СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗАСТОЙНУЮ ЗОНУ ИНТЕРВАЛОВ ПЛАСТОВ ГАРИПОВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2014 года по МПК E21B43/14 E21B43/18 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам и устройствам для воздействия на призабойную зону пласта гидродинамическими импульсами рабочего агента и может быть использовано при закачке рабочего агента в скважину для поддержания пластового давления на нефтегазовом месторождении.

Известен Способ воздействия на призабойную зону пласта, включающий спуск в скважину на НКТ генератора импульсов и возбуждение колебательных процессов путем нагнетания рабочего агента под давлением, регулирование воздействия на призабойную зону пласта путем изменения давления нагнетания рабочего агента (Патент РФ №2047729, Е21В 28/00, опубл. 10.11.1995 г.).

Недостатком известного технического решения является то, что его применяют только после бурения кратковременно для освоения скважин, сужая область его применения. При этом необходим забойный генератор импульсов для борьбы с кальматацией призабойной зоны, что дорого и неэффективно для его использования при длительной эксплуатации, в особенности для высокопоглощающих нагнетательных скважин, где необходимо производить ограничение закачки.

Известно Устройство для воздействия на призабойную зону пласта, содержащее спускаемый на НКТ генератор импульсов (Патент РФ №2047729, Е21В 28/00, опубл. 10.11.1995 г.).

Недостатком данного технического решения является то, что необходим забойный генератор импульсов для борьбы с кальматацией призабойной зоны, что дорого и неэффективно для его использования при длительной эксплуатации, в особенности для высокопоглощающих нагнетательных скважин, где необходимо вместо увеличения закачки проводить мероприятия по ее ограничению.

Известен Способ разработки нефтяной залежи, который включает многократное создание импульса пластового давления посредством закачки рабочего агента в нагнетательную скважину, сбор, обработку и регулярный контроль скважинных параметров (Патент РФ №2176312, Е21В 43/20, опубл. 27.11.2001 г., прототип).

Недостатком известного технического решения является то, что данный способ не обеспечивает смену режимов и объемов закачки по отдельным нагнетательным скважинам путем изменения импульсов давления.

Известна Установка для закачки жидкости в пласт, включающая нагнетательную скважину с устьевой запорной арматурой, погружной насос с электродвигателем, расположенным на устье, пакер, колонну насосно-компрессорных труб и устройство для измерения давления в виде электронного датчика, соединенного электрическим кабелем с устройством регистрации данных станции управления (Патент РФ №34628, Е21В 43/00, Е21В 43/20, опубл. 27.11.2001 г., прототип).

Недостатком известного устройства является то, что требуется погружной напорный насос, что усложняет и удорожает конструкцию скважинной установки и ограничивает ее применение, поскольку необходим погружной насос.

Предлагаемые технические решения позволяют увеличить интенсивность дренирования и выработку нефтяной залежи, а также сократить нерационально используемые (неэффективные) объемы закачки для поддержания пластового давления, повысить эффективность разработки нефтяной залежи за счет изменения направления фильтрационных потоков и замедления темпов роста обводнения реагирующих (добывающих) скважин.

Поставленная цель достигается тем, что Способ воздействия на застойную зону интервалов пластов включает многократное создание импульса пластового давления посредством закачки рабочего агента с заданными параметрами в нагнетательную скважину, при этом закачку рабочего агента осуществляют периодической сменой режима закачки рабочего агента, а смену режима осуществляют изменением давления и/или объемов закачки, причем в процессе эксплуатации нагнетательной скважины осуществляют регистрацию и контроль скважинных параметров или времени, смену режима закачки рабочего агента осуществляют, при несовпадении скважинных параметров с заданными скважинными параметрами или через заданные промежутки времени, кроме этого закачку рабочего агента осуществляют с автоматическим или дистанционным регулированием параметров закачки.

