Способ одновременно-раздельной закачки рабочего агента и установка для его реализации Российский патент 2020 года по МПК E21B43/14 E21B43/12 E21B43/20 

Группа изобретений относится к области поддержания пластового давления на многопластовых месторождениях и может быть использована при одновременно-раздельной закачке (ОРЗ) рабочего агента.

Известен комплекс оборудования КОУС-ДПК-ОРЗ (КЗ) М, выбранный в качестве аналога (каталог ООО «Нефтекамский машиностроительный завод», 2019, стр.94). Состав комплекса: пакер упорный с кабельным вводом, клапан закачки, пакер механический-осевой, блок приборов, воронка, интерфейсный блок. Комплекс позволяет: распределять объем закачки в нижний и верхний интервалы, изменять объем закачки каждого интервала путем смен необходимого диаметра штуцера на устье. Извлечение вставки клапана производится с помощью канатной техники без подъема пакерной компоновки. Также комплекс позволяет производить измерение в режиме реального времени объем жидкости, давление и температуру. Передача данных происходит по геофизическому кабелю на интерфейсный блок, расположенный на устье скважины.

Недостатком известного комплекса оборудования является отсутствие возможности проведения глубинной калибровки оборудования.

Известна компоновка ОРЗ-2РЭК-2БТ-КГ, выбранная в качестве прототипа (каталог НПФ «Геоник», 2016, стр.49). Компоновка служит для закачки воды в пласты нагнетательной скважины с разделением объектов закачки пакерами и установкой блоков телеметрии и электроклапанов на каждый пласт с целью организации системы поддержания пластового давления и создания требуемой депрессии на пласт.

Недостатками известной компоновки являются отсутствие возможности:

- проведения промывки забоя скважины с помощью гибких насосно-компрессорных труб (ГНКТ);

- выявления негерметичности колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) по всему стволу скважины в режиме онлайн;

- осуществления глубинной калибровки оборудования, а именно нижнего и верхнего клапанов перепускных управляемых с узлами штуцирования.

Также недостатком известной компоновки является то, что при отказе верхнего регулируемого электроклапана необходим подъем скважинного оборудования, спущенного на кабеле, что приводит к затратам на проведение спуско-подъемных операций (СПО).

Задачей, решаемой изобретением, является проведение промывки забоя скважины, выявление негерметичности колонны НКТ по всему стволу скважины в режиме онлайн, осуществление глубинной калибровки оборудования, а именно нижнего и верхнего клапанов перепускных управляемых электрических с узлами штуцирования, снижение затрат на проведение СПО.

Задача решается тем, что:

- при осуществлении первой СПО компоновку подземного оборудования – КПО оснащают воронкой, проводят промывку забоя скважины с помощью гибких насосно-компрессорных труб – ГНКТ, при осуществлении второй СПО устье оснащают эталонным расходомером, геофизический кабель оснащают оптоволоконным кабелем – ОВК и устройством разобщения геофизического кабеля, далее геофизический кабель связывают с верхним клапаном перепускным управляемым электрическим с узлом штуцирования – КПУЭ-Ш при помощи первого ответвления устройства разобщения геофизического кабеля, а также с нижним КПУЭ-Ш при помощи второго ответвления устройства разобщения геофизического кабеля, производят замер температуры по всему стволу скважины, передают на станцию управления – СУ в режиме онлайн значения температуры, получают на СУ значения расходов от нижнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в нижний пласт рабочего агента, а также от верхнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в верхний пласт рабочего агента, определяют суммарный глубинный расход рабочего агента, закачиваемого в верхний и нижний пласты, получают на СУ значения расхода от размещенного на устье эталонного расходомера об эталонном расходе закачиваемого в нижний и верхний пласты рабочего агента, осуществляют сопоставление в ручном или автоматическом режиме значения суммарного глубинного и эталонного расходов рабочего агента, при их отличии СУ сигнализирует о некорректной работе, проводят глубинную калибровку оборудования, а именно верхнего КПУЭ-Ш: закрывают нижний КПУЭ-Ш, далее сопоставляют в ручном или автоматическом режиме значения расхода от верхнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в верхний пласт рабочего агента и от эталонного расходомера об эталонном расходе закачиваемого в верхний пласт рабочего агента, при их отличии СУ корректирует значения расхода верхнего КПУЭ-Ш, калибровку нижнего КПУЭ-Ш проводят аналогичным образом: закрывают верхний КПУЭ-Ш, далее сопоставляют в ручном или автоматическом режиме значения расхода от нижнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в нижний пласт рабочего агента и от эталонного расходомера об эталонном расходе закачиваемого в нижний пласт рабочего агента, при их отличии СУ корректирует значения расхода нижнего КПУЭ-Ш;

