СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА Российский патент 2003 года по МПК F04F5/02 

Описание патента на изобретение RU2206800C1

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин.

Известна скважинная струйная установка, включающая установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйный насос и размещенный ниже струйного насоса в колонне насосно-компрессорных труб геофизический прибор (см. RU 2059891 С1, F 04 F 5/02, 10.05.1996).

Данная скважинная струйная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоны пласта, однако в данной установке не предусмотрена возможность установки различных функциональных вставок, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка, содержащая пакер, колонну труб и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло с камерой смешения и выполнен проходной канал с посадочным местом для установки герметизирующего узла с осевым каналом, при этом установка снабжена излучателем и приемником-преобразователем физических полей, размещенным со стороны входа в струйный насос откачиваемой из скважины среды и установленным на кабеле, пропущенном через осевой канал герметизирующего узла, канал подвода активной среды подключен к колонне труб выше функциональной вставки а вход канала подвода откачиваемой среды струйного насоса подключен к колонне труб ниже функциональной вставки, а выход струйного насоса подключен к затрубному пространству колонны труб (см. патент RU 2176336 С1, кл. F 04 F 5/02, 27.11.2001).

Данная струйная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем кислотной обработки продуктивного пласта и создания перепада давлений над и под функциональной вставкой. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с неоптимальными соотношениями размеров функциональных вставок, в частности блокирующей вставки скважинной струйной установки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация размеров различных элементов конструкции установки и за счет этого повышение надежности и производительности работы скважинной струйной установки.

Указанная задача решается за счет того, что скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб снизу-вверх входную воронку с хвостовиком, пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения приемника-преобразователя физических полей, а также функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом, депрессионной и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором, причем блокирующая вставка может быть подвижно размещена на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника с подсоединенным к нему излучателем ультразвука, выход струйного насоса подключен к затрубному пространству скважины, сопло струйного насоса через канал подвода активной среды подключено к внутренней полости колонны труб выше герметизирующего узла, и канал подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб ниже герметизирующего узла, при этом функциональные вставки выполнены в верхней части с приспособлением для их установки и извлечения из скважины, диаметр D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки составляет не менее 0,3 диаметра D2 ступенчатого проходного канала корпуса струйного насоса ниже посадочного места, диаметр D3 каротажного кабеля или проволоки не менее чем на 2,0 мм меньше диаметра D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки, наибольший диаметр функциональных вставок меньше внутреннего диаметра D4 колонны труб, находящихся над струйным насосом, не менее чем на 1,0 мм, а длина каждой из функциональных вставок не менее их наибольшего диаметра.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность и производительность работы установки можно повысить путем выполнения различных элементов конструкции установки, в частности функциональных вставок, со строго определенными размерами. Было установлено, что выполнение в верхней части функциональных вставок с приспособлением для их установки и извлечения из скважины позволяет контролировать процесс установки вставки в проходном канале корпуса струйного насоса на посадочное место. Кроме того, в случае выполнения каждой из функциональных вставок длиной, не менее их наибольшего диаметра, позволяет повысить надежность и герметичность установки функциональной вставки в проходном канале корпуса струйного насоса. Снижение вероятности установки на посадочное место с перекосом позволяет предотвратить возможные перетоки среды через посадочное место, а также срыв функциональной вставки с посадочного места с последующим нарушением работы всей установки. Кроме того, предотвращается возможное застревание вставок в колонне труб и в корпусе струйного насоса в период установки или удаления функциональных вставок. На предотвращение застревания спускаемых по колонне труб приборов направлено также выполнение наибольшего диаметра функциональных вставок меньше внутреннего диаметра D4 колонны труб, находящихся над струйным насосом не менее чем на 1,0 мм. Не менее важное значение имеет величина диаметра D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки, которая составляет не менее 0,3 диаметра D2 ступенчатого проходного канала корпуса струйного насоса ниже посадочного места.

Блокирующая вставка решает задачу подачи жидкой среды по колонне труб в подпакерную зону и при этом предотвращает попадание этой среды в затрубное пространство скважины и в струйный насос. В связи с этим блокирующая вставка испытывает значительные перепады давления и в то же время должна создавать как можно меньшее гидравлическое сопротивление. В ходе исследований было установлено приемлемое соотношение между гидравлическим сопротивлением и механическими характеристиками блокирующей вставки. Кроме того, необходимо обеспечить подачу кислотного раствора в продуктивный пласт и одновременно обеспечить обработку продуктивного пласта, например, с помощью излучателя ультразвука. В этом случае важно обеспечить соотношение размеров между диаметром D3 каротажного кабеля или проволоки и диаметром D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки. Оптимальный результат был достигнут при выполнении диаметра D3 каротажного кабеля или проволоки не менее чем на 2,0 мм меньше диаметра D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи - оптимизация размеров элементов конструкции установки и за счет этого повышение надежности работы и производительности скважинной струйной установки.

