Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным струйным 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 перфоратор (см. авторское свидетельство SU 1146416, Е 21 В 43/116, 23.03.1985).
Из указанного выше авторского свидетельства 1146416 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 последующей прокачкой жидкой рабочей среды через струйный насос.
Данная установка позволяет проводить перфорацию скважины и за счет этого интенсифицировать откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти. Однако данная установка не позволяет проводить исследование прискважинной зоны пластов, что в ряде случаев приводит к снижению эффективности работ по интенсификации работы скважины из-за отсутствия информации о том, как работают перфорированные пласты.
Наиболее близкой к изобретению в части устройства, как объекта изобретения, по технической сущности и достигаемому результату является скважинная установка, содержащая установленные на колонне насосно-компрессорных труб пакер с центральным каналом и струйный насос с активным соплом, камерой смешения и проходным каналом с посадочным местом для установки герметизирующего узла с осевым каналом, при этом установка снабжена излучателем и приемником-преобразователем физических полей, размещенным в подпакерной зоне со стороны входа в струйный насос откачиваемой из скважины среды, причем излучатель и приемник-преобразователь физических полей установлены на каротажном кабеле, пропущенном через осевой канал герметизирующего узла, выход струйного насоса подключен к пространству, окружающему колонну труб, вход канала подвода откачиваемой среды струйного насоса подключен к внутренней полости колонны труб ниже герметизирующего узла, а вход канала подачи жидкой рабочей среды в активное сопло подключен к внутренней полости колонны труб выше герметизирующего узла (см. патент RU 2121610, F 04 F 5/02, 10.11.1998).
Из этого же патента известен способ работы скважинной установки, включающий установку на колонне насосно-компрессорных труб струйного насоса с проходным каналом и пакера, спуск этой сборки в скважину, распакеровку пакера и создание необходимой депрессии в подпакерной зоне путем откачки струйным насосом жидкой среды из подпакерной зоны.
Данная скважинная струйная установка и способ ее работы позволяют проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки 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, поскольку она позволяет проводить исследование продуктивных пород только в стволах, близких к вертикальным, что сужает область использования данных способа работы и скважинной струйной установки для его реализации. Кроме того, размеры струйного насоса не оптимизированы для проведения работ по исследованию скважин с открытым стволом, при использовании струйного насоса совместно с каротажными приборами, в том числе и с автономными.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является интенсификация работ по исследованию, испытанию и подготовке скважин, в первую очередь скважин горизонтальных и большой кривизны, оптимизация расположения и размеров струйного насоса при его работе совместно с каротажным прибором и за счет этого повышение надежности работы скважинной струйной установки.
Указанная задача в части устройства, как объекта изобретения, решается за счет того, что скважинная установка содержит колонну труб с установленными на ней снизу вверх пакером с центральным проходным каналом и опору, при этом в опоре выполнены перепускные окна и осевой ступенчатый канал, в котором предусмотрена возможность установки блокирующей вставки с центральным проходным каналом или струйного насоса, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода рабочей жидкости в активное сопло, канал подвода откачиваемой из скважины среды и канал отвода смеси сред, а в корпусе над каналом подвода откачиваемой среды выполнен сообщенный с последним проходной канал с посадочным местом для установки герметизирующего узла и в последнем выполнен осевой канал, через который и канал подвода откачиваемой среды пропущена гибкая труба с возможностью ее осевого перемещения, а на нижнем конце гибкой трубы установлен каротажный прибор для измерения физических величин, например удельного электрического сопротивления горных пород, а струйный насос выполнен со следующими соотношениями размеров: отношение диаметра Dкс входного сечения камеры смешения к диаметру Dс выходного сечения сопла составляет от 1,1 до 2,4, отношение длины Lк камеры смешения к диаметру Dкс входного сечения камеры смешения составляет от 3 до 7, отношение длины Lc сопла к диаметру Dс его выходного сечения составляет от 1 до 8, расстояние L от выходного сечения сопла до входного сечения камеры смешения составляет от 0,3 до 2 диаметров Dс выходного сечения сопла, а угол α наклона образующей диффузора к продольной оси диффузора составляет от 4 до 14°, канал отвода смеси сред сообщен с перепускными окнами и через последние с окружающим колонну труб пространством и канал подвода рабочей жидкости сообщен с внутренней полостью труб выше струйного насоса.
Гибкая труба со стороны ее нижнего конца может быть выполнена с отверстиями в ее стенке, а внешний диаметр Dгт гибкой трубы может составлять от внешнего диаметра Dг герметизирующего узла величину, равную: Dгт≤(0,3-0,7)Dг, а в корпусе струйного насоса может быть установлено параллельно несколько сопел с камерой смешения и диффузором за каждым выходным сечением сопла и через гибкую трубу может быть пропущен кабель дистанционной связи с каротажным прибором.