- в нижней части КПО размещена воронка, геофизический кабель оснащен оптоволоконным кабелем – ОВК и выполнен с устройством разобщения геофизического кабеля, которое размещено над верхним блоком телеметрии, эталонный расходомер размещен на устье.

Проведение промывки забоя скважины с помощью ГНКТ достигается оснащением нижней части КПО воронкой, которая позволяет при извлеченных нижнем и верхнем КПУЭ-Ш применить ГНКТ для очистки забоя скважины.

Выявление негерметичности колонны НКТ по всему стволу скважины в режиме онлайн осуществляется путем оснащения геофизического кабеля ОВК.

Осуществление глубинной калибровки оборудования, а именно нижнего и верхнего КПУЭ-Ш, достигается размещением на устье эталонного расходомера.

Снижение затрат на проведение СПО достигается оснащением установки устройством разобщения геофизического кабеля.

Схема установки при осуществлении первой СПО приведена на фиг.1 Схема установки при осуществлении второй СПО приведена на фиг.2.

При осуществлении первой СПО установка (фиг.1) для одновременно-раздельной закачки рабочего агента включает спущенную в скважину 1 на колонне НКТ 2 компоновку подземного оборудования - КПО, состоящую из воронки 3, нижнего седла 4, нижнего пакера 5, нижнего разъединителя 6, верхнего седла 7, верхнего пакера 8, верхнего разъединителя 9, СУ 10.

Воронка 3 размещена в нижней части КПО и позволяет применить ГНКТ для промывки забоя скважины.

Над воронкой 3 размещено нижнее седло 4, которое служит для установки нижнего КПУЭ-Ш 11.

Далее установлен нижний пакер 5, размещенный между нижним 13 и верхним 14 пластами.

Над нижним 5 и верхним 8 пакерами установлены нижний 6 и верхний 9 разъединители, служащие для отсоединения колонны НКТ 2 соответственно от нижнего пакера 5 и верхнего пакера 8 в случае прихвата.

Верхнее седло 7 размещено над верхним разъединителем 6 и служит для установки верхнего КПУЭ-Ш 12.

На устье скважины расположена станция управления 10.

При осуществлении второй СПО установка (фиг.2) для одновременно-раздельной закачки рабочего агента включает скважинное оборудование, которое спущено в скважину 1 на геофизическом кабеле 15: нижний КПУЭ-Ш 11, оснащенный датчиками, нижний блок телеметрии 16, верхний КПУЭ-Ш 12, оснащенный датчиками, верхний блок телеметрии 17, устройство разобщения геофизического кабеля 18, эталонный расходомер 19.

Геофизический кабель 15 проложен вдоль скважинного оборудования от нижнего КПУЭ-Ш 11 до СУ 10 и оснащен ОВК, что позволяет производить замер температуры по всему стволу скважины и передавать на СУ 10 в режиме онлайн значения температуры.

