СПОСОБ ДОБЫЧИ ГАЗА ИЗ ОБВОДНЯЮЩЕГОСЯ ГАЗОВОГО ПЛАСТА Российский патент 2020 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности, к добыче газа из скважин, осложненных интенсивным притоком пластовой воды.

Подъем газо-водяного контакта, характерный поздней стадии разработки газовой скважины, приводит к перекрытию ее интервала перфораций пластовой водой. Для освобождения продуктивного газового пласта от пластовой воды и восстановления добычи газа применяются различные способы.

Известен способ подъема газоводяной смеси из скважины, включающий частичную сепарацию свободного газа от воды с последующим поступлением газоводяной смеси с остаточным газом в насос и нагнетанием ее в сопло струйного аппарата, откачку струйным аппаратом газоводяной смеси из затрубного пространства и забоя скважины в насосно-компрессорные трубы, сочетающуюся с перепуском газоводяной смеси скважины в затрубное пространство ниже продуктивного пласта, причем интервалы периодичности откачки и перепуска выбирают исходя из обеспечения оптимальной скорости восходящего потока в насосно-компрессорных трубах путем контроля изменения величины дебита скважины на устье и регулирования значения подачи насоса (Пат. №2683463 РФ, Е21В 43/00, 2019).

Недостатком способа является низкая эффективность подъема воды на поверхность из-за больших потерь напора на сужениях в обратном клапане, струйном аппарате и колонне НКТ. Кроме того, способ не предусматривает утилизацию поднятой воды, что увеличивает эксплуатационные расходы и снижает эффективность добычи газа.

Известен способ добычи газа из водоносного пласта, включающий подъем погружным насосом по колонне НКТ пластовой воды до устья скважины, отключение погружного насоса, слив пластовой воды в поглощающий пласт до достижения динамического уровня с созданием в колонне НКТ разрежения и выделением из пластовой воды растворенного газа, последовательный и раздельный отбор газа и дегазированной пластовой воды и повторение циклов (А.с. №1553655 СССР, Е21В 43/00, 1990).

Недостатком способа является низкая эффективность газодобычи при интенсивном притоке воды в газовый пласт, а также то, что он не предусматривает утилизацию извлеченной из скважины дегазированной воды.

Известен способ добычи газа из обводняющегося газового пласта, включающий перфорацию поглощающего пласта ниже газового пласта, разобщение пластов с помощью пакера, оснащенного устройством для подсоединения насоса, спуск на колонне НКТ насосной установки перевернутого типа с хвостовиком, закачку воды ниже пакера в поглощающий пласт и отбор газа вверх по кольцевому пространству между насосной установкой и скважиной (Ли Джеймс и др. Эксплуатация обводняющихся газовых скважин. Технологические решения по удалению жидкости из скважин /Пер. с англ. - М.: «Премиум инжиниринг». 2008. - С. 290-292).

Недостатком известного способа являются ограниченные функциональные возможности, поскольку он применим только в скважинах, в которых поглощающий пласт находится на значительной глубине относительно устья.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принятым за прототип является способ добычи газа из обводняющегося газового пласта, включающий спуск погружного насоса на колонне НКТ, спуск на определенную глубину внутренней колонны НКТ, в нижней части которой с наружной стороны коаксиально закреплена дополнительная НКТ с глухим дном, обвязку устья скважины водяной и газовой линиями, включение погружного насоса, подачу пластовой воды в пространство между дополнительной и внутренней колоннами НКТ и непрерывный отбор дегазированной воды по внутренней колонне НКТ, а газа - по кольцевому пространству между внешней и внутренней колоннами НКТ (Пат. №2134773 РФ, Е21В 43/00, 1999).

Недостатком известного способа является низкая скорость подъема пластовой воды, ограниченная скоростью всплывания пузырьков газа, что не позволяет в короткие сроки удалить пластовую воду из газового пласта и восстановить добычу из него газа. Способ также не допускает возможность утилизации пластовой воды внутри скважины без предварительного подъема на поверхность.

