СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 2006 года по МПК E21B43/25 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации прискважинной зоны пласта асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта и устройство для его осуществления (Аглиуллин М.Н., Курпанов А.С., Рахматуллин Р.Х., Абдуллин М.М. Патент №2123591, Кл. Е 21 В 43/25), при котором производят одновременное физическое и импульсное депрессионно-репрессионное воздействие до стабилизации текущих значений гидропроводности.

Однако для осуществления способа требуется использование колонны насосно-компрессорных труб, спуск оборудования и кабеля с применением лебедки и т.д.

Известно устройство импульсного воздействия на парафиносмолистые отложения (Уразаков К. Р., Сабиров P.M., Багаутдинов Н.Я. и др. Патент №2208134, Кл. Е 21 В 37/00, Е 21 В 43/25), содержащее боковой отвод для соединения с системой подачи газа, представляющей собой импульсный источник распространения ударных волн звуковой частоты.

Однако устройство предназначено для извлечения штанговой колонны из запарафиненных зон и недостаточно по мощности для создания стоячей волны, воздействующей на прискважинную зону пласта.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта (Орлов Г.А., Хусаинов В.М., Мусабиров М.Х., Пестриков В.И. Патент №2169821, Кл. Е 21 В 43/25), при использовании которого спускают в скважину имплозионное устройство, закачивают обрабатывающий состав, продавливают его в пласт, проводят очистку созданием многократного имплозионного воздействия.

Однако для осуществления способа требуется применение колонны насосно-компрессорных труб, пакера, имплозионного устройства, обрабатывающего состава и т.д.

Известен способ очистки скважины от отложений в процессе ее эксплуатации (Велиев Ф.Г., Курбанов Р.А-И., Алиев Э.Н. Патент №1700207, Кл. Е 21 В 37/00), в котором периодически создают на устье скважины волны отрицательного давления, для чего перекрывают задвижки на выкидной линии и выдерживают ее в перекрытом состоянии, затем открывают.

Однако максимальное изменение давления от гидравлического удара при открытии выкидной линии составляет 1,5 МПа в течение долей секунды, что недостаточно для формирования мощной волны, кроме того, необходимо использование колонны насосно-компрессорных труб и насоса с обеспечением его питания.

Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием (Носов П.И., Сеночкин П.Д., Нурисламов Н.Б. и др. Патент №2159326, Кл. Е 21 В 43/25), взятый за прототип, в котором формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины производится путем предварительной закачки флюида в скважину, создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, и стравливания давления при перемещении флюида по скважине из прискважинной зоны пласта к дневной поверхности при резком открытии полости скважины.

Однако амплитуда волны быстро затухает, требуется регулярный долив жидкости в скважину для поддержания необходимого давления и возбуждение колебаний открыванием и закрыванием прерывателя потока.

Задачей изобретения является создание в полости скважины незатухающей волны мощностью, достаточной для воздействия на прискважинную зону пласта.

Задача решается тем, что, применяя способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания в емкость скважинной жидкости, находящейся под давлением за счет предварительной закачки жидкости в скважину, и ее закрывании при достижении скважинной жидкостью достаточной скорости движения для возникновения гидроудара, вынос загрязнений из скважины изливом скважинной жидкости в емкость осуществляют в период открывания скважины, скважину оборудуют гидроимпульсным устройством, содержащим гидропневмоаккумулятор и клапан, обладающий высоким быстродействием на открывание и соединяющий гидропневмоаккумулятор с полостью скважины, гидропневмоаккумулятор соединяют с источником давления, при этом для восстановления давления в гидропневмоаккумулятор в процессе движения волны до забоя и возвращения ее к устью скважины закачивают жидкость, создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде волны, перемещающейся по полости скважины и создающей репрессионно-депрессионные импульсы путем закрывания устья скважины одновременно с достижением устья волной, отраженной от забоя, и создание импульсного удара с усилением мощности волны разрядом гидропневмоаккумулятора путем открывания клапана.

Такой способ позволяет, не останавливая процесс обработки, поддерживать высокую амплитуду волны в полости скважины для эффективной обработки прискважинной зоны пласта.

Способ реализуют следующим образом. На устье скважины полость колонны насосно-компрессорных труб через прерыватель потока соединяют со сливной емкостью, а также через клапан, имеющий высокое быстродействие на открывание, с гидропневмоаккумулятором. Гидропневмоаккумулятор имеет патрубок для соединения с источником давления, например, агрегатом ЦА-320 или линией технической жидкости, закачиваемой в нагнетательные скважины.

Гидроимпульсное устройство, аналогичное применяемым в импульсных гидромониторах, содержит гидропневмоаккумулятор, включающий камеру для жидкости и камеру для газа, который сжимается при закачивании жидкости. Камеры для жидкости и для газа разделены эластичной перегородкой. При открывании клапана сжатый газ с высокой скоростью выбрасывает жидкость. Мощность выброса жидкости выше мощности закачки пропорционально отношению времени закачки жидкости ко времени ее выброса, а также зависит от параметров гидроимпульсного устройства.