Установка для воздействия на застойную зону интервалов пластов включает нагнетательную скважину с устьевой запорной арматурой, включающей запорно-перепускное устройство с приводом, по меньшей мере один пакер, НКТ, устройство для измерения, станцию управления, включающую в себя реле времени или устройство управления, соединенное с приводом и расположенное в корпусе привода или на станции управления, при этом устройство управления представляет собой управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением, устройство для измерения представляет собой устройство для измерения скважинных параметров и/или устройство для измерения времени, соединенное электрическим кабелем с устройством управления, устройство для измерения скважинных параметров расположено в скважине и/или на устье, при этом устройство для измерения времени представляет собой таймер устьевого или глубинного исполнения, устройство для измерения скважинных параметров представляет собой датчик давления, датчик температуры, расходомер устьевого или глубинного исполнения, привод представляет собой электропривод или электрогидропривод, она дополнительно включает, установленное на устье или в скважине, по меньшей мере, одно посадочное устройство с регулятором или штуцером, дополнительно снабжена гидравлическим каналом, при этом электрогидропривод соединен с запорно-перепускным устройством посредством гидравлического канала, а электропривод соединен с запорно-перепускным устройством посредством общего вала или соединительным устройством, представляющим собой редуктор или цепную передачу, при этом электрогидропривод снабжен электронасосом, расположенным в одном корпусе с электрогидроприводом, запорно-перепускное устройство представляет собой задвижку или клапан, или регулятор.

На чертеже изображена Установка для воздействия на застойную зону интервалов пластов.

Установка для воздействия на застойную зону интервалов пластов включает нагнетательную скважину 1 с устьевой запорной арматурой, представляющей собой запорно-перепускное устройство 2 с приводом 3, по меньшей мере один пакер 4, НКТ 5, устройство для измерения, электрический кабель 6, станцию управления 7, устройство управления 8, соединенное с приводом 3 и расположенное в корпусе привода 3 или на станции управления 7.

Запорно-перепускное устройство 2 представляет собой задвижку, или клапан, или регулятор, при этом запорно-перепускным устройством 2 управляют с помощью привода 3.

Устройство для измерения представляет собой устройство для измерения скважинных параметров 9 и/или устройство для измерения времени 10.

Устройство для измерения соединено с устройством управления 8 электрическим кабелем 6.

Устройство для измерения скважинных параметров 9 расположено в скважине 1 и/или на устье и представляет собой датчик, например датчик давления, датчик температуры, датчик скорости потока, датчик расхода рабочего агента устьевого или глубинного исполнений, и др.

Устройство для измерения времени 10 представляет собой таймер устьевого или глубинного исполнении. Устройство для измерения времени 10, например, в виде таймера, представляет собой временное реле, программируемое микропроцессором, и обеспечивает контроль и управление во времени (через заданные промежутки времени) приводом 3 для возможности регулирования открытием или закрытием запорно-перепускного устройства 2.

Станция управления 7 обеспечивает автоматический запуск или отключение привода 3.

Устройство управления 8 представляет собой управляющий компьютер или управляющий контроллер 8 с программным обеспечением для регулирования режимом работы привода 3. Устройство управления 8 расположено в корпусе привода 3 или на станции управления 7.

Станция управления 7 включает в себя реле времени или устройство управления 8 для автоматического запуска или отключения привода 3.

Привод 3 представляет собой электропривод 3 или электрогидропривод 3, соединенный с устройством управления 8, например, посредством электрического кабеля 6. Электропривод 3 соединен с запорно-перепускным устройством 2 посредством общего вала или соединительного устройства. Соединительное устройство представляет собой редуктор или цепную передачу.

Установка для воздействия на застойную зону интервалов пластов дополнительно снабжена гидравлическим каналом, который с электрогидроприводом 3 обеспечивает передачу гидравлического импульса или давления на запорно-перепускное устройство 2.

Электрогидропривод 3 представляет собой напорный электронасос, соединенный с запорно-перепускным устройством 2 посредством гидравлического канала, который передает давление от электронасоса на запорно-перепускное устройство 2, перемещая его запорные элементы в различные положения, например положение открыто, положения закрыто или частично открыто.

Установка для воздействия на застойную зону интервалов пластов дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним посадочным устройством 11 с регулятором или штуцером, электронасосом, репером, разъединителем, центратором, глубинными регулирующими устройствами с дополнительно встроенными приборами для определения перепада давления и расхода на сужающем устройстве, например штуцере.

Посадочное устройство 11 расположено на устье или в скважине.

Электронасос расположен в одном корпусе с электрогидроприводом 3 и обеспечивает создание импульса давления или изменение напора-давления заданной величины, необходимой для перемещения запорных элементов в запорно-перепускном устройстве 2.

Установка осуществляет способ воздействия на застойную зону интервалов пластов следующим образом.

