Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин.
Известен способ работы скважинной струйной установки, включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб со струйным насосом, пакером и перфоратором, размещение перфоратора против продуктивного пласта и подрыв перфоратора с последующим прокачиванием жидкой рабочей среды через струйный насос (см. авторское свидетельство SU 1146416, Е 21 В 43/116, 23.03.1985).
Из указанного выше авторского свидетельства 1146416 известна скважинная струйная установка, включающая установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйный насос и размещенный ниже струйного насоса перфоратор.
Данная установка позволяет проводить перфорацию скважины при заданной величине депрессии и откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной интенсификацией добычи среды из пласта, однако данные способ и устройство не позволяют проводить установку в скважине технологического оборудования ниже струйного насоса, а также производить замену последнего в процессе работы без распакеровки колонны насосно-компрессорных труб, что снижает эффективность проводимой работы по освоению скважины.
Наиболее близким к изобретению в части способа, как объекта изобретения, по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной насосной установки при освоении скважины, включающий спуск на каротажном кабеле струйного насоса в скважину во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб вместе с расположенным ниже струйного насоса геофизическим прибором, установку струйного насоса в опоре, размещенной на колонне насосно-компрессорных труб и имеющей перепускные окна, подачу по колонне насосно-компрессорных труб эжектирующей среды в сопло струйного насоса и откачку струйным насосом среды из подпакерной зоны скважины (см. патент РФ 2143597 С1, кл. F 04 F 5/02, 27.12.1999).
Из этого же патента известна скважинная насосная установка для освоения скважины, содержащая установленную на колонне насосно-компрессорных труб опору, струйный насос выполнен с возможностью его спуска в колонну насосно-компрессорных труб на каротажном кабеле вместе с геофизическим прибором или автономным прибором, которые размещены под струйным насосом, и установки его в опоре, при этом в канале подвода откачиваемой среды струйного насоса установлен герметизирующий узел с проходным каналом, через который можно пропускать каротажный кабель.
Данные способ работы скважинной насосной установки и установка для его осуществления позволяют проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня размещения струйного насоса, в том числе путем снижения перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с неоптимальными расположением и соотношениями размеров различных элементов конструкции скважинной струйной установки.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация операций по освоению скважины, а также оптимизация расположения и размеров различных элементов конструкции установки и за счет этого повышение надежности ее работы при освоении скважины с помощью скважинной насосной установки.
Указанная задача решается за счет того, что способ работы скважинной насосной установки при освоении скважины включает спуск на каротажном кабеле струйного насоса в скважину во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб вместе с расположенным ниже струйного насоса геофизическим прибором, установку струйного насоса в опоре, размещенной на колонне насосно-компрессорных труб и имеющей перепускные окна, подачу по колонне насосно-компрессорных труб эжектирующей среды в сопло струйного насоса и откачку струйным насосом среды из подпакерной зоны скважины, при этом на колонне насосно-компрессорных труб проводят размещение ниже опоры разъединительно-соединительного устройства колонны насосно-компрессорных труб, обратного клапана пакера и перфоратора, спуск и размещение в опоре струйного насоса проводят после распакеровки пакера, геофизический прибор устанавливают над обратным клапаном и путем подачи эжектирующей среды в сопло струйного насоса создают необходимую величину депрессии на пласт, которая фиксируется с помощью геофизического прибора на поверхности, потом проводят подрыв перфоратора с одновременной откачкой через фильтр и обратный клапан пластового флюида, а