СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ Российский патент 2002 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при работах по интенсификации продуктивности скважин.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины перфорированного контейнера с размещенными в нем алюминиевыми трубками (капсулами), заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, и имеющими перфорационные отверстия, защищенные от проникновения скважинной жидкости внутрь трубок (капсул) временной изоляцией, проведение технологической выдержки для разрушения водой временной изоляции и контактирования скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе (патент РФ 2073696, кл. Е 21 В 43/27, опублик. 1997 г.).

Известный способ недостаточно технологичен. При спуске контейнера в скважину скважинная жидкость сразу начинает размывать временную изоляцию отверстий алюминиевых трубок (капсул). Во избежание преждевременного взаимодействия щелочного металла и скважинной жидкости приходится неоправданно увеличивать толщину временной изоляции. За счет этого время до начала реакции на забое увеличивается и становится практически неконтролируемым. Кроме того, при любых задержках спуско-подъемных операций возникает опасность прохождения реакции в стволе скважины. При длительных задержках возникает необходимость извлечения контейнера из скважины. При этом возникает опасность прохождения реакции на устье скважины, опасность поражения обслуживающего персонала, опасность пожара. Кроме того, реакция щелочных, щелочноземельных металлов или сплавов на его основе и скважинной жидкости иногда оказывается недостаточно эффективной для обработки призабойной зоны скважины значительных размеров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, доставку на забой скважины кислотного раствора, заполнение перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором, проведение технологической выдержки до разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором, контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе в кислотной скважинной жидкости и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины (патент РФ 2142051, кл. Е 21 В 43/27, опублик. 1999 г.).

Недостатком известного способа является низкая надежность разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором, а следовательно, и низкая надежность проведения обработки скважины.

В изобретении решается задача повышения надежности способа и увеличения его эффективности.

Задача решается тем, что в способе обработки призабойной зоны скважины, включающем спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, доставку на забой скважины кислотного раствора, заполнение перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором, проведение технологической выдержки до разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором, контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе в кислотной скважинной жидкости и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины, согласно изобретению, в качестве герметизированных капсул используют составные или цельные капсулы с центральным отверстием, при закладке герметизированных капсул в перфорированный контейнер формируют колонну герметизированных капсул в виде трубы, колонну герметизированных капсул устанавливают на расстоянии от дна контейнера с обеспечением возможности прохождения жидкости между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул, а при заполнении перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором организуют поток кислотного раствора через центральные отверстия колонны герметизированных капсул, между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул и между герметизированными капсулами и стенками перфорированного контейнера.

Признаками изобретения являются:
1. Спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе;
2. Использование в качестве герметизированных капсул составных или цельных капсул с центральным отверстием;
3. При закладке герметизированных капсул в перфорированный контейнер формирование колонны герметизированных капсул в виде трубы;
4. Установка колонны герметизированных капсул на расстоянии от дна контейнера с обеспечением возможности прохождения жидкости между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул;
5. Доставку на забой скважины кислотного раствора;
6. Заполнение перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором;
7. Организация потока кислотного раствора через центральные отверстия герметизированных капсул;
8. Организация потока кислотного раствора между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул;
9. Организация потока кислотного раствора между герметизированными капсулами и стенками перфорированного контейнера;
10. Проведение технологической выдержки до разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором;
11. Контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе в кислотной скважинной жидкости;
12. Задавка продуктов реакции в призабойную зону скважины.

Признаки 1, 5, 6, 10, 11, 12 являются общими с прототипом, признаки 2, 3, 4, 7, 8, 9 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения
При работе скважин происходит постепенное снижение их продуктивности из-за кольматации призабойной зоны. Для увеличения продуктивности применяют способы очистки и повышения проницаемости призабойной зоны скважины. Однако известные способы не обладают достаточной надежностью. Случается, что не все герметизированные капсулы реагируют со скважинной жидкостью на забое скважины. При прокачке кислотного раствора по колонне насосно-компрессорных труб кислотный раствор упирается в верхнюю герметизированную капсулу и выходит через верхнее отверстие перфорированного контейнера в затрубное пространство. Возникает ситуация, когда часть герметизированных капсул оказывается вне воздействия кислотным раствором и может не прореагировать. Эффективность и надежность способа оказывается низкой. В изобретении решается задача повышения надежности способа и увеличения его эффективности. Задача решается применением заявленного способа.

Для осуществления способа обработки призабойной зоны скважины производят спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе. В качестве герметизированных капсул используют составные или цельные капсулы с центральным отверстием.

На фиг.1 показана цельная герметизированная капсула с центральным отверстием, где 1 - отверстие, 2 - стенка герметизированной капсулы из щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе, 3 - алюминиевая оболочка из фольги.

На фиг. 2 показана герметизированная капсула, состоящая из двух полуколец, где 1 - отверстие, образующееся при сборе герметизированной капсулы, 2 - стенка герметизированной капсулы из щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе, 3 - алюминиевая оболочка из фольги.

На фиг. 3 показана герметизированная капсула, состоящая из трех усеченных секторов, где 1 - отверстие, образующееся при сборе герметизированной капсулы, 2 - стенка герметизированной капсулы из щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе, 3 - алюминиевая оболочка из фольги. Возможны другие варианты выполнения герметизированных капсул с центральным отверстием. Герметизированные капсулы готовят формованием заготовки из щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе и оборачивании отформованной части фольгой с клеевым слоем, например из клея 88Н, битумного слоя и т. п. При закладке таких герметизированных капсул в перфорированный контейнер формируют колонну герметизированных капсул в виде трубы.