На устье располагают устьевую запорную арматуру, а именно запорно-перепускное устройство 2, перекрывающее поток рабочего агента, и привод 3, устройство управления 8, расположенное на станции управления 7 или в приводе 3, при этом запорно-перепускное устройство 2 соединено с приводом 3 посредством электрического кабеля 6, в нагнетательную скважину 1 спускают на НКТ 5, по меньшей мере, один пакер 4, один или несколько датчиков для измерения скважинных параметров 9.

Устройство работает следующим образом.

До начала работы Установки в программное обеспечение устройства управления 8, например управляющего контроллера, заранее вводят заданные значения параметров закачки: параметры давления (р), температуры (Т_с), скорости потока (V_п), расхода рабочего агента (Q) и др.

Запускают привод 3 в работу, который воздействует на запорно-перепускное устройство 2, открывая или закрывая его частично или полностью, тем самым создавая необходимое для закачки давление, то есть создают импульс давления посредством регулируемой закачки рабочего агента в нагнетательную скважину 1.

Осуществляют закачку рабочего агента в нагнетательную скважину 1 в импульсном режиме путем создания через заданные промежутки времени импульсов давления с возможностью поддержания пластового давления на заданном стабильном уровне суточных или месячных объемов закачки рабочего агента в зависимости от заданных скважинных параметров.

Управляющий контроллер 8 подачей управляющего сигнала на привод 3 осуществляет регулирование закачки в заданном импульсном режиме, например, на электродвигатель привода 3 или электронасос электрогидропривода 3 подают управляющий сигнал на открытие запорно-перепускного устройства 2 частичное или полное и рабочий агент начинает поступать в нагнетательную скважину 1.

В процессе эксплуатации нагнетательной скважины 1 осуществляют регистрацию и контроль информации о параметрах скважины посредством устройства для измерения скважинных параметров 9, например, датчиком, или регистрацию и контроль информации времени по таймеру 10.

Информация о скважинных параметрах включает информацию о параметрах режима закачки рабочего агента, например данные об объемах, давлениях, периодичности закачки и т.п.

Параметры режима закачки рабочего агента представляют собой параметры давления, температуры, скорости потока, расхода рабочего агента и др.

Обработку информации о параметрах режима закачки рабочего агента осуществляют путем сравнения текущих параметров с заданными, в т.ч. в режиме реального времени в контроллере 8 программным обеспечением.

Дополнительно устройство управления 8 осуществляет контроль за текущими параметрами режима закачки одной нагнетательной скважины 1, который осуществляют с момента ее запуска под закачку.

Кроме того, закачку рабочего агента в одну нагнетательную скважину 1 осуществляют с автоматическим или дистанционным регулированием параметров режима закачки в нагнетательную скважину 1 с помощью запорно-перепускного устройства 2, в т.ч. в режиме реального времени.

Таким образом, устройство управления 8 осуществляет регистрацию с таймера 10 и/или датчика 9 и контроль информации о параметрах режима закачки, по меньшей мере, одного параметра или времени, с одной нагнетательной скважины 1, фиксацию и обработку информации путем сравнения текущих значений скважинных параметров с заданными значениями режима закачки, выработку и передачу управляющего сигнала на привод 3, который частично или полно закрывает или открывает запорно-перепускное устройство 2, перекрывая поток рабочего агента, при этом контроль за информацией о текущих параметрах режима закачки осуществляют с момента запуска нагнетательной скважины 1.

Для этого устройство управления 8 с программным обеспечением подключено к датчику 9, с которого поступает информация о заданных параметрах, и к приводу 3.

Управление приводом 3 обеспечивает в его работу в заданном режиме.

Рабочий агент поступает в одну нагнетательную скважину 1, в заданном режиме или поступление рабочего агента в нагнетательную скважину 1 осуществляют в режиме срабатывания с реле, например, в виде таймера с заданным временем, при достижении которого периодически закрывают или открывают запорно-перепускное устройство 2.

При достижении заданного значения параметров режима закачки управляющий контроллер 8 фиксирует значение времени - время окончания или начала режима закачки и одновременно подает управляющий сигнал на привод 3 на закрытие или открытие запорно-перепускного устройства 2 в виде управляемой приводом задвижки 2.

В целях повышения точности измерений вычисления проводят многократно и определяют среднее значение заданного параметра.

Обработанную и полученную станцией управления 7 в процессе измерения информацию передают по каналу связи на устройство записи и отображения на станцию управления 7, например ЭВМ, который срабатывает в режиме обратной связи и, тем самым, управляет работой привода 3 запорно-перепускного устройства 2.