после достижения стабильного притока добываемого из пласта флюида прекращают подачу эжектирующей среды в сопло струйного насоса, извлекают с помощью каротажного кабеля геофизический прибор и струйный насос из скважины, при этом обратный клапан закрывается, предотвращая попадание в подпакерную зону жидкости из пространства над обратным клапаном и загрязнение ею прискважинной зоны пласта, далее сбрасывают во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб блокирующую вставку со сквозным продольным каналом, которая перекрывает перепускные окна опоры, разобщая при этом межтрубное пространство и внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб, и путем подачи облегченной жидкости или инертного газа из межтрубного пространства через размещенный над опорой циркуляционный клапан во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб снижают гидростатическое давление над обратным клапаном и таким образом запускают скважину в работу фонтанным способом, а после истощения энергии пласта извлекают блокирующую вставку, спускают в скважину струйный насос вместе с геофизическим или автономным прибором, проводят откачку пластового флюида при заданных разной величины уровнях депрессии на пласт, фиксируют при этом дебит скважины, строят график зависимости дебита скважины от величины депрессии и по этому графику определяют типоразмер насоса для принудительной эксплуатации скважины, извлекают струйный насос с геофизическим прибором или автономным прибором на поверхность, посредством соединительно-разъединительного устройства отсоединяют верхнюю часть колонны насосно-компрессорных труб вместе с опорой и извлекают ее на поверхность, при этом обратный клапан предотвращает попадание жидкости из скважины выше обратного клапана в подпакерную зону, затем спускают на колонне насосно-компрессорных труб в скважину насос для принудительной добычи нефти, подсоединяют его к нижней части колонны насосно-компрессорных труб и запускают скважину в работу принудительным способом.
В части устройства, как объекта изобретения, поставленная задача решается за счет того, что скважинная насосная установка для освоения скважины содержит установленную на колонне насосно-компрессорных труб опору, а струйный насос выполнен с возможностью его спуска в колонну насосно-компрессорных труб на каротажном кабеле вместе с геофизическим прибором или автономным прибором, которые размещены под струйным насосом, и установки его в опоре, при этом в канале подвода откачиваемой среды струйного насоса установлен герметизирующий узел с проходным каналом, через который можно пропускать каротажный кабель, при этом на колонне насосно-компрессорных труб снизу вверх последовательно размещены: перфоратор, пакер, обратный клапан, разъединительно-соединительное устройство колонны насосно-компрессорных труб и опора с перепускными окнами; перфоратор снабжен инициирующим устройством, которое срабатывает при заданной величине депрессии на пласт, над перфоратором установлен фильтр, струйный насос выполнен с возможностью спуска его на каротажном кабеле или проволоке, внешний диаметр D1 струйного насоса не менее чем на 1 мм меньше диаметра D2 внутренней полости колонны насосно-компрессорных труб выше опоры, диаметр D3 каротажного кабеля или проволоки не менее чем на 2 мм меньше диаметра D4 канала подвода откачиваемой среды, диаметр D5 проходного канала герметизирующего узла не более чем на 0,008 мм больше диаметра D3 каротажного кабеля или проволоки, герметизирующий узел выполнен с возможностью установки в его верхней части приспособления для перекрытия проходного канала и извлечения или спуска в скважину струйного насоса с помощью ловителя, который крепится на каротажном кабеле или проволоке, в нижней части корпуса струйного насоса выполнено отверстие для подсоединения автономного глубинного прибора, а над опорами на колонне насосно-компрессорных труб установлен циркуляционный клапан.
Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность работы установки можно повысить как путем оптимизации последовательности действий при испытании и освоении скважин, так и путем более оптимального расположения в корпусе струйного насоса и выполнения различных элементов конструкции установки со строго определенными размерами.