На фиг. 4 показан перфорированный контейнер с колонной герметизированных капсул в виде трубы, где 1 - центральное отверстие колонны герметизированных капсул, 2 - стенки герметизированных капсул, 3 - алюминиевая оболочка из фольги, 4 - перфорированный контейнер, 5 - моток проволоки, 6 - колонна насосно-компрессорных труб. Трубу колонны герметизированных капсул устанавливают на расстоянии от дна контейнера с обеспечением возможности прохождения жидкости между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул. На практике на дно контейнера закладывают моток проволоки или устанавливают крестовину, перфорированное кольцо и т.п. элементы. Наружной оболочкой герметизированных капсул служит алюминиевая фольга, неограниченно устойчивая к действию воды и легко разрушающаяся под действием соляной кислоты. Герметизированные капсулы с алюминиевой оболочкой обеспечивают неограниченную по времени изоляцию щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе от скважинной жидкости, основу которой составляет вода. За счет этого исключается опасность неконтролируемого контактирования скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе и преждевременного прохождения реакции. После размещения перфорированного контейнера на забое скважины по колонне насосно-компрессорных труб прокачивают кислотный раствор и отбирают жидкость по затрубью. Кислотный раствор поступает в перфорированный контейнер и проходит внутри колонны герметизированных капсул, доходит до дна контейнера, проходит через моток проволоки, поднимается между герметизированными капсулами и стенками перфорированного контейнера и через отверстия и щели перфорированных стенок контейнера выходит на забой скважины. Таким образом обеспечивается полное омывание герметизированных капсул кислотным раствором и полный контакт кислотного раствора с поверхностью герметизированных капсул. За счет этого гарантируется разрушение всех оболочек всех герметизированных капсул и полное вступление щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе в реакцию со скважинной жидкостью. Проводят технологическую выдержку до разрушения кислотой оболочки герметизированных капсул и контактирования скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе. При этом контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе проводят в кислотной скважинной жидкости. За счет кислотной среды эффективность реакции увеличивается, повышается экзотермический эффект. После прохождения реакции задавливают продукты реакции в призабойную зону скважины и проводят технологическую выдержку, во время которой готовят скважину к освоению. Затем скважину запускают в эксплуатацию.

Примеры конкретного выполнения
Пример 1. Проводят обработку нефтедобывающей скважины глубиной 1200 м Спускают на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированный контейнер в соответствии с фиг.4 с размещенными в нем 15 герметизированными капсулами, выполненными в соответствии с фиг.1 и заполненными щелочным металлом - натрием. Толщина алюминиевой оболочки герметизированных капсул составляет 0,06 мм. Общий вес натрия составляет 8 кг. После размещения контейнера на забое скважины прокачивают по колонне насосно-компрессорных труб 2 м³ 12%-ного раствора соляной кислоты до заполнения раствором кислоты колонны герметизированных капсул, контейнера и частичного выхода через контейнер в затрубное пространство на забое скважины. Раствор прокачивают жидкостью глушения. Проводят технологическую выдержку в течение 25 мин. За это время происходит разрушение алюминиевых оболочек кислотным раствором. Тем самым обеспечивается контактирование скважинной жидкости со щелочным металлом в кислотной скважинной жидкости. Продукты реакции задавливают в пласт жидкостью глушения в объеме колонны насосно-компрессорных труб. Проводят технологическую выдержку, в течение которой в скважину опускают насосное оборудование. Скважину запускают в эксплуатацию.

В результате обработки дебит скважины по нефти увеличился с 3 до 7 т/сут.

Пример 2. Выполняют как пример 1. В качестве герметизированных капсул используют капсулы в соответствии с фиг. 2. В качестве щелочноземельного металла используют кальций.

В результате обработки дебит скважины по нефти увеличился с 4 до 8 т/сут.

Пример 3. Выполняют как пример 1. В качестве герметизированных капсул используют капсулы в соответствии с фиг. 3. В качестве сплава на основе щелочного металла используют сплав натрия и калия в соотношении 9:1.

В результате обработки дебит скважины по нефти увеличился с 5 до 10 т/сут.

При обработке 20 скважин по данной технологии не наблюдалось ни одного случая неполного реагирования герметизированных капсул, в то время как по прототипу в двух случаях было выявлено неполное срабатывание герметизированных капсул.

Применение предложенного способа позволит повысить надежность способа и увеличить его эффективности.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при работах по интенсификации продуктивности скважин. Обеспечивает повышение надежности способа и увеличения его эффективности. Сущность изобретения: при обработке призабойной зоны скважины производят спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе. Доставляют на забой скважины кислотный раствор. Заполняют перфорированный контейнер и затрубное пространство на забое скважины кислотным раствором. Проводят технологическую выдержку до разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором. Осуществляют контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе в кислотной скважинной жидкости и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины. В качестве герметизированных капсул используют составные или цельные капсулы с центральным отверстием. При закладке герметизированных капсул в перфорированный контейнер формируют колонну герметизированных капсул в виде трубы. Колонну герметизированных капсул устанавливают на расстоянии от дна контейнера с обеспечением возможности прохождения жидкости между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул. При заполнении перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором организуют поток кислотного раствора через центральные отверстия колонны герметизированных капсул, между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул и между герметизированными капсулами и стенками перфорированного контейнера. 4 ил.

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, доставку на забой скважины кислотного раствора, заполнение перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором, проведение технологической выдержки до разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором, контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе в кислотной скважинной жидкости и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины, отличающийся тем, что в качестве герметизированных капсул используют составные или цельные капсулы с центральным отверстием, при закладке герметизированных капсул в перфорированный контейнер формируют колонну герметизированных капсул в виде трубы, колонну герметизированных капсул устанавливают на расстоянии от дна контейнера с обеспечением возможности прохождения жидкости между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул, а при заполнении перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором организуют поток кислотного раствора через центральные отверстия колонны герметизированных капсул, между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул и между герметизированными капсулами и стенками перфорированного контейнера.