В части способа работы, как объекта изобретения, поставленная задача решается за счет того, что в способе работы скважинной установки, заключающемся в том, что устанавливают на колонне труб последовательно снизу вверх пакер с центральным проходным каналом, опору с перепускными окнами и осевым ступенчатым каналом для установки струйного насоса или блокирующей вставки, спускают эту колонну труб в скважину и проводят распакеровку пакера в зоне над продуктивным пластом, затем спускают в скважину на гибкой трубе струйный насос с установленным в корпусе последнего герметизирующим узлом, причем гибкую трубу пропускают через герметизирующий узел, а каротажный прибор закрепляют на конце гибкой трубы ниже струйного насоса, в ходе спуска струйного насоса проводят замер фоновых значений геофизических параметров продуктивного пласта, производят установку корпуса струйного насоса в осевом ступенчатом канале опоры и на гибкой трубе спускают в зону продуктивного пласта каротажный прибор, после этого путем подачи по колонне труб в сопло струйного насоса рабочей жидкости создают ряд депрессий в подпакерной зоне скважины, регистрируя при этом дебит скважины и забойное давление, а затем проводят регистрацию геофизических параметров продуктивного пласта, перемещая при этом каротажный прибор при работающем струйном насосе вдоль скважины на гибкой трубе, после чего извлекают струйный насос с гибкой трубой и каротажным прибором из скважины на поверхность.
Может быть проведена очистка прискважинной зоны продуктивного пласта с помощью каротажного прибора, создавая акустическое воздействие на продуктивный пласт и откачивая из скважины струйным насосом кольматирующие частицы вместе с пластовым флюидом, а затем извлекают из скважины струйный насос с каротажным прибором и устанавливают в осевом ступенчатом канале опоры блокирующую вставку с последующим запуском скважины в работу фонтанным способом, при этом после прекращения притока фонтанным способом извлекают из опоры блокирующую вставку и устанавливают в осевом ступенчатом канале опоры струйный насос для добычи нефти.
Кроме того, может быть проведено исследование продуктивного пласта, для чего по гибкой трубе через ее перфорированный нижний участок закачивают в скважину жидкость с аномальными физическими свойствами, например, с аномально высоким сечением захвата тепловых нейтронов, или производят химическую обработку прискважинной зоны продуктивного пласта, задавливая химические реагенты в продуктивный пласт, после чего производят исследование продуктивного пласта в режиме депрессии или откачку продуктов реакции из пласта.
Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность работы установки можно повысить как путем оптимизации последовательности действий при испытании и освоении скважин, в первую очередь с открытым криволинейным и горизонтальным стволом, так и путем более оптимального расположения в скважине струйного насоса и выполнения последнего со строго определенными размерами.
Было выявлено, что указанная выше последовательность действий позволяет наиболее эффективно использовать оборудование, которое установлено на колонне труб, при проведении работ по исследованию и испытанию продуктивных пластов горных пород, при этом созданы условия для получения полной и достоверной информации о состоянии продуктивных пластов. Путем создания ряда различных депрессий струйный насос создает в скважине заданные величины перепада давления, а с помощью гибкой трубы каротажный прибор доставляется в горизонтальный участок скважины, что позволяет проводить исследование и испытание скважины. Одновременно предоставляется возможность контролировать величину депрессии путем управления скоростью прокачки жидкой рабочей среды. При проведении испытания пластов можно регулировать режим откачки посредством изменения давления жидкой рабочей среды, подаваемой в сопло струйного насоса. Установка каротажного прибора на гибкой трубе, которая пропущена через герметизирующий узел с возможностью осевого перемещения, позволяет провести более качественную работу по исследованию скважины и подготовке ее к работе, а также позволяет без переустановки скважинной струйной установки произвести обработку скважины и подготовку ее к эксплуатации, что также позволяет ускорить и упростить процесс испытания и подготовки скважины к работе. Таким образом, данные установка и способ ее работы позволяет проводить качественное исследование и испытание скважин после бурения, а также подготовку скважины к эксплуатации с проведением всестороннего исследования и испытания в различных режимах.
В ходе исследования было установлено, что для получения достоверной информации необходимо, чтобы струйный насос имел определенные соотношения размеров для согласования работы струйного насоса с работой каротажного прибора. Только в этом случае удалось добиться получения исчерпывающей объективной информации о состоянии продуктивных пород пластов.
Таким образом, указанная выше совокупность взаимозависимых параметров и последовательности действий обеспечивает решение поставленной в изобретении задачи - интенсификацию работ по исследованию и испытанию скважин с криволинейным, в том числе с открытым стволом, а также оптимизацию расположения и размеров струйного насоса при его работе совместно с каротажным прибором и за счет этого повышение надежности работы скважинной струйной установки.