Предлагаемые технические решения позволяют повысить качество и эффективность регулирования процесса закачки рабочего агента в нагнетательную скважину путем поддержания оптимального пластового давления на месторождении, в т.ч. автоматически и дистанционно в режиме реального времени, обеспечивающее эффективность добычи пластового флюида, увеличить интенсивность дренирования и выработку нефтяной залежи, а также сократить нерационально используемые (неэффективные) объемы закачки для поддержания пластового давления, повысить эффективность разработки нефтяной залежи за счет изменения направления фильтрационных потоков и замедления темпов роста обводнения реагирующих (добывающих) скважин.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для воздействия на застойную зону интервалов пластов. Способ включает многократное создание импульса пластового давления посредством закачки рабочего агента с заданными параметрами в нагнетательную скважину, осуществление регистрации и контроля скважинных параметров или времени в процессе эксплуатации нагнетательной скважины. При этом регистрацию и контроль скважинных параметров или времени осуществляют управляющим контроллером или компьютером. Закачку рабочего агента осуществляют с возможностью поддержания пластового давления на заданном стабильном уровне суточных или месячных объемов закачки. Периодическую смену режима закачки рабочего агента в нагнетательную скважину осуществляют управляющим сигналом с управляющего контроллера или компьютера на привод запорно-перепускного устройства при несовпадении скважинных параметров с заданными скважинными параметрами или через заданные промежутки времени, изменяя при этом давление и/или объемы закачки. Технический результат заключается в увеличении интенсивности дренирования и выработки нефтяной залежи, а также сокращении нерационально используемых (неэффективных) объемов закачки для поддержания пластового давления. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ воздействия на застойную зону интервалов пластов, включающий многократное создание импульса пластового давления посредством закачки рабочего агента с заданными параметрами в нагнетательную скважину, в процессе эксплуатации нагнетательной скважины осуществляют регистрацию и контроль скважинных параметров или времени, отличающийся тем, что регистрацию и контроль скважинных параметров или времени осуществляют управляющим контроллером или компьютером, закачку рабочего агента осуществляют с возможностью поддержания пластового давления на заданном стабильном уровне суточных или месячных объемов закачки, периодическую смену режима закачки рабочего агента в нагнетательную скважину осуществляют управляющим сигналом с управляющего контроллера или компьютера на привод запорно-перепускного устройства при несовпадении скважинных параметров с заданными скважинными параметрами или через заданные промежутки времени, изменяя при этом давление и/или объемы закачки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закачку рабочего агента в нагнетательную скважину осуществляют с автоматическим или дистанционным регулированием параметров закачки с возможностью интенсификации дренирования и замедления роста обводнения добывающих скважин и с возможностью изменения направления фильтрационных потоков.

3. Установка для воздействия на застойную зону интервалов пластов, включающая нагнетательную скважину с устьевой запорной арматурой, запорно-перепускное устройство с приводом, по меньшей мере, один пакер, НКТ, устройство для измерения, станцию управления, отличающаяся тем, что станция управления включает в себя устройство управления, расположенное в корпусе привода или на станции управления и соединенное с приводом с возможностью поддержания пластового давления на заданном стабильном уровне суточных или месячных объемов закачки, при этом устройство управления представляет собой управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением, устройство для измерения соединено с устройством управления и представляет собой устройство для измерения скважинных параметров и/или устройство для измерения времени, устройство для измерения скважинных параметров расположено в скважине и/или на устье.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что устройство для измерения времени представляет собой таймер устьевого или глубинного исполнения.

5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что устройство для измерения скважинных параметров представляет собой датчик давления, датчик температуры, расходомер устьевого или глубинного исполнения.

6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что привод представляет собой электропривод или электрогидропривод, при этом электропривод соединен с запорно-перепускным устройством посредством общего вала или соединительным устройством, представляющим собой редуктор или цепную передачу.

7. Установка по п.3, отличающаяся тем, что запорно-перепускное устройство представляет собой задвижку или клапан.

8. Установка по п.3, отличающаяся тем, что запорно-перепускное устройство представляет собой регулятор.

9. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она дополнительно включает, установленное на устье или в скважине, по меньшей мере, одно посадочное устройство с регулятором или штуцером.

10. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена гидравлическим каналом, при этом электрогидропривод соединен с запорно-перепускным устройством посредством гидравлического канала.

11. Установка по п.3, отличающаяся тем, что электрогидропривод снабжен электронасосом, расположенным в одном корпусе с электрогидроприводом.