Предлагаемое изобретение ставит задачу повышения эффективности удаления воды из обводняющегося газового пласта с одновременной закачкой в поглощающий пласт и последующего восстановления работы газового пласта.

Поставленная задача решается тем, что в способе добычи газа из обводняющегося газового пласта, включающем спуск в обводненную скважину колонны НКТ, спуск насосной установки на несущем элементе на забой обводненной скважины, обвязку устья скважины газовой линией, включение насосной установки, подъем пластовой воды и отбор газа по колонне НКТ, согласно изобретению, выше обводняющегося газового пласта производят перфорацию поглощающего пласта, колонну НКТ спускают на забой обводняющегося газового пласта и монтируют на ней напротив поглощающего пласта два пакера и управляемый клапан, изолируют межтрубное пространство между пакерами от скважины при активировании последних, в колонну НКТ спускают насосную установку перевернутого типа, используя грузонесущий кабель в качестве несущего элемента, открывают управляемый клапан, гидравлически сообщающий колонну НКТ с межтрубным пространством скважины напротив поглощающего пласта, закрывают газовую линию на устье скважины, включают насосную установку перевернутого типа и поднимают пластовую воду по колонне НКТ, открытому клапану и межтрубному пространству в поглощающий пласт, отключают насосную установку перевернутого типа, закрывают управляемый клапан, открывают газовую линию и отбирают газ из освободившегося от пластовой воды газового пласта.

Заявляемый способ поясняется фигурами 1-4. На фиг. 1 показана заполненная водой газовая скважина с помещенной в нее колонной НКТ; на фиг. 2 - та же скважина со спущенной в колонну НКТ насосной установкой перевернутого типа в режиме откачки пластовой воды; на фиг. 3, 4 - та же скважина в режиме свободного подъема газа через насосную установку перевернутого типа и по колонне НКТ соответственно.

Добыча газа из обводняющегося газового пласта по заявляемому способу совершается следующим образом. Газовую скважину 1 открывают после перекрытия пластовой водой интервала перфораций 2 газового пласта 3 (фиг. 1). Выше обводняющегося газового пласта 3 пробивают перфорации 4 в поглощающем пласте 5, глубина залегания которого устанавливается заранее по результатам геофизических исследований газовой скважины 1. Затем на забой заполненной водой газовой скважины спускают колонну НКТ 6, оснащенную посадочным узлом 7 в основании. На спускаемой колонне НКТ 6 расчетным путем определяют участок, который по завершению спуска займет положение напротив поглощающего пласта 5. На концах этого участка монтируют два пакера 8, а между ними встраивают управляемый с поверхности клапан 9. После спуска активируют пакеры 8 и изолируют межтрубное пространство 10 в пределах поглощающего пласта 5 от остальной части газовой скважины 1. Для упрощения технологии изоляции пакеры 8 выполнены из эластомера, увеличивающегося в диаметре при контакте с пластовой водой.