На фиг. 1 представлен продольный разрез описываемой скважинной струйной установки с герметизирующим узлом, на фиг.2 - продольный разрез установки с блокирующей вставкой, на фиг.3 - продольный разрез установки с блокирующей вставкой и излучателем ультразвука, на фиг.4 - продольный разрез установки с депрессионной вставкой и на фиг.5 - продольный разрез установки со вставкой для регистрации кривой восстановления пластового давления.

Скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб 1 снизу вверх входную воронку 2 с хвостовиком 3, пакер 4 с выполненным в нем центральным каналом 5 и струйный насос 6, в корпусе 7 которого соосно установлены активное сопло 8 и камера смешения 9, а также выполнены канал подвода активной среды 10, канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал 12 с посадочным местом 13 между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале 12 предусмотрена возможность установки герметизирующего узла 14, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке 15 выше наконечника 16 для подсоединения приемника-преобразователя физических полей 17, и функциональных вставок: блокирующей 18 со сквозным проходным каналом 19, депрессионной 20 с автономным прибором 21 и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины 22 с пробоотборником 23 и автономным прибором 27, причем блокирующая вставка 18 может быть подвижно размещена на каротажном кабеле или проволоке 15 выше наконечника 16 с подсоединенным к нему излучателем ультразвука 26, выход струйного насоса 6 подключен к затрубному пространству скважины (колонны труб 1), сопло 8 струйного насоса 6 через канал подвода активной среды 10 подключено к внутренней полости колонны труб 1 выше герметизирующего узла 14 и канал подвода откачиваемой из скважины среды 11 подключен к внутренней полости колонны труб 1 ниже герметизирующего узла 14, при этом функциональные вставки 18, 20 и 22 выполнены в верхней части с приспособлением 24 для их установки и извлечения из скважины, диаметр D1 сквозного проходного канала 19 блокирующей вставки 18 составляет не менее 0,3 диаметра D2 ступенчатого проходного канала 12 корпуса 7 струйного насоса 6 ниже посадочного места 13, диаметр D3 каротажного кабеля или проволоки 15 не менее чем на 2,0 мм меньше диаметра D1 сквозного проходного канала 19 блокирующей вставки 18, наибольший диаметр функциональных вставок 18, 20 и 22 меньше внутреннего диаметра D4 колонны труб 1, находящихся над струйным насосом 6, не менее чем на 1,0 мм, а длина каждой из функциональных вставок 18, 20 и 22 не менее их наибольшего диаметра.

В скважине на колонне труб 1 устанавливают струйный насос 6 и размещенные ниже струйного насоса 6 пакер 4 и входную воронку 2 с хвостовиком 3. Затем проводят распакеровку пакера 4, что позволяет разъединить пространство скважины. Далее подсоединяют к наконечнику 16 кабеля или проволоки 15 приемник-преобразователь физических полей 17 и устанавливают на кабеле или проволоке 15 герметизирующий узел 14 с обеспечением возможности возвратно-поступательного движения каротажного кабеля или проволоки 15 и спускают эту сборку во внутреннюю полость колонны труб 1. В процессе спуска проводят фоновые замеры температуры и других физических полей от устья до забоя скважины. После подают жидкую рабочую среду в активное сопло 8 струйного насоса 6, что позволяет начать откачку струйным насосом 6 из подпакерной зоны скважины пластовой среды. Таким образом проводят дренирование продуктивного пласта 25 и очистку пласта 25 от фильтрата бурового раствора. Параметры в подпакерной зоне скважины контролируют с помощью приемника-преобразователя физических полей 17 и при этом поэтапно создают различные депрессии на пласт, регистрируют при каждой из них забойные давления, состав флюида, поступающего из продуктивного пласта, и дебит скважины.

Далее при работающем струйном насосе 6 при заданной величине депрессии на пласт 25 перемещают приемник-преобразователь физических полей 17 вдоль оси скважины в зоне продуктивного пласта 25 и проводят регистрацию профиля притока, параметров пластового флюида, забойного давления, а также изменения физических полей в пласте 25, при этом предусматривают возможность проведения указанной операции несколько раз как при указанной выше заданной величине депрессии на пласт 25, так и при другой величине депрессии на пласт 25. Потом прекращают подачу рабочей среды в струйный насос 6 и извлекают из скважины приемник-преобразователь физических полей 17 с каротажным кабелем или проволокой 15 и герметизирующим узлом 14. После этого спускают по колонне труб 1 и устанавливают в проходном канале 12 на посадочное место 13 блокирующую вставку 18 со сквозным проходным каналом 19, перекрывая блокирующей вставкой 18 в струйном насосе 6 канал подвода активной среды 10 и канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды. После этого производят закачку кислотного раствора в продуктивный пласт 25 для его обработки. При этом перед закачкой кислотного раствора пакер может быть переведен в транспортное положение, после закачки кислотного раствора в колонну труб 1 до уровня хвостовика 3 блокирующую вставку 18 извлекают, надевают на каротажный кабель или проволоку 15, к наконечнику 16 последней присоединяют излучатель ультразвука 26, производят спуск излучателя ультразвука 26 в зону обрабатываемого продуктивного пласта 25, а блокирующую вставку 18 вновь устанавливают в проходном канале 12 на посадочное место 13 и проводится распакеровка пакера 4 с последующим продавливанием кислотного раствора в продуктивный пласт 25 и одновременной обработкой пласта 25 с помощью излучателя ультразвука 26.

