Способ разрушения пробки в скважине Российский патент 2020 года по МПК E21B37/00 

Заявляемое техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разрушению пробок в процессе ремонта нефтяных и нагнетательных скважин.

Известен способ подземного ремонта скважин с применением безмуфтовой длинномерной трубы, заключающийся в монтаже койлтюбинговой установки, установке противовыбросового и насосного оборудования, приготовлении промывочной пенообразующей жидкости и промывке скважины в зоне образования песчаной пробки (см., например, С.М. Вайншток и др. Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб. - М.: Издательство Академии горных наук, 1999, с. 145-154).

Недостатком этого способа является то, что он не предназначен для промывки проппантовой пробки после завершения ГРП в нефтяных и нагнетательных скважинах, особенно при ее большой толщине.

Известен способ промывки песчаной пробки в условиях ремонта скважин в многолетнемерзлых породах (патент RU № 2188304, Е21В 37/00, 19/22, опубл. 27.08.2002 в Бюл. № 24), заключающийся в монтаже колтюбинговой установки, установке противовыбросового и насосного оборудования, приготовлении промывочной пенообразующей жидкости и промывке скважины в зоне образования песчаной пробки, отличающийся тем, что приготовление промывочной пенообразующей жидкости ведут в два этапа, при этом первоначально смешивают техническую воду в количестве 70 - 75 об.% с одноатомным спиртом в количестве 25 - 30 об.%, а затем в полученный раствор добавляют неонол водорастворимый в количестве 1,0 - 1,5%, а при проведении операции промывки первоначально осуществляют подачу гидромониторной насадки со скоростью до 0,1 м/с до достижения расстояния между песчаной пробкой и гидромониторной насадкой 9 - 10 м, затем скорость подачи снижают до 0,001 м/с и подают пенообразующую жидкость в став, причем дальнейшую подачу гидромониторной насадки для промывки пробки ведут с усилием подачи 300 - 500 кг до достижения установленного интервала.

Недостатками этого способа являются узкая область применения, так как не предназначен для промывки проппантовой пробки после завершения гидроразрыва пласта (ГРП) в газовых или газоконденсатных скважинах, и невозможно произвести очистку от большой толщине пробки, особенно спрессованной под собственным весом и/или под действием высокого давления.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является способ промывки песчаной пробки в скважине (патент RU № 2321727, МПК E21В37/00; опубл. 10.04.2008 в Бюл. № 10), оборудованной эксплуатационной и лифтовой колоннами, включающий спуск в скважину колонны промывочных труб до кровли песчаной пробки, нагнетание в них промывочного раствора, разрушение и вымыв песчаной пробки, извлечение колонны промывочных труб из скважины, при котором колонну промывочных труб оборудуют гидравлическим циркуляционным клапаном, открытием которого осуществляют сообщение кольцевого пространства, образованного между внутренней полостью лифтовой колонны и промывочными трубами, и замещают утяжеленный раствор, раннее находившийся в лифтовой колонне, на промывочный раствор, в качестве которого используют облегченную жидкость, затем разобщают кольцевое пространство между внутренней полостью лифтовой колонны и промывочными трубами закрытием циркуляционного клапана и проводят промывку песчаной пробки через колонну промывочных труб.

Недостатками данного способа являются узкая область применения, так как невозможно произвести очистку скважины от большой толщине пробки, особенно спрессованной под собственным весом и/или под действием высокого давления, которая требует механического воздействия, и высокая вероятность засорения выносимым промывочной жидкостью пространства между лифтовой колонной и колонной промывочных труб из-за несоблюдения необходимого и достаточного зазора между ними при прямой промывке, при этом не используется эффективность очистки скважины реверсным движением промывочной жидкости (прямой и обратной промывки).

Технической задачей предполагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет очистки скважины от большой толщины и/или спрессованной пробки, снижение вероятности засорения выносимым промывочной жидкостью пространства между лифтовой колонной и колонной промывочных труб за счет подбора необходимого и достаточного зазора между ними при прямой промывке, и повышение эффективности очистки скважины реверсным движением промывочной жидкости.

Техническая задача решается способом разрушения пробки в скважине, оборудованной эксплуатационной и лифтовой колоннами, включающим спуск в лифтовую колонну скважины колонны промывочных труб до кровли песчаной пробки, нагнетание в скважину промывочной жидкости, разрушение и вымыв песчаной пробки, извлечение колонны промывочных труб из скважины.

Новым является то, что перед спуском колонну промывочных труб оснащают снизу разрушающим инструментом, выполненным с возможностью вращения и разрушения пробки, а устьевую арматуру применяют с возможностью сообщения с межтрубным пространством между лифтовой колонной и колонной промывочных труб для нагнетания промывочной жидкости при обратной промывке скважины или ее излива при вымывании вещества пробки при прямой промывке, причем площади поперечного сечения колонны промывочных труб при обратной промывке и/или межтрубного пространства при обратной промывке подбирают исходя из скорости восходящего потока промывочной жидкости, который должен быть больше скорости осаждения вещества, из которого состоит пробка.

