набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9, под действием силы тяжести располагается во втором посадочном седле 9 набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9. Непрерывно работающий насосный агрегат 10 вновь поднимает давление в колонне насосно-компрессорных труб 7, продавливая упругий эластичный резиновый шарик 17 через второе посадочное седло 9 набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9 с образованием второго гидравлического удара. Описанные циклы работы устройства повторяются до тех пор, пока упругий эластичный резиновый шарик 17 не будет продавлен через последнее посадочное седло 9 набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9. После прохождения всех посадочных седел 9 набора цилиндров 8 упругий эластичный резиновый шарик 17 опускается в зумпф 6 под действием силы тяжести. Через лубрикатор 16 в колонну насосно-компрессорных труб 7 вводят следующий упругий эластичный резиновый шарик 17 и процесс его прохождения через посадочные седла 9 набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9 повторяется, осуществляя непрерывное воздействие на продуктивный пласт 2.

Пример конкретного выполнения.

Проводят воздействие на продуктивный пласт 2, на котором расположена сетка скважин, расстояния между которыми равно 300 метров. На выделенном участке выбирают скважину 1 и устанавливают в ней цементный мост 3 на расстоянии 150 метров над кровлей продуктивного пласта 2. При помощи фрезы отделяют нижнюю часть эксплуатационной колонны 4 с цементным мостом 3 от верхней части эксплуатационной колонны 5 с образованием зумпфа 6, длина которого составляет 30 метров. Спускают в верхнюю часть эксплуатационной колонны 5 колонну насосно-компрессорных труб 7 диаметром 2,5'', с расположенным в ее нижней части набором цилиндров 8 с посадочными седлами 9, проходной диаметр которых равен 36 мм. Высота одного цилиндра 8 с посадочным седлом 9 составляет 300 мм. Количество цилиндров 8 с посадочными седлами 9, расположенных в нижней части насосно-компрессорных труб 7 составляет 100 единиц. К колонне насосно-компрессорных труб 7 подводят нагнетательную линию 11 плунжерного насосного агрегата 10, способного развивать давление до 500 атм. Приемную линию 12 плунжерного насосного агрегата 10 соединяют с нижней частью емкости 13. Затрубное пространство 14 скважины 1 соединяют с нижней частью емкости 13. Заливают скважину 1 и все наземные системы устройства соленой жидкостью, пока ее уровень не превысит уровень всех наземных систем устройства. Через лубрикатор 16 в колонну насосно-компрессорных труб 7 вводят цельнолитой резиновый шарик 17 диаметром 40 мм, который под действием силы тяжести ложится на верхнее посадочное седло 9 набора цилиндров 8 с посадочными седлами 9. Включают плунжерный насосный агрегат 10 и поднимают давление внутри колонны насосно-компрессорных труб 7 до 200 атм, при котором резиновый шарик 17 продавливается сквозь посадочное седло 9 с образованием гидравлического удара. Режим работы плунжерного насосного агрегата 10 подбирается таким образом, чтобы давление в колонне насосно-компрессорных труб 7 равное 200 атмосферам поднималось за период времени, равный пяти минутам. Время прохождения одного резинового шарика 17 через все посадочные седла 9 составляет 8 часов 20 минут. В течение этого времени по продуктивному пласту 2 наносится 100 гидравлических ударов. По истечении этого периода времени в колонну насосно-компрессорных труб 7 вводят следующий резиновый шар 17 и т. д.

Применение предложенного технического решения позволяет повысить эффективность воздействия на продуктивный пласт за счет увеличения мощности упругих колебаний в продуктивном пласте, снизить обводненность добываемой продукции, увеличить нефте- и газоконденсатоотдачу продуктивных пластов, а также создать простое устройство для генерирования гидродинамических ударов по продуктивному пласту, которое позволит реализовать на практике предлагаемое техническое решение.

Источники информации:
1. Патент РФ N 2001254, кл. E 21 B 43/25, опубл. 1993 г.

2. Патент РФ N 1710709, кл. E 21 B 43/25, опубл. 1992 г.

3. Патент РФ N 2075596, кл. E 21 B 43/25, опубл. 1997 - прототип.

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефте- и газоконденсатоотдачи продуктивных пластов и для снижения обводненности добываемой продукции в процессе разработки месторождения любым известным способом. В скважине, выше кровли продуктивного пласта, устанавливают цементный мост. При помощи фрезы отделяют нижнюю часть эксплуатационной колонны с цементным мостом от верхней части эксплуатационной колонны, с образованием зумпфа. В верхнюю часть эксплуатационной колонны спускают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), предварительно расположив в нижней ее части набор цилиндров с посадочными седлами. Устьевую арматуру скважины оборудуют лубрикатором. На дневной поверхности располагают насосный агрегат, нагнетательную линию которого соединяют с колонной НКТ. Приемную линию насосного агрегата и затрубное пространство скважины соединяют с емкостью. Заливают скважину и все наземные системы устройства жидкостью через емкость. Через лубрикатор в колонну НКТ помещают упругий эластичный шарик. Под действием силы тяжести шарик опускается на верхнее седло. Увеличивают давление внутри колонны НКТ до величины, когда шарик продавливается через верхнее седло, затем через нижнее и т.д. Возникает серия гидравлических ударов. Повышается эффективность воздействия. 1 ил.

Способ воздействия а продуктивный пласт, включающий создание гидродинамических ударов повышением и сбросом давления в колонне насосно-компрессорных труб в скважине с установленным цементным мостом в эксплуатационной колонне выше продуктивного пласта, отличающийся тем, что предварительно отделяют нижнюю часть эксплуатационной колонны с установленным цементным мостом от верхней части эксплуатационной колонный с образованием зумпфа, а колонну насосно-компрессорных труб спускают в верхнюю часть эксплуатационной колонны скважины.