Способ обработки призабойной зоны и освоения скважин и струйная установка для его осуществления Российский патент 2024 года по МПК E21B34/06 E21B37/06 E21B43/12 E21B43/25 

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для испытания, обработки и освоения скважин с доставкой оборудования на забой скважины на насосно-компрессорных трубах (НКТ) или на колонне из гибкой трубы (ГНКТ). Изобретение предназначено для комплексных скважинных работ с обработкой призабойной зоны (ОПЗ) гидродинамическими волнами переменного давления с использованием химических реагентов, преимущественно кислотно-органических композиций, и последующим освоением скважины с отбором глубинной пробы и с регистрацией кривой восстановления давления (КВД) за одну спускоподъемную операцию на забой скважины.

Особенность изобретения заключается в управлении устройством по изобретению посредством осевых перемещений труб. Эта возможность в сочетании с возможностью обеспечения малых поперечных размеров устройства позволяет использовать колонну из гибкой трубы. Выполнение технологических операций спуском оборудования на гибкой трубе позволяет поднять производительность подземного ремонта скважин за счет высокой скорости спускоподъемных операций, возможности их выполнения без извлечения из скважины глубинно-насосного оборудования пропуском гибкой трубы через трубное или межтрубное пространство колонны НКТ.

Известна скважинная струйная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу вверх пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода рабочей среды и канал подвода откачиваемой из скважины среды, при этом в корпусе струйного насоса выполнен проходной канал с возможностью установки в нем сменных функциональных вставок и герметизирующего узла (см. патент RU 2176336 С1, кл. F04F 5/02, 27.11.2001).

Данная скважинная струйная установка позволяет проводить в скважине исследования и обработку пласта, в том числе с созданием перепадов давлений над и под герметизирующим узлом. Недостатком является большой поперечный размер конструкции струйного насоса, содержащий осевые каналы эжекторного узла и проходного канала для установки вставок, не позволяющий его транспортировку по колонне НКТ на гибкой трубе. Для закачки реагентов требуются дополнительные операции по транспортировке, блокирующей и депрессионной вставок по колонне НКТ, что снижает производительность работ.

Известна струйная установка (см. патент RU 2384757 С1, кл. F04F 5/54, 20.03.2010), принятый за прототип. Скважинная струйная установка содержит смонтированные на гибкой гладкой трубе снизу вверх автономный манометр, пакер в виде герметизирующего элемента и струйный насос, в корпусе которого установлены сопло и камера смешения с диффузором. Выход диффузора подключен к затрубному пространству гибкой трубы, а сопло струйного насоса со стороны входа в него подключено к внутренней полости гибкой трубы. В выполненном в корпусе струйного насоса канале подвода откачиваемой из скважины среды установлен обратный клапан, размещенный в последнем со стороны входа в него. Колонна насосно-компрессорных труб выполнена с пакером на НКТ для герметизации пространства между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной. В стенке колонны НКТ выше пакера установлены циркуляционные клапаны. Герметизирующий элемент выполнен в виде цилиндрического корпуса, в нижней части которого закреплена упорная втулка с упорным фланцем в ее нижнем конце и установленным над ним на упорной втулке подвижным нажимным элементом, между которым и нижней частью цилиндрического корпуса установлены эластичные герметизирующие манжеты. Нажимной элемент и упорная втулка образуют телескопический привод пакера на гибких трубах.

Устройство работает следующим образом.

На колонне насосно-компрессорных труб в скважину спускают пакер и циркуляционные клапаны. Проводят установку пакера, а затем проводят закачку по колонне насосно-компрессорных труб кислотного раствора в продуктивный пласт скважины. Далее спускают на гибкой гладкой трубе в скважину автономный манометр, герметизирующий элемент и струйный насос. Располагают герметизирующий элемент с упором нажимного элемента в циркуляционные клапаны, при этом цилиндрический корпус смещается вниз и разжимает герметизирующие манжеты, герметизируя кольцевой зазор гибкой трубы относительно колонны насосно-компрессорных труб. Затем подают по гибкой трубе под давлением рабочую жидкую среду в сопло струйного насоса, проводят дренирование скважины и удаляют из продуктивного пласта продукты реакции с периодическим замером дебитов скважины при разных депрессиях на продуктивный пласт и с помощью автономного манометра осуществляют непрерывную регистрацию забойного давления.