На фиг.1 представлен продольный разрез установки со струйным насосом, на фиг.2 представлен увеличенно вид I на фиг.1 и на фиг.3 - продольный разрез установки с блокирующей вставкой.
Скважинная струйная установка содержит колонну труб 1 с установленными на ней снизу вверх пакером 2 с центральным проходным каналом 3 и опору 4. В опоре 4 выполнены перепускные окна 5 и осевой ступенчатый канал 6, в котором предусмотрена возможность установки блокирующей вставки 7 с центральным проходным каналом 8 или струйного насоса 9. В корпусе 10 струйного насоса 9 установлены активное сопло 11 и камера смешения 12 с диффузором 13, а также выполнены канал 14 подвода рабочей жидкости в активное сопло 11, канал 15 подвода откачиваемой из скважины среды и канал 16 отвода смеси сред. В корпусе 10 над каналом 15 подвода откачиваемой среды выполнен сообщенный с последним проходной канал 17 с посадочным местом для установки герметизирующего узла 18 и в последнем выполнен осевой канал, через который и канал подвода 15 откачиваемой среды пропущена гибкая труба 19 с возможностью ее осевого перемещения. На нижнем конце гибкой трубы 19 установлен каротажный прибор 20 для измерения физических величин, например удельного электрического сопротивления горных пород. Струйный насос 9 выполнен со следующими соотношениями размеров: отношение диаметра Dкс входного сечения камеры смешения 12 к диаметру Dс выходного сечения активного сопла 11 составляет от 1,1 до 2,4, отношение длины Lк камеры смешения 12 к диаметру Dкс входного сечения камеры смешения 12 составляет от 3 до 7, отношение длины Lc активного сопла 11 к диаметру Dc его выходного сечения составляет от 1 до 8, расстояние L от выходного сечения активного сопла 11 до входного сечения камеры смешения 12 составляет от 0,3 до 2 диаметров Dс выходного сечения активного сопла 11, а угол α наклона образующей диффузора 13 к продольной оси диффузора 13 составляет от 4 до 14° . Канал 16 отвода смеси сред сообщен с перепускными окнами 5 и через последние с окружающим колонну труб 1 пространством и канал 14 подвода рабочей жидкости сообщен с внутренней полостью колонны труб 1 выше струйного насоса 9.
Гибкая труба 19 со стороны ее нижнего конца выполнена с отверстиями 21 в ее стенке. Внешний диаметр Dгт гибкой трубы 19 составляет от внешнего диаметра Dг герметизирующего узла 18 величину, равную: Dгт≤(0,3-0,7)Dг. В корпусе 10 струйного насоса 9 может быть установлено параллельно несколько активных сопел 11 с камерой смешения 12 и диффузором 13 за каждым выходным сечением активного сопла 11. Через гибкую трубу 19 может быть пропущен кабель 22 дистанционной связи с каротажным прибором 20.
Работа скважинной установки заключается в том, что устанавливают на колонне труб 1 последовательно снизу вверх пакер 2 с центральным проходным каналом 3, опору 4 с перепускными окнами 5 и осевым ступенчатым каналом 6 для установки струйного насоса 9 или блокирующей вставки 7. Спускают эту колонну труб 1 в скважину и проводят распакеровку пакера 2 в зоне над продуктивным пластом 23. Затем спускают в скважину на гибкой трубе 19 струйный насос 9 с установленным в корпусе 10 последнего герметизирующим узлом 18. Гибкую трубу 19 пропускают через герметизирующий узел 18, а каротажный прибор 20 закрепляют на конце гибкой трубы 19 ниже струйного насоса 9. В ходе спуска струйного насоса 9 проводят замер фоновых значений геофизических параметров продуктивного пласта 23. Производят установку корпуса 10 струйного насоса 9 в осевом ступенчатом канале 6 опоры 4 и на гибкой трубе 19 спускают в зону продуктивного пласта 23 каротажный прибор 20. После этого путем подачи по колонне труб 1 в активное сопло 11 струйного насоса 9 рабочей жидкости создают ряд депрессий в подпакерной зоне скважины, регистрируя при этом дебит скважины и забойное давление, а затем проводят регистрацию геофизических параметров продуктивного пласта 23, перемещая при этом каротажный прибор 20 при работающем струйном насосе вдоль скважины на гибкой трубе 19, после чего извлекают струйный насос 9 с гибкой трубой 19 и каротажным прибором 20 из скважины на поверхность.
