Способ обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием Российский патент 2024 года по МПК E21B28/00 E21B43/25 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для восстановления и увеличения приемистости нагнетательных и дебита эксплуатационных скважин, также относится к области разработки и эксплуатации залежей углеводородов, а именно к способам волнового воздействия на продуктивные пласты для интенсификации добычи и увеличения конечной отдачи участков залежей с трудноизвлекаемыми или блокированными запасами углеводородов.

В процессе эксплуатации скважины происходит кольматация призабойной зоны и пласта скважин асфальтосмолопарафиновыми отложениями и механическими примесями. В результате чего снижается уровень приемистости и нефтеотдача пластов скважины. В настоящее время известен ряд способов очистки призабойной зоны от примесей и отложений.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий испытание пласта путем герметизации интервала перфорации пласта, вызова притока, восстановления пластового давления с контролем текущих давлений и определением гидродинамических параметров пласта, физическое и импульсное депрессионно-репрессионное воздействие на прискважинную зону пласта с определением текущих значений гидропроводности прискважинной зоны пласта, повторное испытание пласта для оценки эффективности воздействий с отбором и удалением из скважины продуктов обработки, при этом физическое и импульсное депрессионно-репрессионное воздействие осуществляют одновременно до стабилизации текущих значений гидропроводности прискважинной зоны, а режим депрессионно-репрессионного воздействия подбирается таким образом, что объем жидкости, отбираемый из пласта при депрессии в процессе обработки до стабилизации гидропроводности прискважинной зоны, равен объему жидкости залавливаемого в пласт при репрессии, а после стабилизации гидропроводности прискважинной зоны отбираемый объем устанавливается больше залавливаемого объема. (Патент РФ №2123591, опубл.: 20.12.1998).

Способ реализует одновременное физическое и импульсное депрессионно-репрессионное воздействие до стабилизации текущих значений гидропроводности при помощи специального устройства, содержащего комплект пластоиспытательного оборудования, контейнер с аппаратом для физического воздействия, аппаратура для дистанционного контроля давления.

Для осуществления способа требуется использование колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), демонтаж скважинного оборудования, спуск оборудования и кабеля с применением лебедки и спец техники для создания давления в стволе скважины и призабойной зоне пласта скважины. Указанный перечень работ является достаточно трудоемким и может занимать 3…5 дней.

Известен способ очистки скважины от отложений в процессе ее эксплуатации, включающий периодическое создание на устье скважины волн отрицательного давления перекрытием выкидной линии, выдерживанием этой линии в перекрытом положении и последующем открытием, причем перекрытие выкидной линии осуществляют в течении 2…3 мин., выдерживают эту линию в перекрытом положении в течении 5…10 мин., а последующее открытие осуществляют в течении 0,1…2,0 с. (Пат. РФ №1700207,опубл.: 23.12.1991)

Однако максимальное изменение давления от гидравлического удара при открытии выкидной линии недостаточно для формирования мощной волны (порядка 1,5 МПа), и действует в течении очень короткого промежутка времени (не более 0,1 секунды) кроме того, необходимо использования специальной техники для создания давления в эксплуатационной колонне скважины.

В качестве ближайшего аналога выбран способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием, включающий формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб, стравливание давления при интенсивном передвижении флюида из призабойной зоны пласта по насосно-компрессорным трубам к дневной поверхности при резком открытии прерывателем полости насосно-компрессорных труб, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта путем коммутации прерывателем потока жидкости, при этом депрессионный перепад давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб формируют путем закачки флюида в затрубное пространство скважины при закрытии прерывателем полости насосно-компрессорных труб, стравливание производят при закрытии на устье полости затрубного пространства и резком открытии прерывателем полости насосно-компрессорных труб, периодические импульсы давления создают в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости насосно-компрессорных труб на каждом этапе стравливания давления путем резкого перекрытия полости НКТ прерывателем в период наиболее интенсивного подъема флюида из скважины, затухающие колебания контролируют по устьевому датчику давления, установленному в полости насосно-компрессорных труб, и прерывают в начальный период депрессионного подъема давления на уровне призабойной зоны путем открытия прерывателем полости насосно-компрессорных труб, этапы стравливания, формирования импульсов давления и прерывания последних повторяют до снижения сформированного перепада давления, циклы формирования перепада давления, этапы стравливания с формированием импульсов давления проводят до тех пор пока текущее время формирования перепада давления, контроль за которым производят на каждом цикле и которое возрастает на первых циклах при одной и той же производительности закачки флюида, не сравняется с временем предыдущего цикла, при этом в качестве закачиваемого в скважину флюида для обработки нагнетательных скважин используют техническую воду в композиции с химическими реагентами, в частности техническую воду, а в добывающих скважинах используют нефть в композиции с химическими реагентами, в частности нефть (Пат. РФ №2159326, опубл.: 20.11.2000).

