Способ свабирования скважин с низким пластовым давлением и устройство для его осуществления Российский патент 2020 года по МПК E21B43/18 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при освоении скважин после бурения и в процессе эксплуатации.

Известен способ свабирования скважины (патент RU № 2136847, МПК E21B 37/00, E21B 43/00, опубл. 10.09.1999 в Бюл. № 25), включающий периодический спуск в скважину сваба на тяговом элементе, герметизированном на устье, погружение его под уровень жидкости, подъем сваба со столбом жидкости над ним с отводом жидкости в систему сбора и непрерывный контроль глубины погружения сваба в жидкость, осуществляемый по разнице длины тягового элемента, спущенного в скважину, и уровня жидкости в ней, причем с началом спуска сваба в скважину в полости труб над свабом создают избыточное давление нейтрального газа, величину которого поддерживают до начала подъема сваба, а об уровне жидкости в скважине судят по колебанию и ослаблению натяжения тягового элемента в момент входа сваба в жидкость.

Недостатками способа являются грубая оценка показателей состояния пласта по натяжению и колебанию тягового элемента и необходимость наличия для осуществления емкостей с инертным газом и газового насоса для создания избыточного давления над свабом, что делает сложным в реализации и неточным для контроля параметров.

Наиболее близким по технической сущности является способ свабирования с мониторингом скважины (патент RU № 2388909, МПК Е21В 47/00, Е21В 43/25, опубл. 10.05.2010 в Бюл. № 13), включающий спуск колонны насосно-компрессорных труб в скважину, удаление жидкости из скважины через указанную колонну труб, установку пакера и приборов на якорях, причем перед свабированием колонну скважины пакеруют пакером, установленным на конце колонны насосно-компрессорных труб, центральное отверстие на конце колонны насосно-компрессорных труб закрывают съемным клапаном, удаляют жидкость из колонны насосно-компрессорных труб, а через отверстие в нижней части этой колонны при необходимости удаляют жидкость из межтрубья или при отсутствии необходимости удаления жидкости из межтрубья закрытую съемным клапаном колонну насосно-компрессорных труб опускают без залива в нее жидкости с наличиием воздуха в ней, после окончания свабирования или после спуска пустой колонны насосно-компрессорных труб, закрытых съемным клапаном, вынимают ловителем на кабеле съемный клапан или распакеровывают колонну скважины, исследования приборами и очистку фильтра выполняют на плавно восходящем потоке флюида, забойное давление флюида, при котором пласт перестает работать при восходящем потоке, примерно приравнивают величине забойного давления, при котором пласт начинает работать при снижении уровня жидкости в скважине, а глубину установки добычного насоса рассчитывают по указанному забойному давлению из условия работоспособности пластов.

Недостатком способа являются сложность и дороговизна реализации из-за необходимости использования для эксплуатации сваба и глубинного насоса, а также необходимость снятия пакера и извлечения колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) перед спуском глубиного насоса, при этом диаметр НКТ берётся без учета продуктивности пласта и пластвого давления, что сужает область применения из-за невозможности использования в скважинах с низким пластовым давлением (ниже 0,5 МПа).

Известно устройство для освоения пласта скважины свабированием (патент RU № 2432457, МПК Е21В 43/25, опубл. 27.10.2011 в Бюл. № 30), включающее сваб, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с ограничителем хода сваба и фильтром для сообщения с пластом, пакер, установленный выше пласта, причем колонна НКТ выше пакера, но ниже ограничителя хода сваба оснащена рядом сквозных отверстий, в начальном положении герметично перекрытых полой втулкой, зафиксированной срезным элементом относительно колонны НКТ и снабженной подпружиненным вниз клапаном, при этом полая втулка имеет возможность ограниченного осевого перемещения вниз под действием создаваемого избыточного давления в колонне НКТ до упора во внутреннюю кольцевую выборку колонны НКТ, с последующей фиксацией пружинным разрезным стопорным кольцом за верхний торец полой втулки и сообщения внутреннего пространства колонны НКТ с надпакерной зоной, при этом сваб оснащен предохранительным клапаном, подпружиненным вверх и с возможностью открытия при усилии 80-90% от критически допустимого усилия.