Новым также является то, что для прямой промывки размеры межтрубного пространства выбирают не меньше критических для осаждения на стенках вещества, из которого состоит пробка.

Новым также является то, что прямую и обратную промывку скважины чередуют в зависимости от эффективности вымывания вещества пробки.

Способ разрушения пробки в скважине, оборудованной эксплуатационной и лифтовой колоннами, включает спуск в лифтовую колонну скважины колонны промывочных труб до кровли песчаной пробки, нагнетание в скважину промывочной жидкости, разрушение и вымыв песчаной пробки, извлечение колонны промывочных труб из скважины. Перед спуском колонну промывочных труб оснащают снизу разрушающим инструментом (фрезой, долотом, коронкой или т.п.), выполненным с возможностью вращения и разрушения пробки за счет устьевого двигателя, который вращает колонну промывочных труб, или ротора, установленного на конце колонны промывочных труб и приводящегося во вращение потоком жидкости в этой колонне. Во тором случае вращение разрушающего инструмента осуществляется только при прямой промывке (через закачку в колонну промывочных труб). Устьевую арматуру применяют с возможностью сообщения с межтрубным пространством между лифтовой колонной и колонной промывочных труб для нагнетания промывочной жидкости при обратной промывке скважины (через закачку в межтрубное пространство) или ее излива при вымывании вещества пробки при прямой промывке. Для гарантированного обеспечения выноса вещества пробки площади поперечного сечения колонны промывочных труб при обратной промывке и/или межтрубного пространства при обратной промывке подбирают, исходя из скорости восходящего потока промывочной жидкости, который должен быть больше скорости осаждения вещества (подбирается предварительными испытаниями в лабораторных условиях), из которого состоит пробка. Скорость потока промывочной жидкости определяют при помощи деления производительности (в м³/сек) устьевого агрегата, осуществляющего закачку промывочной жидкости, на площадь поперечного сечения колонны промывочных труб при обратной промывке или площадь поперечного сечения межтрубного пространства при прямой промывке. Для прямой промывки размеры межтрубного пространства выбирают не меньше критических для осаждения на стенках вещества (определяется эмпирическим путем), из которого состоит пробка. Например, для песка рекомендуемый зазор между наружной стенкой колонной промывочных труб и внутренней стенкой лифтовой колонной должен быть не менее 5 мм, а для проппанта – 6 мм. В ходе разрушения пробки как показала практика при реверсивной закачке с объемом не менее объема скважинной жидкости в каждую строну скорость проходки при разрушении спрессованной пробки возрастает примерно 1,2 – 1,3 раза за счет абразивных свойств самого вещества пробки.

Пример конкретного выполнения.

Исходные данные:

Продуктивный горизонт: Пашийский;

Месторождение: Ромашкинское;

Забой: 1827м;

Диаметр эксплуатационной колонны: 146мм;

Интервал перфорации- 1799-1804м

Цель - увеличение нефтеотдачи скважины путем гидроразрыва пласта (ГРП) пласта «Д0».

Произвели перфорацию в интервале 1799-1804м. Произвели спуск насосно-компрессорной трубы (НКТ) Ø 89 мм (ø_вн=75,9 мм) с пакером ПРО-ЯМО3-Н-122. Установили пакер на гл 1775м. Опрессовали систему «эксплуатационная колонна – пакер» на 150 атм. Провели подготовительные работы с завозом необходимого оборудования и материалов. Собрали и опрессовали нагнетательную линию. Установили арматуру с "головкой" разрыва для производства ГРП. Произвели ГРП пласта «Д0», при Рнач-273 атм, Ркон-608 атм, использовано для этого жидкости ГРП на водной основе в V=60м³ (Гелеобразователь – 192 кг, Активатор деструкции – 90 л, стабилизатор – 120 л, сшиватель – 108 л, деструктор – 48 кг, вода горячая – 42 м³, вода облагороженная – 36 м³, соль вода - 16м³). Планируемый объем закачки проппанта-10 тонн, фактический объем закачки проппанта- 6,6 тн. В процессе продавки получено преждевременное давление «Стоп». Недопродавка: Смеси-4,8 м³, проппанта-3,4 тн, эта смесь в виде пробки под действием высокого давления спрессовалась на забое скважины с прихватом (исключением возможности извлечения) НКТ 89 с пакером, не удалось сорвать ьпакер усилием 34 т. В НКТ 89 спустили колонну труб НКТ Ø 48 мм (ø_муфты=55,9 мм, ø_вн=40,3 мм) с коронкой СМ5-46 до гл. 1156 м. Зазор между муфтами НКТ 48 и внутренней стенкой НКТ 89 составил 10 мм, что больше 6 мм и допустимо без осложнений. Скорость осаждения составляет 0,4 м/сек породы (см. выше) пробки в скважинной жидкости по лабораторным исследованиям. Площадь межтрубного пространства по муфтам НКТ 48 составила ≈ 0,0021 м², а внутреннего пространства НКТ 48 - ≈0,004 м². Производительность устьевого насосного агрегата составляет 2 м³/мин, то есть ≈0,033 м³/с. Скорость потока по межтрубному пространству составляет ≈16 м/с, а по НКТ 48 - ≈8,2 м/с, что не позволяет осаждаться веществу пробки после разрушения. На устье НКТ 48 соединили с устьевым ротором, при помощи которого стали осуществлять вращение коронки в сочетании с реверсивной промывкой (по 8 м³ – в каждом направлении). Рециркуляцию жидкости осуществляли через проточный фильтр (см. патенты RU №2594411, на ПМ №165203 или т.п.). После проходки коронкой до глубины 1805 м. После чего извлекли НКТ 48 с коронкой, сорвали пакер усилием 4 т и извлекли вместе НКТ 89 на поверхность с периодической промывкой скважины для очистки от осадочных пород и шлама в затрубном пространстве НКТ 89. По сравнению с аналогами данный способ показал свою эффективность для работы с протяженными и спрессованными пробками в скважине. При этом скорость проходки примерно в 2 раза выше, чем у наиболее близкого аналога без осаждения в межтрубном пространстве разбуриваемых веществ пробки.