Недостаток способа - невысокая эффективность очистки скважины вызванная тем, что формирование депрессионного перепада давления осуществляется с дневной поверхности при помощи специальной техники. Резкое повышение давления в стволе скважины приводит к дополнительному уплотнению пласта и его призабойной зоны и перекрытию пор асфальтопарафиносмолистыми отложениями и кольматантами. Последующее гидроимпульсное воздействие в течении продолжительного времени устраняет последствие данного уплотнения призабойной зоны пласта и уже потом выполняет полезную работу, увеличивающее приемистось пласта скважины фонда поддержания пластового давления и нефтеотдачу пластов добывающей скважины.

Кроме этого, указанное повышение давления с дневной поверхности зачастую загрязняет скважинного оборудования (пакера и др.) и может потребовать проведения дополнительных ремонтных работ.

Технической задачей на решение которой направлено изобретение является повышение эффективности очистки призабойной зоны пласта и пласта скважины за счет исключения его первоначального уплотнения, загрязнения скважинного оборудования асфальтопарафиносмолистыми отложениями и кольматантами.

Указанная задача решается тем, что в способе обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием (ГИВ), включающем формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб (НКТ), стравливание давления при интенсивном передвижении скважинной жидкости из призабойной зоны пласта по НКТ к дневной поверхности при резком открытии прерывателем полости НКТ, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта путем коммутации прерывателем потока жидкости, стравливание производят при закрытии на устье полости затрубного пространства и резком открытии прерывателем полости НКТ, периодические импульсы давления создают в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости НКТ на каждом этапе стравливания давления путем резкого перекрытия полости НКТ прерывателем в период наиболее интенсивного подъема скважинной жидкости, затухающие колебания контролируют по устьевому датчику давления, установленному в полости НКТ, прерыватель расположен в запорно-регулирующей арматуре при помощи которой обеспечивают рабочее давление скважинной жидкости путем перекрытия и выдерживания в перекрытом состоянии скважины, по достижении рабочего давления в стволе скважины и в призабойной зоне, а также в пласте согласно геолого-техническим характеристикам данной скважины за счет пластового давления и мощности самого пласта, после чего обработку выполняют в автоматизированном режиме серией периодических импульсов стравливания давления в период его максимального подъема путем открывания полости скважины на устье при помощи запорно-регулирующей арматуры для вытекания скважинной жидкости и пауз при перекрытой полости скважины по командам от блока управления на основе информации от датчика или датчиков давления, при этом начало новой серии импульсов производят по восстановлении рабочего давления в стволе скважины, а по завершении заданного числа серий импульсов выполняют операции промежуточного определения приемистости пласта скважины при закачке технологической жидкости с дневной поверхности, и при недостаточной приемистости выполняют дополнительную серию импульсов депрессионного воздействия на пласт скважины.

Выполнение способа обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием (ГИВ), включающего формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно- компрессорных труб (НКТ), стравливание давления при интенсивном передвижении скважинной жидкости из призабойной зоны пласта по НКТ к дневной поверхности при резком открытии прерывателем полости НКТ, создание периодических импульсов давления в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости НКТ в сочетании с расположением прерывателя в запорно-регулирующей арматуре и формированием рабочего давления скважинной жидкости путем перекрытия и выдерживания в перекрытом состоянии скважины, по достижении рабочего давления в стволе скважины и в призабойной зоне, а также в пласте за счет пластового давления и мощности самого пласта, и обработкой в автоматизированном режиме серией периодических импульсов стравливания давления в период его максимального подъема путем открывания полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости и пауз при перекрытой полости скважины по командам от блока управления на основе информации отдатчика или датчиков давления, с привязкой начала новой серии импульсов к восстановлению рабочего давления в стволе скважины и промежуточного определения приемистости пласта скважины позволит добиться плавного нарастания давления в стволе скважины с последующим его резким стравливанием что исключает уплотнение призабойной зоны пласта и перекрытию его пор кольматантами, повышая тем самым эффективность гидроимпульсного воздействия, при этом значительно снижается риск загрязнения скважинного оборудования или нарушения герметичности НКТ.

Заявителю не известны способы обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

фиг. 1 - Схема скважины и устьевого оборудования при гидроимпульсном воздействии;

фиг. 2 - Циклограмма гидроимульсного воздействия;

фиг. 3 - Схема движения жидкости в скважине.