Недостатками устройства являются сложность конструкции из-за наличия большого количества сложных точно подгоняемых деталей и невозможность использования для пластов с низким пластовым давлением из-за отсутствия контроля за свойством пласта или конструктивных элементов исключающих избыточный перепад давлений (забойное давление), воздействующих на пласт.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для свабирования скважин с низким статическим уровнем (патент на ПМ RU № 90125, МПК Е21В 49/00, опубл. 27.12.2009 в Бюл. № 36), содержащее крестообразную мандрель, упор, свабную манжету, ограничительное седло, причем дополнительно снабжено клапаном для опрессовки НКТ и ловителем запорного органа клапана, причем верхняя часть корпуса ловителя и мандрели имеют одинаковые форму и диаметр.

Недостатками данного способа являются сложность конструкции, связанная с наличием различных клапанов для опрессовки и для откачки продукции, низкая эффективность из-за отсутствия пакера, устанавливаемого над продуктивным пластом, и невозможность использования для пластов с низким пластовым давлением из-за отсутствия контроля за свойством пласта или конструктивных элементов исключающих избыточный перепад давлений, воздействующих на пласт.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа свабирования скважин с низким пластовым давлением и устройства для его осуществления простых в изготовлении и использовании, которые расширяют функциональные возможности способа и устройства за счет возможности работы в скважинах с низким пластовым давлением.

Техническая задача решается способом свабирования скважин с низким пластовым давлением, включающим спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ с фильтром и клапаном, установленным ниже интервала работы сваба, но выше фильтра, установку пакера на якорях выше продуктивного пласта, удаление жидкости из скважины через указанную колонну труб, исследование пласта на плавно восходящем потоке флюида с определением критического забойного давления, при котором пласт перестает работать, производят отбор продукции с учетом исследований.

Новым является то, что пакер оснащают узлом фиксации и устанавливают перед спуском НКТ, а НКТ снабжают выше фильтра ниппелем, выполненным с возможностью после спуска в скважину взаимодействия с узлом фиксации, при этом внутренний диаметр НКТ в интервале работы сваба и его скорость и высоту подъема подбирают так, чтобы забойное давление не было равно критическому забойному давлению.

Техническая задача также решается устройством для осуществления способа свабирования скважин с низким пластовым давлением, включающим колонну насосно-компрессорных труб – НКТ, сваб, осуществляющий возвратно-поступательное движения в НКТ благодаря гибкой тяге, управляемой с устья скважины, причем НКТ снизу оснащен фильтром и клапаном, установленным ниже интервала работы сваба, но выше фильтра.

Новым является то, что НКТ дополнительно снабжена выше фильтра ниппелем, выполненным с возможностью после спуска в скважину взаимодействия с узлом фиксации пакера, предварительно установленного выше продуктивного пласта, при этом внутренний диаметр НКТ подобран так, чтобы забойное давление не было равно критическому забойному давлению продуктивного пласта.

На чертеже изображена схема реализации способа и устройства с продольным разрезом.

Устройство для осуществления способа свабирования скважин с низким пластовым давлением включает колонну насосно-компрессорных труб – НКТ 1, сваб 2, осуществляющий возвратно-поступательное движения в НКТ 1 благодаря гибкой тяге 3, управляемой с устья (не показано) скважины 4. НКТ 1 снизу оснащен фильтром 5 и клапаном 6, установленным ниже интервала работы сваба 2, но выше фильтра 5. НКТ 1 дополнительно снабжена выше фильтра 5 ниппелем 7, выполненным с возможностью после спуска в скважину 4 взаимодействия с узлом фиксации 8 пакера 9, предварительно установленного выше продуктивного пласта 10. Внутренний диаметр D НКТ 1 подобран так, чтобы забойное давление не было равно критическому забойному давлению продуктивного пласта 10.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на реализацию способа и работоспособность устройства, на чертеже не показаны.

Способ реализуется в следующей последовательности.