Над нижним 11 и верхним 12 КПУЭ-Ш размещены нижний 16 и верхний 17 блоки телеметрии, которые служат для передачи данных о расходе, давлении, температуре и степени закрытия нижнего 11 и верхнего 12 КПУЭ-Ш через геофизический кабель 15 или систему передачи данных General Packet Radio Service (GPRS) или систему 3G в режиме онлайн.

Над верхним блоком телеметрии 17 размещено устройство разобщения геофизического кабеля 18, которое дает возможность связывать с помощью ответвлений верхний КПУЭ-Ш 12 с геофизическим кабелем 15 и нижний КПУЭ-Ш 11 с геофизическим кабелем 15. Также устройство разобщения геофизического кабеля 18 позволяет при отказе верхнего КПУЭ-Ш 12 продолжать закачку рабочего агента в нижний пласт 13 без подъема на поверхность скважинного оборудования, спущенного в скважину 1 на геофизическом кабеле 15, что снижает затраты на проведение СПО.

Эталонный расходомер 19 размещен на устье и служит для осуществления глубинной калибровки оборудования, а именно нижнего 11 и верхнего 12 КПУЭ-Ш. Выполнен с возможностью внесения и корректирования эталонных расходов закачиваемого в нижний 13 и верхний 14 пласты рабочего агента.

Установка для одновременно-раздельной закачки рабочего агента работает следующим образом.

Для осуществления первой СПО установку собирают в следующей последовательности: воронка 3, нижнее седло 4, нижний пакер 5, нижний разъединителя 6, верхнее седло 7, верхний пакер 8, верхний разъединитель 9, СУ 10.

Далее спускают установку на колонне НКТ 2 в ствол скважины 1 на заданную глубину, устанавливают и проверяют на герметичность нижний 5 и верхний 8 пакеры.

Далее в колонну НКТ 2 спускают ГНКТ (на фиг. не показана), подают жидкость и проводят прямую промывку забоя скважины: жидкость поступает по ГНКТ и поднимается по межтрубному пространству между НКТ 2 и ГНКТ; или обратную промывку забоя скважины – жидкость поступает по межтрубному пространству между НКТ 2 и ГНКТ и поднимается по ГНКТ. По окончании работ проводят подъем ГНКТ на поверхность.

Для осуществления второй СПО на геофизическом кабеле 15 устанавливают нижний КПУЭ-Ш 11, оснащенный датчиками, нижний блок телеметрии 16, верхний КПУЭ-Ш 12, оснащенный датчиками, верхний блок телеметрии 17, устройство разобщения геофизического кабеля 18, эталонный расходомер 19. Геофизический кабель 15 связывают с верхним КПУЭ-Ш 12 при помощи первого ответвления (на фиг. не показано) устройства разобщения геофизического кабеля 18, а также с нижним КПУЭ-Ш 11 при помощи второго ответвления (на фиг. не показано) устройства разобщения геофизического кабеля 18. Далее в НКТ 2 спускают на геофизическом кабеле 15 установленное скважинное оборудование до посадки нижнего КПУЭ-Ш 11 в нижнее седло 4 и верхнего КПУЭ-Ш 12 в верхнее седло 7 соответственно.

Далее закачивают рабочий агент с устья в полость колонны НКТ 2 с контролем объема закачки в нижний 13 и верхний 14 пласты в режиме онлайн. Изменяют режимы закачки в ручном или автоматическом режиме со станции управления СУ 10, расположенной на устье скважины.

Далее получают на СУ 10 значения расходов от нижнего КПУЭ-Ш 11 о глубинном расходе закачиваемого в нижний пласт 13 рабочего агента, а также от верхнего КПУЭ-Ш 12 о глубинном расходе закачиваемого в верхний пласт 14 рабочего агента.

Определяют суммарный глубинный расход рабочего агента, закачиваемого в верхний 14 и нижний 13 пласты, получают на СУ 10 значения расхода от размещенного на устье эталонного расходомера 19 об эталонном расходе закачиваемого в нижний 13 и верхний 14 пласты рабочего агента.