Затем извлекают блокирующую вставку 18 и излучатель ультразвука 26, а на место блокирующей вставки 18 устанавливают депрессионную вставку 20, разобщающую колонну труб 1 на верхнюю зону, сообщенную с каналом подвода активной среды 10 струйного насоса 6, и нижнюю зону, сообщенную с каналом 11 подвода откачиваемой из скважины среды. В сопло 8 струйного насоса 6 подают активную жидкую среду. Последняя, истекая из сопла 8 струйного насоса 6, увлекает из скважины пластовый флюид вместе с продуктами реакции, образовавшимися в результате взаимодействия с раствором, который закачали ранее в пласт 25. После этого, если это необходимо, возможна повторная установка в проходном канале 12 вставки 22 для регистрации кривой восстановления давления или герметизирующего узла 14 с размещением в зоне пласта приемника-преобразователя физических полей 17 для исследования пласта 25. После завершения указанных выше работ по исследованию скважины и обработке пласта 25 проводят мероприятия по освоению скважины с установкой в скважине насоса для откачки из скважины добываемой из нее среды.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и горной промышленности при испытании и интенсификации притока нефтегазовых скважин на этапе их бурения или восстановления.

Похожие патенты RU2206800C1

название год авторы номер документа
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 2002
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2205992C1
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН И СПОСОБ РАБОТЫ СКВАЖИННОЙ СТРУЙНОЙ УСТАНОВКИ 2001
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2190781C1
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН И СПОСОБ РАБОТЫ СКВАЖИННОЙ СТРУЙНОЙ УСТАНОВКИ 2001
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2190779C1
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ 2005
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2282760C1
СПОСОБ РАБОТЫ СКВАЖИННОЙ СТРУЙНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКЕ ПЛАСТА 2002
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2206801C1
СПОСОБ РАБОТЫ СКВАЖИННОЙ СТРУЙНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ ГИДРОРАЗРЫВЕ ПЛАСТА 2002
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
  • Печеркин М.Ф.
RU2205993C1
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ЭМПИ-УГИС-(11-20)Г И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ 2005
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2289042C1
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ 2002
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2206803C1
ЭЖЕКТОРНЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПЛАСТОИСПЫТАТЕЛЬ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И ОСВОЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН 2004
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2256102C1
НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ СКВАЖИННАЯ УСТАНОВКА 2002
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2224141C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 206 800 C1

Реферат патента 2003 года СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА

Установка предназначена для кислотной обработки пласта. Установка содержит смонтированные на колонне труб снизу вверх входную воронку с хвостовиком, пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, герметизирующий узел, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения приемника-преобразователя физических полей и функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом, депрессионной с автономным прибором и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором и излучателем ультразвука. Технический результат - повышение надежности. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 206 800 C1

Скважинная струйная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу вверх входную воронку с хвостовиком, пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения приемника-преобразователя физических полей, функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом, депрессионной и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором, причем блокирующая вставка может быть подвижно размещена на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника с подсоединенным к нему излучателем ультразвука, выход струйного насоса подключен к затрубному пространству скважины, сопло струйного насоса через канал подвода активной среды подключено к внутренней полости колонны труб выше герметизирующего узла и канал подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб ниже герметизирующего узла, при этом функциональные вставки выполнены в верхней части с приспособлением для их установки и извлечения из скважины, диаметр D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки составляет не менее 0,3 диаметра D2 ступенчатого проходного канала корпуса струйного насоса ниже посадочного места, диаметр D3 каротажного кабеля или проволоки не менее чем на 2,0 мм меньше диаметра D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки, наибольший диаметр функциональных вставок меньше внутреннего диаметра D4 колонны труб, находящихся над струйным насосом, не менее чем на 1,0 мм, а длина каждой из функциональных вставок не менее их наибольшего диаметра.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2206800C1

СПОСОБ РАБОТЫ НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНОЙ СКВАЖИННОЙ УСТАНОВКИ 2000
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
RU2176336C1
RU 2059891 С1, 10.05.1996
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА 1997
  • Хоминец Зиновий Дмитриевич
  • Шановский Ярослав Васильевич
  • Лисовский Валерий Саввович
  • Вавилов В.Г.(Ru)
RU2121610C1
US 4744730 A, 17.05.1988
US 4293283 А, 06.10.1981.

RU 2 206 800 C1

Авторы

Хоминец Зиновий Дмитриевич

Даты

2003-06-20Публикация

2002-02-22Подача