Предварительно в полость скважины закачивают жидкость до технологически допустимого, безопасного для целостности колонны труб давления. В гидропневмоаккумулятор также закачивают жидкость.

В момент открывания прерывателя потока скважинная жидкость начинает изливаться в сливную емкость с нарастающей скоростью. При закрытии прерывателя потока возникает гидроудар и по полости скважины распространяется волна, которая представляет собой зону высокого давления, перемещающуюся от устья к забою, отражающуюся от зумпфа и возвращающуюся к устью скважины.

Волна давления, перемещающаяся по полости скважины, создает удары, в том числе в прискважинной зоне пласта. Удары вызывают вибрации, распространяющиеся по твердой и жидкой фазе пласта, репрессионно-депрессионные импульсы давления способствуют отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов, а также расшатыванию и выкрашиванию фрагментов породы, имеющих низкую проницаемость.

До подхода волны к устью скважины открывают прерыватель потока. Скважинная жидкость под нарастающим давлением приближающейся волны изливается в сливную емкость. При достижении волной устья скважины закрывают прерыватель потока и открывают клапан. Отраженная от устья скважины волна усиливается по мощности вследствие нового гидроудара в момент закрывания прерывателя потока, а также вследствие импульсного удара струи жидкости за счет энергии, запасенной в гидропневмоаккумуляторе.

В процессе движения волны до забоя и возвращения ее к устью скважины в гидропневмоаккумулятор закачивают жидкость до восстановления необходимого давления.

Частицы легких загрязнений, всплывающих к устью скважины, выносятся при изливе скважинной жидкости в сливную емкость. Излив скважинной жидкости в сливную емкость сопровождается снижением давления в полости скважины и частично компенсируется подачей струи жидкости из гидропневмоаккумулятора.

Благодаря энергии гидроударов и гидроимпульсного воздействия волна не затухает, сокращается количество прерываний процесса обработки для восстановления в полости скважины необходимого давления. Осуществляется экономия времени и трудовых ресурсов, затрачиваемых для операций волновой обработки и повышения скважинного давления. В процессе очистки призабойной зоны давление в скважине снижается с меньшей скоростью, что может служить индикатором степени обработки скважины.

Описанный способ применим как на скважинах, оборудованных колонной насосно-компрессорных труб, так и без нее. Описанный способ возможно использовать без остановки скважины на капитальный ремонт для увеличения продуктивности в течение межремонтного периода, а также в процессе капитального ремонта, заменив им операцию свабирования.

Скважинная жидкость может содержать химические реагенты для более производительной обработки, а также проппант для заполнения разрывов породы и предотвращения ее смыкания. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, виброимпульсной, акустической и т.д.

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации прискважинной зоны пласта асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Обеспечивает создание в полости скважины незатухающей волны мощностью, достаточной для воздействия на прискважинную зону пласта. Сущность изобретения: по способу формируют депрессионный перепад давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины. Создают периодические импульсы давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания в емкость скважинной жидкости, находящейся под давлением за счет предварительной закачки жидкости в скважину, и ее закрывании при достижении скважинной жидкостью достаточной скорости движения для возникновения гидроудара. Согласно изобретению скважину оборудуют гидроимпульсным устройством, содержащим гидропневмоаккумулятор и клапан, обладающий быстродействием на открывание и соединяющий гидропневмоаккумулятор с полостью скважины. Гидропневмоаккумулятор соединяют с источником давления. Для восстановления давления в гидропневмоаккумулятор в процессе движения волны до забоя и возращения ее к устью скважины закачивают жидкость. Путем закрывания устья скважины одновременно с достижением устья волной, отраженной от забоя, создают периодические импульсы давления в прискважинной зоне пласта в виде волны. И путем открывания клапана создают импульсный удар с усилением мощности волны разрядом гидропневмоаккумулятора.

Способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания в емкость скважинной жидкости, находящейся под давлением за счет предварительной закачки скважинной жидкости в скважину, и ее закрывания при достижении скважинной жидкостью достаточной скорости движения для возникновения гидроудара, вынос загрязнений из скважины изливом скважинной жидкости в емкость в период открывания скважины, отличающийся тем, что скважину оборудуют гидроимпульсным устройством, содержащим гидропневмоаккумулятор и клапан, обладающий быстродействием на открывание и соединяющий гидропневмоаккумулятор с полостью скважины, гидропневмоаккумулятор соединяют с источником давления, при этом для восстановления давления в гидропневмоаккумулятор в процессе движения волны до забоя и возращения ее к устью скважины закачивают скважинную жидкость, создают периодические импульсы давления в прискважинной зоне пласта в виде волны, перемещающейся по полости скважины, и образуют репрессионно-депрессионные импульсы при закрывании устья скважины одновременно с достижением устья волной, отраженной от забоя, и импульсные удары с усилением мощности волны разрядом гидропневмоаккумулятора при открывании клапана.