Способ работы скважинной струйной установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону пласта Российский патент 2004 года по МПК F04F5/02 

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для испытания и освоения скважин.

Известен способ работы струйной скважинной установки, включающий подачу по колонне насосно-компрессорных труб активной жидкой среды в сопло струйного аппарата, увлечение ею пассивной среды и смешение с ней с подачей смеси сред из скважины на поверхность (см., SU 1668646 А1, Е 21 В 43/27, 07.08.1991).

Данный способ работы скважинной струйной установки позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоны продуктивного пласта, однако отсутствие в данном способе режимов воздействия на прискважинную зону пласта в ряде случаев сужает область использования данного способа работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной установки при воздействии на прискважинную зону пласта, включающий установку в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйного насоса, подачу по колонне труб в сопло струйного насоса рабочей среды и создание за счет этого в подпакерной зоне регулируемого давления с возможностью проведения дренирования пласта (см. патент RU 2176336 С1, кл.F 04 F 5/02, 27.11.2001).

Данный способ работы скважинной струйной установки позволяет проводить в скважине ниже уровня установки струйного насоса обработку пласта, в том числе с созданием перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данный способ работы не позволяет в полной мере использовать возможности скважинной струйной установки, что связано с недостаточным диапазоном изменения амплитуды гидродинамического воздействия на прискважинную зону пласта.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности работы и производительности при проведении обработки продуктивного пласта и, таким образом, увеличение дебитов добывающих и приемистости нагнетательных скважин за счет восстановления проницаемости прискважинной зоны пласта.

Указанная задача решается за счет того, что способ работы скважинной струйной установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону пласта заключается в том, что спускают в скважину размещенные на колонне насосно-компрессорных труб пакер и струйный насос с каналами подвода рабочего агента и откачиваемого из скважины пластового флюида, устанавливают струйный насос и пакер над кровлей продуктивного пласта и производят распакеровку последнего, после чего насосным агрегатом периодически подают рабочий агент в сопло струйного насоса (например, воду или нефть), причем подачу рабочего агента осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата и, таким образом, за 5-10 секунд создают депрессию на продуктивный пласт, поддерживают действие этой депрессии на пласт в течение от 2 до 20 мин путем постоянной подачи рабочего агента в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата, затем скачкообразно за 2-5 секунд создают репрессию на продуктивный пласт в виде гидроудара путем воздействия на продуктивный пласт давлением рабочего агента из колонны труб за счет резкого переключения его подачи из колонны труб через канал подвода откачиваемого из скважины флюида в подпакерное пространство, при этом гидроудар направляют в сторону продуктивного пласта, что приводит к срыву с места частиц кольматанта, находящегося в поровых каналах продуктивного пласта, а также к образованию в прискважинной зоне продуктивного пласта микротрещин, при этом устанавливают величину давления рабочего агента на продуктивный пласт больше величины пластового давления, затем резко переключают подачу всего рабочего агента в сопло струйного насоса и повторяют описанный выше цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта депрессией и репрессией, при этом количество циклов “депрессия + репрессия” определяют по степени восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта, причем, если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают.

Наиболее оптимальное время контрольного замера составляет от 20 мин до 1 часа. Возможно регулирование величины репрессии путем установки необходимого давления рабочего агента в колонне труб перед переключением его подачи в подпакерное пространство. После гидродинамического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта может быть проведена ее обработка химическими реагентами, например кислотой.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность и эффективность работы установки можно повысить путем оптимизации последовательности действий при очистке прискважинной зоны пласта в скважинах.