Было выявлено, что указанная выше последовательность действий позволяет наиболее эффективно использовать энергию взрыва при проведении работ по интенсификации притока нефти из продуктивного пласта, при этом созданы условия, предотвращающие осаждение в скважине после проведения ее перфорации кольматирующих частиц и других сред, которые приводят к снижению проницаемости продуктивного пласта, что достигается за счет создания депрессии в подпакерной зоне. При созданной депрессии струйный насос удаляет из продуктивного пласта указанные выше частицы и среды, а с помощью геофизического прибора и/или автономного, установленного на струйном насосе прибора проводится исследование поступающей из скважины среды. Одновременно предоставляется возможность визуально контролировать величину депрессии, получая информацию с глубинного прибора по каротажному кабелю на поверхности о величине текущего гидростатического давления. Кроме того, при проведении испытания пластов можно регулировать режим откачки посредством изменения давления жидкой рабочей среды, подаваемой в сопло струйного насоса. В ходе проведения исследования обеспечена возможность перемещения геофизического прибора вдоль скважины, причем исследование можно проводить как при работающем струйном насосе, так и при его остановке. Перекрытие блокирующей вставкой перепускных окон опоры позволяет разобщить пространство скважины и запустить скважину в работу в фонтанном режиме. Установка в колонне насосно-компрессорных труб ниже струйного насоса обратного клапана позволяет предотвратить попадание в прискважинную зону пласта жидкости глушения при возможных остановках работы скважины, например при смене оборудования. Размещение выше опоры струйного насоса в стенке колонны насосно-компрессорных труб циркуляционного клапана позволяет проводить смену среды в колонне насосно-компрессорных труб и регулировать гидростатическое давление в призабойной зоне. Таким образом, данный способ работы позволяет проводить качественное освоение скважин после бурения, всестороннее их исследование и испытание в различных режимах.
В ходе исследования было установлено, что размеры элементов конструкции насосной установки не могут быть выбраны произвольно. В этой связи было установлено, что выполнение внешнего диаметра D1 струйного насоса не менее чем на 1 мм меньше диаметра D2 внутренней полости колонны насосно-компрессорных труб, размещенных выше опоры, позволяет предотвратить возможное застревание струйного насоса при его спуске и установке на посадочном месте в опоре. Выполнение диаметра D3 каротажного кабеля или проволоки не менее чем на 2 мм меньше диаметра D4 канала подвода откачиваемой среды позволяет обеспечить подвод откачиваемой из скважины среды с минимально возможными гидравлическими потерями и обеспечить максимально возможную производительность струйного насоса при одновременном достижении необходимой прочности корпуса струйного насоса. Как указано выше, в процессе работы установки необходимо перемещать на кабеле или проволоке геофизический прибор вдоль скважины и в то же время необходимо минимизировать перетекание среды через проходной канал герметизирующего узла. Этого удалось добиться при выполнении диаметра D5 проходного канала герметизирующего узла не более чем на 0,008 мм больше диаметра D3 каротажного кабеля или проволоки. В ходе работ по освоению скважины возникает либо отпадает необходимость в размещении ниже струйного насоса автономного прибора. В этом случае необходимо предотвратить перетекание среды через герметизирующий узел. Этого удалось добиться путем выполнения герметизирующего узла с возможностью установки в его верхней части приспособления для перекрытия проходного канала, при этом указанное приспособление позволяет извлекать или спускать в скважину струйный насос с помощью ловителя, который может крепиться на каротажном кабеле или проволоке.
Таким образом, указанная выше совокупность взаимозависимых параметров и последовательности действий обеспечивают достижение выполнения поставленной в изобретении задачи - оптимизации способа работы скважинной струйной установки при освоении скважин и оптимизации расположения и размеров различных элементов конструкции установки и за счет этого повышение надежности работы скважинной насосной установки.
На фиг. 1 представлен продольный разрез установки с установленными герметизирующим узлом и перфоратором, на фиг.2 представлен продольный разрез установки с установленной блокирующей вставкой, на фиг.3 представлен продольный разрез установки с установленными герметизирующей вставкой с приспособлением для перекрытия проходного канала и установленными автономными приборами, на фиг.4 представлен продольный разрез нижней части установки в случае извлечения из скважины колонны насосно-компрессорных труб с опорой, а на фиг.5 представлен продольный разрез установки с установленным насосом для принудительной добычи нефти.