Предлагаемый способ разрушения пробки в скважине позволяет расширить функциональные возможности за счет очистки скважины от пробки с большой толщиной и/или спрессованной, исключить вероятность засорения выносимым промывочной жидкостью пространства между лифтовой колонной и колонной промывочных труб за счет подбора необходимого и достаточного зазора между ними при прямой промывке, и повысить эффективности очистки скважины при необходимости реверсным движением промывочной жидкости.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разрушению пробок в процессе ремонта нефтяных и нагнетательных скважин. Способ включает спуск в лифтовую колонну скважины колонны промывочных труб до кровли песчаной пробки, нагнетание в скважину промывочной жидкости, разрушение и вымыв песчаной пробки, извлечение колонны промывочных труб из скважины. Перед спуском колонну промывочных труб оснащают снизу разрушающим инструментом, выполненным с возможностью вращения и разрушения пробки. Устьевую арматуру применяют с возможностью сообщения с межтрубным пространством между лифтовой колонной и колонной промывочных труб для нагнетания промывочной жидкости при обратной промывке скважины или ее излива при вымывании вещества пробки при прямой промывке. Площади поперечного сечения колонны промывочных труб при обратной промывке и/или межтрубного пространства при обратной промывке подбирают исходя из скорости восходящего потока промывочной жидкости, который должен быть больше скорости осаждения вещества, из которого состоит пробка. Для прямой промывки размеры межтрубного пространства выбирают не меньше критических для осаждения на стенках вещества, из которого состоит пробка. Прямую и обратную промывку скважины могут чередовать в зависимости от эффективности вымывания вещества пробки. Расширяются функциональные возможности за счет очистки скважины от пробки с большой толщиной и/или спрессованной, исключается вероятность засорения выносимым промывочной жидкостью пространства между лифтовой колонной и колонной промывочных труб, повышается эффективность очистки скважины при необходимости реверсным движением промывочной жидкости. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ разрушения пробки в скважине, оборудованной эксплуатационной и лифтовой колоннами, включающий спуск в лифтовую колонну скважины колонны промывочных труб до кровли песчаной пробки, нагнетание в скважину промывочной жидкости, разрушение и вымыв песчаной пробки, извлечение колонны промывочных труб из скважины, отличающийся тем, что перед спуском колонну промывочных труб оснащают снизу разрушающим инструментом, выполненным с возможностью вращения и разрушения пробки, а устьевую арматуру применяют с возможностью сообщения с межтрубным пространством между лифтовой колонной и колонной промывочных труб для нагнетания промывочной жидкости при обратной промывке скважины или ее излива при вымывании вещества пробки при прямой промывке, причем площади поперечного сечения колонны промывочных труб при обратной промывке и/или межтрубного пространства при обратной промывке подбирают исходя из скорости восходящего потока промывочной жидкости, который должен быть больше скорости осаждения вещества, из которого состоит пробка.

2. Способ разрушения пробки в скважине по п.1, отличающийся тем, что для прямой промывки размеры межтрубного пространства выбирают не меньше критических для осаждения на стенках вещества, из которого состоит пробка.

3 Способ разрушения пробки в скважине по п.1 или 2, отличающийся тем, что прямую и обратную промывку скважины чередуют в зависимости от эффективности вымывания вещества пробки.