Осуществляют сопоставление в ручном или автоматическом режиме значения суммарного глубинного и эталонного расходов рабочего агента, при их отличии СУ 10 сигнализирует о некорректной работе.

После чего проводят глубинную калибровку оборудования, а именно верхнего КПУЭ-Ш 12: с помощью СУ 10 закрывают в ручном или автоматическом режиме нижний КПУЭ-Ш 11, далее сопоставляют в ручном или автоматическом режиме значения расхода от верхнего КПУЭ-Ш 12 о глубинном расходе закачиваемого в верхний пласт 14 рабочего агента и от эталонного расходомера 19 об эталонном расходе закачиваемого в верхний 14 пласты рабочего агента, при их отличии СУ 10 корректирует значения расхода верхнего КПУЭ-Ш 12 для приведения к требуемым значениям.

Калибровку нижнего КПУЭ-Ш 11 проводят аналогичным образом: закрывают верхний КПУЭ-Ш 12, далее сопоставляют в ручном или автоматическом режиме значения расхода от нижнего КПУЭ-Ш 11 о глубинном расходе закачиваемого в нижний пласт 13 рабочего агента и от эталонного расходомера об эталонном расходе закачиваемого в нижний пласт 13 рабочего агента, при их отличии СУ 10 корректирует значения расхода нижнего КПУЭ-Ш 11 для приведения к требуемым значениям.

По окончании работ извлекают геофизический кабель 15 с нижним КПУЭ-Ш 11, нижним блоком телеметрии 16, верхним КПУЭ-Ш 12, верхним блоком телеметрии 17, устройством разобщения геофизический кабеля 18 на поверхность.

Далее переводят верхний пакер 8 из рабочего положения в транспортное, затем переводят нижний пакер 5 из рабочего положения в транспортное, после чего производят подъем КПО на поверхность.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет проводить промывку забоя скважины с помощью ГНКТ, выявить негерметичность колонны НКТ по всему стволу скважины в режиме онлайн, осуществить глубинную калибровку оборудования, снизить затраты на проведение СПО.