Потом резко прекращают работу струйного насоса и посредством обратного клапана разобщают внутреннюю полость гибкой трубы над струйным насосом вместе с затрубным пространством над герметизирующим элементом и внутреннюю полость гибкой трубы под струйным насосом вместе с подпакерным пространством, сохраняя под пакером пониженное забойное давление, при котором с помощью автономного манометра проводят регистрацию кривой восстановления пластового давления.

Устройство, описанное в прототипе, позволяет проводить гидродинамические исследования в режиме испытателя пластов с определением притока и регистрацией КВД. Конструктивно струйный насос может быть выполнен с размещением элементов на одной осевой линии с минимально возможными поперечными размерами, что обеспечит возможность его транспортировки в малых диаметрах колонны НКТ.

Недостатками устройства, исключаемые изобретением, является отсутствие возможности продавки кислоты при установленном пакере внутри НКТ, минуя сопло и диффузор, следствием которого являются потери давления на сопле и быстрый выход из строя струйного насоса при размыве его элементов высокоскоростной струей кислоты. При барообработке пласта переменным давлением репрессия и депрессия для создания репрессии из-за наличия обратного клапана необходимо периодически разуплотнять элемент пакерного типа в полости НКТ. Устройство не позволяет выполнять отбор герметичных глубинных проб пластовых жидкостей при освоении скважины струйным насосом.

Известен способ реагентно-волновой обработки призабойной зоны пласта фильтрационными волнами давления (RU 2584253, опубл. 20.05.2016, бюл. №14), включающий спуск на обрабатываемый интервал скважины компоновки оборудования на трубах с пакерными и клапанными устройствами и струйным насосом, изоляцию обрабатываемого интервала скважины, волновую обработку призабойной зоны пласта фильтрационными волнами давления путем создания многоцикловой репрессии и депрессии на пласт регулируемой амплитуды и периода, закачку в пласт химреагентов, предназначенных для обработки призабойной зоны пласта путем закачки расчетного объема в трубы, доводки его до забоя скважины и продавки в пласт технологической жидкостью, технологическое ожидание реагирования химреагентов, откачку продуктов реакции из пласта путем создания депрессии и вызова притока из пласта, контроль и регистрацию приемистости, притока и давления в процессе обработки с определением фильтрационных параметров призабойной зоны пласта, в т.ч. по методике фильтрационных волн давления для самопрослушивания скважин. В способе волновую обработку осуществляют созданием в призабойной зоне пласта волн давления одновременно и как минимум в трех частотных диапазонах, в субинфранизкочастотном диапазоне создают фильтрационные волны первого порядка периодом от 1 до 2 час, в инфранизкочастотном диапазоне создают фильтрационные волны второго порядка периодом от 0,01 до 0,1 час, в низкочастотном диапазоне создают фильтрационные волны третьего порядка, периодом от 0,0001 до 0,001 час, волны первого и второго порядка образуют путем создания многоцикловой репрессии и депрессии на пласт в обрабатываемом интервале ствола скважины с ограничением давления не более допустимого для цементного кольца и обсадной колонны, волны третьего и далее порядков образуют путем обеспечения импульсной формы давления при создании многоцикловой депрессии и репрессии с крутизной фронтов не менее 0,1 МПа/с, закачку в пласт химреагентов и откачку продуктов реакции производят при соответствующих полупериодах волн первого порядка, обработку волнами второго и последующих порядков осуществляют, как минимум, в процессе технологического ожидания реагирования химреагентов после закачки химреагентов в пласт, а для создания депрессии и репрессии на пласт используют циркуляционный клапан многоциклового действия со струйным насосом вставного типа с подачей рабочего давления в колонну труб.

Недостатком способа является ограничение операций обработкой призабойной зоны пласта. Освоение скважины, выполняемое длительной откачкой продуктов реакции, недостаточно для качественного освоения. Для оценки нефтеводонасыщенности пласта и гидродинамических параметров пласта необходимы представительная глубинная проба, диаграмма кривой восстановления давления в закрытой скважине, обеспечивающие правильный подбор параметров и глубины установки насосного оборудования для эксплуатации. Использование для этого проточных пробоотборников с клапанами и клапаном КВД с осевым приводом не является возможным в связи с несоответствием открытого и закрытого состояния клапанов состоянию пакера для проведения операций по изобретению.