Скважинная насосная установка для освоения скважины содержит, установленную на колонне насосно-компрессорных труб 1 опору 2. Струйный насос 3 выполнен с возможностью его спуска в колонну насосно-компрессорных труб 1 на каротажном кабеле 4 вместе с геофизическим прибором 5 или автономным прибором 6 и/или несколькими приборами 6, например с автономными манометром и дебитомером, которые размещены под струйным насосом 3, и установки его в опоре 2. В канале 18 подвода откачиваемой среды струйного насоса 3 установлен герметизирующий узел 8 с проходным каналом 9, через который можно пропускать каротажный кабель 4 или проволоку. Необходимо отметить, что на колонне насосно-компрессорных труб 1 оборудование установлено в определенной последовательности. Снизу вверх на колонне насосно-компрессорных труб 1 последовательно установлены перфоратор 10, пакер 11, обратный клапан 12, разъединительно-соединительное устройство 13 колонны насосно-компрессорных труб 1 и опора 2 с перепускными окнами 14. Перфоратор 10 снабжен инициирующим устройством 15, которое срабатывает при заданной величине депрессии на пласт 16. Над перфоратором 10 установлен фильтр 17. Струйный насос 3 выполнен с возможностью спуска его на проволоке. Внешний диаметр D1 струйного насоса 3 не менее чем на 1 мм меньше диаметра D2 внутренней полости колонны насосно-компрессорных труб 1 выше опоры 2, диаметр D3 каротажного кабеля 4 или проволоки не менее чем на 2 мм меньше диаметра D4 канала 18 подвода откачиваемой среды струйного насоса 3. Диаметр D5 проходного канала 9 герметизирующего узла 8 не более чем на 0,008 мм больше диаметра D3 каротажного кабеля 4 или проволоки. Герметизирующий узел 8 выполнен с возможностью установки в его верхней части приспособления 19 для перекрытия проходного канала 9 и извлечения или спуска в скважину струйного насоса 3 с помощью ловителя, который крепится на каротажном кабеле 4 или проволоке. В нижней части корпуса струйного насоса 3 выполнено отверстие 20 для подсоединения автономного прибора 6, а над опорой 2 на колонне насосно-компрессорных труб 1 установлен циркуляционный клапан 21. Вместо струйного насоса 3 в опоре 2 может быть установлена блокирующая вставка 22.
Описываемый способ работы скважинной насосной установки при освоении скважин реализуется следующим образом.
На колонне насосно-компрессорных труб 1 проводят установку ниже опоры 2 разъединительно-соединительного устройства 13 колонны насосно-компрессорных труб 1, обратного клапана 12, пакера 11 и перфоратора 10. Проводят распакеровку пакера 11 и затем проводят спуск и установку в опоре 2 струйного насоса 3. Геофизический прибор 5 устанавливают над обратным клапаном 12. Путем подачи эжектирующей среды в сопло 22 струйного насоса 3 создают необходимую величину депрессии на пласт 16, которая фиксируется с помощью геофизического прибора 5 на поверхности. Затем проводят подрыв перфоратора 10 с одновременной откачкой через фильтр 17 и обратный клапан 12 пластового флюида. После достижения стабильного притока добываемого из пласта 16 флюида прекращают подачу эжектирующей среды в сопло 23 струйного насоса 3, извлекают с помощью каротажного кабеля 4 геофизический прибор 5 и струйный насос 3 из скважины, при этом обратный клапан 12 закрывается, предотвращая попадание в подпакерную зону жидкости из пространства над обратным клапаном 12 и загрязнение ею прискважинной зоны пласта 16. Далее сбрасывают во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб 1 блокирующую вставку 22 со сквозным продольным каналом 24, которая перекрывает перепускные окна 14 опоры 2 и разобщает межтрубное пространство 25 и внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб 1. Путем подачи облегченной жидкости или инертного газа из межтрубного пространства 25 через размещенный над опорой 2 циркуляционный клапан 21 во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб 1 снижают гидростатическое давление над обратным клапаном 12 и таким образом запускают скважину в работу фонтанным способом. После истощения энергии пласта 16 извлекают блокирующую вставку 22, спускают в скважину струйный насос 3 вместе с геофизическим 5 и/или автономным 6 приборами, проводят откачку пластового флюида при заданных разной величины уровнях депрессии на пласт 16, фиксируют при этом дебит скважины, строят график зависимости дебита скважины от величины депрессии и по этому графику определяют типоразмер насоса 26 для принудительной эксплуатации скважины. Далее извлекают струйный насос 3 с геофизическим прибором 5 и/или автономным прибором 6 на поверхность. Посредством соединительно-разъединительного устройства 13 отсоединяют верхнюю часть колонны насосно-компрессорных труб 1 вместе с опорой 2 и извлекают ее на поверхность, при этом обратный клапан 12 предотвращает попадание жидкости из скважины выше обратного клапана 12 в подпакерную зону. Затем спускают на колонне насосно-компрессорных труб 1 в скважину насос 26 для принудительной добычи нефти, подсоединяют его к нижней части колонны насосно-компрессорных труб 1 и запускают скважину в работу принудительным способом.