Способ свабирования скважины 4 с низким пластовым давлением включает исследование пласта 10 после его вторичного вскрытия и определение предварительных его параметров: продуктивности, проницаемости и пластового давления, исходя из которых выбирают внутренний диаметр D НКТ 1, который позволяет работать в известных режимах работы сваба 2 (скоростей подъема) без срыва потока. Сваб 2 выбирают исходя из внутреннего диаметра НКТ 1. Спускают в скважину 4 на посадочном инструменте (не показан) пакер 9 с узлом фиксации 8 и якорем (не показан), которые устанавливают над продуктивным пластом 10. Производят спуск в скважину 4 НКТ 1 с фильтром 5, ниппелем 7 и клапаном 6, установленным ниже интервала работы сваба 2, но выше фильтра 5. После взаимодействия и фиксации ниппеля 7 в узле фиксации 8, что фиксируется уменьшением веса НКТ 1 на устьевом индикаторе веса (УИВ – не показан), спуск НКТ прекращают. Осуществляют спуск в НКТ 1 сваба 2 на гибкой тяге 3, которую присоединяют к устьевому подъемному механизму (не показан). Подъемом сваба 2 при помощи гибкой 3 тяги удаляют жидкость из скважины через НКТ 1. При этом исследуют пласт 10 на плавно восходящем потоке флюида с определением критического забойного давления, при котором пласт 10 перестает работать. Исходя из этого определяют скорость и высоту подъема сваба 2 для поддержания забойного давления в скважине 4 выше критического. После чего производят отбор продукции пласта 10 свабом 2 на выбранных режимах для исключения срыва потока в НКТ 1 и нарушения целостности пласта 10. При этом клапан 6 не дает падению уровня жидкости в НКТ 1 при спуске сваба 2.

Предлагаемые способ свабирования скважин с низким пластовым давлением и устройство для его осуществления просты в изготовлении и использовании и дают возможность работы в скважинах с низким пластовым давлением.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при освоении скважин после бурения и в процессе эксплуатации. Технический результат - расширение функциональных возможностей изобретений за счет возможности использования в скважинах с низким пластовым давлением. Способ включает спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ с фильтром и клапаном. Клапан устанавливают ниже интервала работы сваба, но выше фильтра. Выше продуктивного пласта устанавливают пакеры на якорях. Через указанную колонну труб удаляют жидкость из скважины. Осуществляют исследование пласта на плавно восходящем потоке флюида с определением критического забойного давления, при котором пласт перестает работать. Производят отбор продукции с учетом исследований. Пакер оснащают узлом фиксации и устанавливают перед спуском НКТ. НКТ снабжают выше фильтра ниппелем. Он выполнен с возможностью взаимодействия с узлом фиксации после спуска в скважину. Внутренний диаметр НКТ в интервале работы сваба, его скорость и высоту подъема подбирают так, чтобы забойное давление не было равно критическому забойному давлению. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ свабирования скважин с низким пластовым давлением, включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ с фильтром и клапаном, установленным ниже интервала работы сваба, но выше фильтра, установку пакера на якорях выше продуктивного пласта, удаление жидкости из скважины через указанную колонну труб, исследование пласта на плавно восходящем потоке жидкости с определением критического забойного давления, при котором пласт перестает работать, производят отбор продукции с учетом исследований, отличающийся тем, что пакер оснащают узлом фиксации и устанавливают его перед спуском НКТ, которую снабжают выше фильтра ниппелем, выполненным с возможностью после спуска в скважину взаимодействия с узлом фиксации, при этом внутренний диаметр НКТ в интервале работы сваба, его скорость и высоту подъема подбирают так, чтобы забойное давление не было равно критическому забойному давлению.

2. Устройство для свабирования скважин с низким пластовым давлением, включающее колонну насосно-компрессорных труб - НКТ, сваб на гибкой тяге, управляемой с устья скважины, обеспеченный возможностью осуществления возвратно-поступательного движения в НКТ, которые снизу оснащены фильтром и клапаном, установленным ниже интервала работы сваба, но выше фильтра, отличающееся тем, что НКТ дополнительно снабжены выше фильтра ниппелем, выполненным с возможностью после спуска в скважину взаимодействия с узлом фиксации пакера, установленного выше продуктивного пласта, при этом внутренний диаметр НКТ в интервале работы сваба подобран так, чтобы забойное давление не было равно критическому забойному давлению продуктивного пласта.