В колонну НКТ 6 на грузонесущем кабеле 11 (фиг. 2), используемом в качестве несущего элемента, спускают насосную установку перевернутого типа 12, аналогичную описанной в пат. №2613542 РФ. Использование грузонесущего кабеля 11 в качестве несущего элемента обеспечивает быстрый спуск насосной установки 12, поскольку при этом отсутствует необходимость свинчивания резьбовых соединений. На завершающем этапе спуска узел герметизации 13 насосной установки 12 входит в посадочный узел 7 на колонне НКТ 6, а всасывающий модуль 14 погружается в пластовую воду на забое газовой скважины (фиг. 2). Затем осуществляют обвязку устья скважины газовой линией 15 с задвижкой 16. По завершению монтажных работ открывают подаваемым с поверхности электрическим сигналом управляемый клапан 9, обеспечивая гидравлическое сообщение колонны НКТ 6 через межтрубное пространство 10 с поглощающим пластом 5, и закрывают задвижку 16. Подачей от станции управления (не показана) питающего напряжения по грузонесущему кабелю 11 пускают в работу насосную установку 12, настраивая ее производительность под приемистость поглощающего пласта 5. Пластовая вода (черные стрелки) с забоя газовой скважины поступает через всасывающий модуль 14 в насосную установку 12, при прохождении через нее приобретает необходимый напор и через выкидной модуль 17 попадает в колонну НКТ 6. По колонне НКТ 6 пластовая вода поднимается до открытого управляемого клапана 9, попадает после его прохождения в межтрубное пространство 10 и под давлением нагнетается в поглощающий пласт 5. По прошествии времени и падения уровня пластовой воды ниже интервала перфораций 2 газового пласта 3 и соответственно ниже всасывающего модуля 14 отключают насосную установку 12 и закрывают управляемый клапан 9 (фиг. 3). Из освободившегося от пластовой воды газового пласта 3 газ (контурные стрелки) выходит под давлением в скважину, попадает через всасывающий модуль 14 в насосную установку 12, проходит по ней в колонну НКТ 6 и поднимается к устью скважины 1. Задвижкой 16 открывают газовую линию 15 и начинают отбор газа в тестовом режиме. При подтверждении положительной динамики работы газовой скважины 1 насосную установку 12 извлекают из колонны НКТ 6 и продолжают промышленный отбор газа (фиг. 4).

Предлагаемый способ сокращает затраты времени и средств на восстановление работоспособности обводняющегося газового пласта, поскольку в короткие сроки позволяет развернуть в газовой скважине насосную установку перевернутого типа и с ее помощью перекачать с забоя в поглощающий пласт без подъема на поверхность большие объемы пластовой воды. Предусмотренная способом утилизация воды в пределах газодобывающей скважины позволяет отказаться от бурения дополнительной нагнетательной скважины и тем самым сокращает эксплуатационные расходы. Предлагаемый способ продлевает производственный цикл газовой скважины и исключает ее ликвидацию после обводнения.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа из скважин с обводняющимся газовым пластом. Техническим результатом является повышение эффективности удаления воды из обводняющегося газового пласта с одновременной закачкой в поглощающий пласт и последующего восстановления работы газового пласта. Способ включает перфорацию поглощающего пласта выше обводняющегося газового пласта, спуск на забой обводненной газовой скважины колонны НКТ, снабженной напротив поглощающего пласта двумя пакерами и управляемым клапаном, изолирование межтрубного пространства между пакерами от скважины, спуск на грузонесущем кабеле насосной установки перевернутого типа на забой обводненной газовой скважины через колонну НКТ, обвязку устья скважины газовой линией, открытие управляемого клапана, закрытие газовой линии, включение насосной установки, подъем пластовой воды по колонне НКТ, открытому управляемому клапану, межтрубному пространству между пакерами в поглощающий пласт, отключение насосной установки, закрытие управляемого клапана, открытие газовой линии и отбор газа по колонне НКТ. 4 ил.

Способ добычи газа из обводняющегося газового пласта, включающий спуск в обводненную скважину колонны НКТ, спуск насосной установки на несущем элементе на забой обводненной скважины, обвязку устья скважины газовой линией, включение насосной установки, подъем пластовой воды и отбор газа по колонне НКТ, отличающийся тем, что выше обводняющегося газового пласта производят перфорацию поглощающего пласта, колонну НКТ спускают на забой обводненной скважины и монтируют на ней напротив поглощающего пласта два пакера и управляемый клапан, изолируют межтрубное пространство между пакерами от скважины при активировании последних, в колонну НКТ спускают насосную установку перевернутого типа, используя грузонесущий кабель в качестве несущего элемента, открывают управляемый клапан, гидравлически сообщающий колонну НКТ с межтрубным пространством скважины напротив поглощающего пласта, закрывают газовую линию на устье скважины, включают насосную установку перевернутого типа и поднимают пластовую воду по колонне НКТ, открытому клапану и межтрубному пространству в поглощающий пласт, отключают насосную установку перевернутого типа, закрывают управляемый клапан, открывают газовую линию и отбирают газ из освободившегося от пластовой воды газового пласта.