Настоящее изобретение может найти применение в нефтедобывающей промышленности при испытании и освоении скважин, а также в других отраслях промышленности где производится добыча различных сред из скважин.
Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти. Способ работы скважинной насосной установки при освоении скважины включает спуск на каротажном кабеле струйного насоса в скважину во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) вместе с расположенным ниже насоса геофизическим прибором. Насос устанавливают в опоре, размещенной на НКТ и имеющей перепускные окна для осуществления откачки среды из подпакерной зоны скважины. Ниже опоры производят размещение разъединительно-соединительного устройства колонны НКТ, обратного клапана пакера и перфоратора. Спуск и размещение в опоре насоса проводят после распакеровки пакера. Геофизический прибор устанавливают над обратным клапаном, и путем подачи эжектирующей среды в сопло насоса создают необходимую величину депрессии на пласт, которая фиксируется с помощью геофизического прибора на поверхности. Производят подрыв перфоратора с одновременной откачкой через фильтр и обратный клапан пластового флюида. После достижения стабильного притока добываемого флюида прекращают подачу эжектирующей среды в сопло насоса, извлекают с помощью каротажного кабеля прибор и насос из скважины. При этом обратный клапан закрывается, предотвращая попадание в подпакерную зону жидкости из пространства над обратным клапаном и загрязнение ею прискважинной зоны. Сбрасывают во внутреннюю полость колонны НКТ блокирующую вставку со сквозным продольным каналом, которая перекрывает перепускные окна опоры, разобщая при этом межтрубное пространство и внутреннюю полость колонны НКТ. Подачей через циркуляционный клапан облегченной жидкости или инертного газа из межтрубного пространства во внутреннюю полость колонны НКТ снижают гидростатическое давление над обратным клапаном и таким образом запускают скважину в работу фонтанным способом. После истощения энергии пласта извлекают блокирующую вставку, спускают в скважину струйный насос вместе с геофизическим или автономным прибором, проводят откачку пластового флюида при заданных разной величины уровнях депрессии на пласт. При этом фиксируют дебит скважины, строят график зависимости дебита скважины от величины депрессии и по этому графику определяют типоразмер насоса для принудительной эксплуатации скважины. Извлекают насос с прибором на поверхность, посредством соединительно-разъединительного устройства отсоединяют верхнюю часть колонны НКТ вместе с опорой и извлекают ее на поверхность. При этом обратный клапан предотвращает попадание жидкости из скважины выше обратного клапана в подпакерную зону. Затем в скважину спускают на колонне НКТ насос для принудительной добычи нефти, подсоединяют его к нижней части колонны насосно-компрессорных труб и запускают скважину в работу принудительным способом. Изобретения направлены на оптимизацию размеров элементов конструкции, повышение надежности работы скважинной струйной установки. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ) | 1998 |
|
RU2143597C1 |
SU 1146416 A, 23.03.1985 | |||
Способ кислотной обработки продуктивного пласта | 1988 |
|
SU1668646A1 |
US 4744730 А, 17.05.1988 | |||
US 4293283 А, 06.10.1981. |
Авторы
Даты
2002-09-20—Публикация
2001-05-21—Подача