Группа изобретений относится к области поддержания пластового давления на многопластовых месторождениях и может быть использована при одновременно-раздельной закачке (ОРЗ) рабочего агента. При осуществлении первой спуско-подъемной операции (СПО) компоновку подземного оборудования оснащают воронкой, проводят промывку забоя скважины с помощью гибких насосно-компрессорных труб. При осуществлении второй СПО устье оснащают эталонным расходомером, геофизический кабель оснащают оптоволоконным кабелем и устройством разобщения геофизического кабеля. Геофизический кабель связывают с верхним клапаном перепускным управляемым электрическим с узлом штуцирования (КПУЭ-Ш) при помощи первого ответвления, а также с нижним КПУЭ-Ш при помощи второго ответвления. Производят замер температуры по всему стволу скважины. Получают на станцию управления (СУ) значения расходов от нижнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в нижний пласт рабочего агента и от верхнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в верхний пласт рабочего агента. Определяют суммарный глубинный расход рабочего агента, закачиваемого в верхний и нижний пласты. Осуществляют сопоставление в ручном или автоматическом режиме значения суммарного глубинного и эталонного расходов рабочего агента, при их отличии СУ сигнализирует о некорректной работе, проводят глубинную калибровку оборудования. Достигается технический результат - снижение затрат времени на проведение СПО, за счёт оснащения установки устройством разобщения геофизического кабеля, позволяющего вести закачку рабочего агента в нижний пласт, при отказе верхнего КПУЭ-Ш. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ одновременно-раздельной закачки рабочего агента, включающий осуществление первой спуско-подъемной операции – СПО: производят спуск в скважину на колонне насосно-компрессорных труб – НКТ компоновки подземного оборудования – КПО, состоящей из нижнего седла, нижнего пакера, нижнего разъединителя колонны НКТ, верхнего седла, верхнего пакера, верхнего разъединителя колонны НКТ, устанавливают нижний и верхний пакеры; осуществление второй СПО: производят спуск на геофизическом кабеле нижнего клапана перепускного управляемого электрического с узлом штуцирования – КПУЭ-Ш, оснащенного датчиками, нижнего блока телеметрии, верхнего КПУЭ-Ш, оснащенного датчиками, верхнего блока телеметрии, производят установку нижнего и верхнего КПУЭ-Ш в нижнее и верхнее седло соответственно, закачку рабочего агента с устья в полость колонны НКТ с контролем объема закачки в каждый пласт в режиме онлайн, изменение режимов закачки в ручном или автоматическом режиме со станции управления – СУ, расположенной на устье скважины, по окончании работ извлечение КПО на поверхность, отличающийся тем, что при осуществлении первой СПО КПО оснащают воронкой, проводят промывку забоя скважины с помощью гибких насосно-компрессорных труб – ГНКТ, при осуществлении второй СПО устье оснащают эталонным расходомером, геофизический кабель оснащают оптоволоконным кабелем – ОВК и устройством разобщения геофизического кабеля, далее геофизический кабель связывают с верхним КПУЭ-Ш при помощи первого ответвления устройства разобщения геофизического кабеля, а также с нижним КПУЭ-Ш при помощи второго ответвления устройства разобщения геофизического кабеля, производят замер температуры по всему стволу скважины, передают на СУ в режиме онлайн значения температуры, получают на СУ значения расходов от нижнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в нижний пласт рабочего агента, а также от верхнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в верхний пласт рабочего агента, определяют суммарный глубинный расход рабочего агента, закачиваемого в верхний и нижний пласты, получают на СУ значения расхода от размещенного на устье эталонного расходомера об эталонном расходе закачиваемого в нижний и верхний пласты рабочего агента, осуществляют сопоставление в ручном или автоматическом режиме значения суммарного глубинного и эталонного расходов рабочего агента, при их отличии СУ сигнализирует о некорректной работе, проводят глубинную калибровку оборудования, а именно верхнего КПУЭ-Ш: закрывают нижний КПУЭ-Ш, далее сопоставляют в ручном или автоматическом режиме значения расхода от верхнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в верхний пласт рабочего агента и от эталонного расходомера об эталонном расходе закачиваемого в верхний пласт рабочего агента, при их отличии СУ корректирует значения расхода верхнего КПУЭ-Ш, калибровку нижнего КПУЭ-Ш проводят аналогичным образом: закрывают верхний КПУЭ-Ш, далее сопоставляют в ручном или автоматическом режиме значения расхода от нижнего КПУЭ-Ш о глубинном расходе закачиваемого в нижний пласт рабочего агента и от эталонного расходомера об эталонном расходе закачиваемого в нижний пласт рабочего агента, при их отличии СУ корректирует значения расхода нижнего КПУЭ-Ш.

2. Установка для одновременно-раздельной закачки рабочего агента, содержащая насосно-компрессорные трубы - НКТ, нижний клапан перепускной управляемый электрический с узлом штуцирования - КПУЭ-Ш, оснащенный датчиками, геофизический кабель, нижний блок телеметрии, нижний пакер, размещенный между нижним и верхним пластами, аварийный разъединитель НКТ, верхний КПУЭ-Ш, оснащенный датчиками, верхний блок телеметрии, верхний пакер, размещенный над верхним пластом, станцию управления - СУ, размещенную на устье, отличающаяся тем, что в нижней части КПО размещена воронка, геофизический кабель оснащен оптоволоконным кабелем - ОВК, над верхним блоком телеметрии размещено устройство разобщения геофизического кабеля, которое дает возможность связывать с помощью ответвлений верхний и нижний клапаны КПУЭ-Ш с геофизическим кабелем независимо друг от друга, эталонный расходомер размещен на устье.