Было выявлено, что указанная выше последовательность действий позволяет наиболее эффективно использовать скважинную струйную установку при обработке продуктивного пласта в ходе проведения работ по интенсификации притока нефти из продуктивного пласта путем повышения проницаемости неработающих и плохо работающих пропластков продуктивного пласта. Путем проведения контрольных замеров как перед проведением, так и в процессе проведения обработки можно вначале оценить техническое состояние и производительность скважины, свойства флюида, который добывают из скважины, состояние прискважинной зоны продуктивного пласта и выбрать режим обработки продуктивного пласта. По результатам изучения притока представляется возможность оценить качество обработки прискважинной зоны продуктивного пласта и выбрать режим эксплуатации скважины. Знакопеременное гидродинамическое воздействие на пласт с формированием гидравлического удара позволяет увеличить радиус и качество обработки прискважинной зоны пласта. При созданной депрессии струйный насос своевременно удаляет из продуктивного пласта засоряющие продуктивный пласт кольматирующие частицы, которые по затрубному пространству колонны труб с высокой скоростью выносятся на поверхность. Сочетание регулируемого, описанного выше знакопеременного режима откачки путем изменения давления жидкой рабочей среды, подаваемой в сопло струйного насоса, удалось подобрать такой режим работы, при котором не только восстанавливается проницаемость ранее не работавших пропластков, но и повышается проницаемость ранее работавших пропластков, а следовательно, и приток добываемой среды (флюида) из продуктивных пропластков пласта. Было выявлено, что существенными для эффективного воздействия на пласт являются скачкообразный переход от депрессии на пласт к репрессии на пласт с циклическим повторением этой операции и, что особенно важно, резкий переход от репрессии на продуктивный пласт с формированием гидравлического удара к депрессии. Указанный режим работы достигается за счет того, что скачкообразный рост давления обеспечивают за 2-5 секунд, а потом резко за 5-10 секунд создают депрессию на продуктивный пласт с временем сохранения депрессии от 2 до 20 мин. За счет такого резкого перехода от репрессии к депрессии усиливается воздействие рабочего агента на продуктивный пласт, что позволяет существенно повысить проницаемость продуктивного пласта. Также было выявлено, что количество указанных циклов гидродинамического воздействия на продуктивный пласт может быть определено по результатам контрольных замеров, что и определило возможность достижения качественной очистки прискважинной зоны пласта и своевременного прекращения работ. Таким образом данный способ работы позволяет эффективно проводить мероприятия по интенсификации дебита скважины. В результате удалось в 1,5-2 раза увеличить коэффициент действующей толщины пласта за счет разрушения зоны кольматации в неработающих пропластках продуктивного пласта и, как следствие, в 1,2 - 1,6 раза ускорить проведение работ по повышению продуктивности скважины, причем существенно выравнивается профиль притока за счет полного охвата продуктивного пласта гидродинамическим воздействием по его толщине. Необходимо отметить, что описанная в изобретении последовательность действий позволяет постоянно контролировать ход работ по интенсификации притока добываемой из продуктивного пласта среды. В частности полученные данные контрольных замеров позволяют получить объективную картину состояния прискважинной зоны продуктивного пласта в зависимости от проведенных работ по повышению ее проницаемости.

Таким образом достигнуто выполнение поставленной задачи - повышение надежности работы и производительности при проведении обработки прискважинной зоны продуктивного пласта.

На чертеже представлен продольный разрез скважинной струйной установки для реализации описываемого способа работы.

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 установлены активное сопло 8 и камера смешения с диффузором 9, а также выполнены канал 10 подвода рабочего агента и канал 11 подвода откачиваемого из скважины флюида. В корпусе 7 струйного насоса 6 размещен переключатель 12 направления потока рабочего агента, который включает полую профилированную вставку 13 в форме гильзы с отверстиями 14 в ее боковой стенке, и подпружиненный относительно вставки 13 и охватывающий ее в верхней части клапан 15, выполненный в виде обечайки с отверстиями 16 в ее стенке. В верхнем положении клапана 15 относительно вставки 13 отверстия 14 вставки 13 совмещаются с отверстиями 16 клапана 15 с образованием прохода для рабочего агента из пространства колонны труб 1 над струйным насосом 6 в подпакерное пространство скважины. Выход струйного насоса 6 подключен к затрубному пространству скважины (колонны труб 1), сопло 8 струйного насоса 6 через канал подвода рабочего агента 10 подключено к внутренней полости колонны труб 1 выше струйного насоса 6 и канал 11 для подвода откачиваемого из скважины флюида подключен к внутренней полости колонны труб 1 ниже струйного насоса 6.

Способ работы скважинной струйной установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону пласта заключается в том, что спускают в скважину установленные на колонне насосно-компрессорных труб 1 воронку 2, хвостовик 3, пакер 4 и струйный насос 6 с расположенным в нем гидроударным переключателем 12. Клапан 15 переключателя 12 под действием пружины находится в нижнем своем положении и отверстия 14 вставки 13 не совпадают с отверстиями 16 клапана 15. Устанавливают пакер 4 и струйный насос 6 над кровлей продуктивного пласта 17 и производят распакеровку пакера 4. После этого с помощью насосного агрегата периодически подают рабочий агент в сопло 8 струйного насоса 6 (например, воду или нефть), причем работу струйного насоса 6 осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент в сопло 8 струйного насоса 6 при заданном давлении насосного агрегата и за 5-10 секунд создают депрессию на продуктивный пласт 17. Поддерживают действие этой депрессии на продуктивный пласт 17 в течение от 2 до 20 мин путем постоянной подачи рабочего агента в сопло 8 струйного насоса 6 при заданном давлении насосного агрегата. Затем, например, с помощью каротажного кабеля поднимают клапан 15 в верхнее положение. Таким образом совмещают отверстия 16 клапана 15 с отверстиями 14 вставки 13. В результате скачкообразно за 2 - 5 секунд создают репрессию на продуктивный пласт 17 в виде гидроудара путем воздействия на продуктивный пласт 17 давлением рабочего агента из колонны труб 1, что достигнуто за счет резкого, как указанно выше, переключения его подачи из колонны труб 1 через отверстия 14, 16 и канал 11 подвода откачиваемого флюида в подпакерное пространство. При этом гидроудар воздействует на прискважинную зону продуктивного пласта 17, что приводит к срыву с места частиц кольматанта, находящегося в поровых каналах продуктивного пласта 17, а также к образованию в прискважинной зоне продуктивного пласта 17 микротрещин. При этом устанавливают давление рабочего агента на продуктивный пласт 17 больше пластового давления. Затем резко переключают подачу всего рабочего агента в сопло 8 струйного насоса 6 путем возвращения клапана 15 в исходное нижнее положение и перекрытия клапаном 15 отверстий 14 вставки 13, что позволяет повторить описанный выше цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта 17 депрессией и затем репрессией, причем количество циклов “депрессия + репрессия” определяют по степени восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта 17 путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта 17. Если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают.