Возможно проведение очистки прискважинной зоны продуктивного пласта 23 с помощью каротажного прибора 20. Для этого проводят акустическое воздействие на продуктивный пласт 23 и откачивают из скважины струйным насосом 9 кольматирующие частицы и накопившуюся в скважине воду и/или другую постороннюю жидкую среду. Затем извлекают из скважины струйный насос 9 с каротажным прибором 20 и устанавливают в осевом ступенчатом канале 6 опоры 4 блокирующую вставку 7 с последующим запуском скважины в работу фонтанным способом. При этом после прекращения притока фонтанным способом извлекают из опоры 4 блокирующую вставку 7 и устанавливают в осевом ступенчатом канале 6 опоры 4 струйный насос 9 для добычи нефти.
Если возникает необходимость, то проводят исследование продуктивного пласта 23, для чего по гибкой трубе 19 через отверстия 21 ее перфорированного нижнего участка закачивают в скважину жидкость с аномальными физическими свойствами, например, с аномально высоким сечением захвата тепловых нейтронов, или производят химическую обработку прискважинной зоны продуктивного пласта 23, задавливая химические реагенты в продуктивный пласт 23, после чего производят исследование продуктивного пласта.
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. Скважинная установка содержит колонну труб с установленными на ней снизу вверх пакером с центральным проходным каналом и опору, при этом в опоре выполнены перепускные окна и осевой ступенчатый канал, в котором предусмотрена возможность установки блокирующей вставки с центральным проходным каналом или струйного насоса, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены: канал подвода рабочей жидкости в активное сопло, канал подвода откачиваемой из скважины среды и канал отвода смеси сред, а в корпусе над каналом подвода откачиваемой среды выполнен сообщенный с последним проходной канал с посадочным местом для установки герметизирующего узла и в последнем выполнен осевой канал, через который и канал подвода откачиваемой среды пропущена гибкая труба с возможностью ее осевого перемещения, а на нижнем конце гибкой трубы установлен каротажный прибор для измерения физических величин, например удельного электрического сопротивления горных пород, а струйный насос выполнен со следующими соотношениями размеров: отношение диаметра входного сечения камеры смешения Dкс к диаметру выходного сечения сопла Dc составляет от 1,1 до 2,4, отношение длины камеры смешения Lк к диаметру входного сечения камеры смешения Dкс составляет от 3 до 7, отношение длины сопла Lc к диаметру его выходного сечения Dс составляет от 1 до 8, расстояние L от выходного сечения сопла до входного сечения камеры смешения составляет от 0,3 до 2 диаметров выходного сечения сопла Dс, а угол α наклона образующей диффузора к продольной оси диффузора составляет от 4 до 14°, канал отвода смеси сред сообщен с перепускными окнами и через последние с окружающим колонну труб пространством и канал подвода рабочей жидкости сообщен с внутренней полостью труб выше струйного насоса. Способ работы скважинной установки заключается в том, что устанавливают на колонне труб последовательно снизу вверх пакер с центральным проходным каналом, опору с перепускными окнами и осевым ступенчатым каналом для установки струйного насоса или блокирующей вставки, спускают эту колонну труб в скважину и проводят распакеровку пакера в зоне над продуктивным пластом, затем спускают в скважину на гибкой трубе струйный насос с установленным в корпусе последнего герметизирующим узлом, причем гибкую трубу пропускают через герметизирующий узел, а каротажный прибор закрепляют на конце гибкой трубы ниже струйного насоса, в ходе спуска струйного насоса проводят замер фоновых значений геофизических параметров продуктивного пласта, производят установку корпуса струйного насоса в осевом ступенчатом канале опоры и на гибкой трубе спускают в зону продуктивного пласта каротажный прибор, после этого путем подачи по колонне труб в сопло струйного насоса рабочей жидкости создают ряд депрессий в подпакерной зоне скважины, регистрируя при этом дебит скважины и забойное давление, а затем проводят регистрацию геофизических параметров продуктивного пласта, перемещая при этом каротажный прибор при работающем струйном насосе вдоль скважины на гибкой трубе, после чего извлекают струйный насос с гибкой трубой и каротажным прибором из скважины на поверхность. В результате достигается интенсификация работ по исследованию, испытанию и подготовке скважин, в первую очередь скважин горизонтальных и большой кривизны, оптимизация расположения и размеров струйного насоса при его работе совместно с каротажным прибором и за счет этого повышение надежности работы скважинной струйной установки. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА | 1997 |
|
RU2121610C1 |
SU 1146416 A, 23.03.1985 | |||
RU 2059891 C1, 10.05.1996 | |||
US 4744730 A, 17.05.1988 | |||
US 4293283 A, 06.10.1981. |
Авторы
Даты
2005-02-10—Публикация
2003-12-19—Подача