Способ обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием (ГИВ) включает формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта 9 и полостью насосно-компрессорных труб (НКТ) 7, стравливание давления при интенсивном передвижении скважинной жидкости из призабойной зоны пласта 9 по НКТ к дневной поверхности при резком открытии прерывателем 2 полости НКТ, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта 9 путем коммутации прерывателем потока жидкости. Стравливание производят при закрытой полости затрубного пространства 10 и резком открытии прерывателем 2 полости НКТ 7. Периодические импульсы давления создают в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости НКТ на каждом этапе стравливания давления путем резкого перекрытия полости НКТ прерывателем 2 в период наиболее интенсивного подъема скважинной жидкости 14, затухающие колебания контролируют по устьевому датчику давления 12, установленному в полости НКТ. Прерыватель 2 расположен в запорно-регулирующей арматуре 13, при помощи которой обеспечивают рабочее давление Pi скважинной жидкости 14 путем перекрытия и выдерживания в перекрытом состоянии скважины 11, по достижении рабочего давления в стволе скважины, в призабойной зоне, а также в пласте 9 (фиг. 3, а) согласно геолого-техническим характеристикам данной скважины за счет пластового давления и мощности самого пласта (интервал времени T₁). Обработку выполняют в автоматизированном режиме серией периодических импульсов стравливания давления путем открывания полости скважины 11 на устье для вытекания скважинной жидкости и создания депрессии в пласте (фиг. 3, б) и пауз при перекрытой скважине и создания репрессии в пласте (фиг. 3, в). За интервал времени Т₂ давление в скважине снижается с P₁ до Р₂ и блок управления 1 на основе информации от датчика или датчиков давления 12 прекращает импульсы стравливания давления и переходит в режим ожидания. За интервал времени Т₃) давление в скважине повышается с Р₂ до P₁ и блок управления дает команду на выполнение новой серии импульсов. Излив скважинной жидкости 14 при этом осуществляется по выкидной линии 5 в емкость 6. Начало новой серии импульсов производят по восстановлении рабочего давления P₁ в стволе скважины, а по завершении заданного числа серий импульсов выполняют операции промежуточного определения приемистости пласта скважины при закачке технологической жидкости с дневной поверхности, и при недостаточной приемистости выполняют дополнительную серию импульсов стравливания давления.

Указанный способ обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием может быть реализован на современном оборудовании с использованием известных материалов, что отвечает критерию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для восстановления и увеличения приемистости нагнетательных и дебита эксплуатационных скважин. Способ обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием (ГИВ) включает формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб (НКТ), стравливание давления при интенсивном передвижении скважинной жидкости из призабойной зоны пласта по НКТ к дневной поверхности при резком открытии прерывателем полости НКТ, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта путем коммутации прерывателем потока жидкости. Стравливание производят при закрытой полости затрубного пространства и резком открытии прерывателем полости НКТ. Периодические импульсы давления создают в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости НКТ на каждом этапе стравливания давления путем резкого перекрытия полости НКТ прерывателем в период наиболее интенсивного подъема скважинной жидкости. Затухающие колебания контролируют по устьевому датчику давления, установленному в полости НКТ. Прерыватель расположен в запорно-регулирующей арматуре, при помощи которой обеспечивают рабочее давление скважинной жидкости путем перекрытия и выдерживания в перекрытом состоянии скважины, по достижении рабочего давления в стволе скважины и в призабойной зоне, а также в пласте согласно геолого-техническим характеристикам данной скважины за счет пластового давления и мощности самого пласта. После чего обработку выполняют в автоматизированном режиме серией периодических импульсов стравливания давления в период его максимального подъема путем открывания полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости и пауз при перекрытой полости скважины по командам от блока управления на основе информации от датчика или датчиков давления. При этом начало новой серии импульсов производят по восстановлении рабочего давления в стволе скважины. По завершении заданного числа серий импульсов выполняют операции промежуточного определения приемистости пласта скважины при закачке технологической жидкости с дневной поверхности. При недостаточной приемистости выполняют дополнительную серию импульсов депрессионного воздействия на пласт скважины. Техническим результатом является повышение эффективности очистки призабойной зоны пласта и пласта скважины за счет исключения его первоначального уплотнения, загрязнения скважинного оборудования асфальтопарафиносмолистыми отложениями и кольматантами. 3 ил.

Способ обработки пласта скважин гидроимпульсным воздействием (ГИВ), включающий формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб (НКТ), стравливание давления при интенсивном передвижении скважинной жидкости из призабойной зоны пласта по НКТ к дневной поверхности при резком открытии прерывателем полости НКТ, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта путем коммутации прерывателем потока жидкости, стравливание производят при закрытой полости затрубного пространства и резком открытии прерывателем полости НКТ, периодические импульсы давления создают в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости НКТ на каждом этапе стравливания давления путем резкого перекрытия полости НКТ прерывателем в период наиболее интенсивного подъема скважинной жидкости, затухающие колебания контролируют по устьевому датчику давления, установленному в полости НКТ, отличающийся тем, что прерыватель расположен в запорно-регулирующей арматуре, при помощи которой обеспечивают рабочее давление скважинной жидкости путем перекрытия и выдерживания в перекрытом состоянии скважины, по достижении рабочего давления в стволе скважины и в призабойной зоне, а также в пласте согласно геолого-техническим характеристикам данной скважины за счет пластового давления и мощности самого пласта, после чего обработку выполняют в автоматизированном режиме серией периодических импульсов стравливания давления в период его максимального подъема путем открывания полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости и пауз при перекрытой полости скважины по командам от блока управления на основе информации от датчика или датчиков давления, при этом начало новой серии импульсов производят по восстановлении рабочего давления в стволе скважины, а по завершении заданного числа серий импульсов выполняют операции промежуточного определения приемистости пласта скважины при закачке технологической жидкости с дневной поверхности, и при недостаточной приемистости выполняют дополнительную серию импульсов депрессионного воздействия на пласт скважины.