Величину репрессии, если в этом возникает необходимость, можно регулировать путем установки необходимого давления рабочего агента в колонне труб 1 перед переключением его подачи в подпакерное пространство.

Если возникает необходимость комплексного воздействия на прискважинную зону пласта, возможна закачка в продуктивный пласт кислотного раствора через струйный насос 6, что позволяет в сочетании с гидродинамическим воздействием усилить воздействие на продуктивный пласт 17.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при освоении скважин после бурения или при их подземном ремонте с целью интенсификации дебитов углеводородов или увеличения приемистости нагнетательных скважин.

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин. Способ работы заключается в том, что спускают в скважину установленные на колонне насосно-компрессорных труб пакер и струйный насос с каналами подвода рабочего агента и откачиваемого из скважины пластового флюида. Устанавливают струйный насос и пакер над кровлей продуктивного пласта и производят распакеровку последнего. Насосным агрегатом периодически подают рабочий агент в сопло струйного насоса. Подачу рабочего агента осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата, за 5-10 секунд создают депрессию на продуктивный пласт, поддерживают действие этой депрессии на пласт в течение от 2 до 20 мин путем постоянной подачи рабочего агента в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата, затем скачкообразно за 2-5 секунд создают репрессию на продуктивный пласт в виде гидроудара путем воздействия на продуктивный пласт давлением рабочего агента из колонны труб за счет резкого переключения его подачи из колонны труб через канал подвода откачиваемого флюида в подпакерное пространство. Гидроудар направляют в сторону продуктивного пласта, что приводит к срыву с места частиц кольтамонта в поровых каналах продуктивного пласта и образованию в прискважинной зоне продуктивного пласта микротрещин, при этом устанавливают величину давления рабочего агента на продуктивный пласт больше величины пластового давления. Резко переключают подачу всего рабочего агента в сопло струйного насоса и повторяют цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта депрессией и репрессией. Количество циклов “депрессия + репрессия” определяют по степени восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта. Если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают. В результате достигается повышение надежности работы и производительности при проведении обработки продуктивного пласта и, таким образом, увеличение дебитов добывающих и приемистости нагнетательных скважин за счет восстановления проницаемости прискважинной зоны пласта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ работы скважинной струйной установки при гидродинамическом воздействии на прискважинную зону пласта, заключающийся в том, что спускают в скважину размещенные на колонне насосно-компрессоных труб пакер и струйный насос с каналами подвода рабочего агента и откачиваемого из скважины пластового флюида, устанавливают струйный насос и пакер над кровлей продуктивного пласта и производят распакеровку последнего, после чего насосным агрегатом периодически подают рабочий агент в сопло струйного насоса (например, воду или нефть), причем подачу рабочего агента осуществляют в следующем режиме: резко подают рабочий агент в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата и за 5 - 10 с создают депрессию на продуктивный пласт, поддерживают действие этой депрессии на пласт в течение 2 - 20 мин путем постоянной подачи рабочего агента в сопло струйного насоса при заданном давлении насосного агрегата, затем скачкообразно за 2 - 5 с создают репрессию на продуктивный пласт в виде гидроудара путем воздействия на продуктивный пласт давлением рабочего агента из колонны труб за счет резкого переключения его подачи из колонны труб через канал подвода откачиваемого из скважины флюида в подпакерное пространство, при этом гидроудар направляют в сторону продуктивного пласта, что приводит к срыву с места частиц кольматанта, находящегося в поровых каналах продуктивного пласта, а также к образованию в прискважинной зоне продуктивного пласта микротрещин, при этом устанавливают величину давления рабочего агента на продуктивный пласт больше величины пластового давления, затем резко переключают подачу всего рабочего агента в сопло струйного насоса и повторяют описанный выше цикл воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта депрессией и репрессией, при этом количество циклов “депрессия + репрессия” определяют по степени восстановления проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта путем периодического проведения контрольных замеров дебита скважины до и в процессе циклического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта, причем, если за два последних контрольных замера производительность скважины не увеличилась, то работу прекращают.2. Способ работы по п.1, отличающийся тем, что время контрольного замера дебита скважины составляет 20 мин - 1 ч.3. Способ работы по п.1, отличающийся тем, что величину репрессии регулируют путем установки необходимого давления рабочего агента в колонне труб перед переключением его подачи в подпакерное пространство.4. Способ работы по п.1, отличающийся тем, что после гидродинамического воздействия на прискважинную зону продуктивного пласта проводят ее обработку химическими реагентами, например кислотой.