Задачей изобретения является обеспечение многофункциональности установки с выполнением полного комплекса барохимической обработки призабойной зоны пласта переменным давлением и освоением скважины, исключение износа сопла струйного насоса кислотой.

Поставленная задача решается тем, что струйная установка для обработки призабойной зоны и освоения скважин содержит сверху вниз струйный насос с соплом, диффузором, камерой смешения, каналами подводимой и отводимой рабочей жидкости, каналом всасывания и переключателем потока подводимой жидкости, проточный пробоотборник с трубчатым корпусом с верхним и нижним клапанами для герметизации пробы и для регистрации КВД, манометрический трубчатый контейнер, уравнительный клапан, как минимум один упорный пакер, упорный узел с упором на сужение в колонне труб или якорного типа с упором на стенки скважины или труб, хвостовик с пером-воронкой или фильтр между пакерами при двухпакерной компоновке, спускаемые в скважину на трубах.

Струйная установка отличается тем, что струйная установка 3 выполнена с возможностью управления переключателем потока струйного насоса, клапанами пробоотборника и упорным пакером путем одновременной разгрузки веса труб на упорный узел, таким образом, что при снятии нагрузки на упорный узел и соответственно снятом пакере в струйном насосе поток подводимой жидкости переключателем потока направляют кроме сопла также в байпасную линия сопла. Для этого струйный насос размещен в раздвижном трубчатом корпусе с верхним и нижним подсоединительными ниппелями, верхний ниппель содержит осевой канал для подводимой рабочей жидкости из труб, нижний ниппель содержит осевой и радиальный каналы для отводимой рабочей жидкости в межтрубное пространство струйного насоса и продольные каналы для всасываемой жидкости из подпакерной зоны скважины, осевые каналы ниппелей выполнены со скользящей посадкой в них верхней и нижней частей струйного насоса, причем диаметр осевого канала верхнего ниппеля выполнен большим диаметра осевого канала нижнего ниппеля и в осевом канале нижнего ниппеля размещен обратный клапан. Пробоотборник размещен выше пакера, обратные верхний и нижний клапана направлены на открытие потока вверх, соединены между собой тягой, выполнены подпружиненными, пробоотборник имеет управляемое открытое или закрытое состояние клапанов независимо от состояния пакера и переключателя струйного насоса. Для этого пробоотборник содержит в нижней части многоцикловый переключатель клапанов, включающий шток размещенный в трубчатом корпусе и соединенный в верхней части с тягой клапанов пробоотборника, на штоке выполнены фигурные пазы, продольные пазы – четыре коротких и два длинных, соединенные четырьмя наклонными поперечными пазами, образующие двойную М-образную конфигурацию в развертке по периметру штока со сменой направления конфигурации в верхней и нижней частях длинных пазов, трубчатый корпус привода клапанов содержит радиальные штифты, размещенные внутренними выступами в пазах штока с возможностью продольного и вращательного перемещения штока относительно корпуса.

Также поставленная задача решается способом обработки призабойной зоны и освоения скважин с помощью струйной установки, включающим последовательность операций: сборка и спуск устройства в скважину на колонне труб с установкой пера-воронки или фильтра в обрабатываемом интервале, закачку в трубы и доводку до обрабатываемого интервала химреагента для обработки призабойной зоны пласта, установку пакера, продавку химреагента в пласт, ожидание реагирования химреагента с барообработкой пласта знакопеременными депрессионно-репрессионными фильтрационными волнами давления соответственно с откачкой струйным насосом и обратной продавкой насосным агрегатом пластовой жидкости из призабойной зоны, создание депрессии струйным насосом и откачку из пласта продуктов реакции и пластовых флюидов с контролем нефтеводонасыщенности, отбор пробы пластовых флюидов, останов откачки и регистрация кривой восстановления давления, подъем компоновки. Способ по изобретению отличается тем, что операции осуществляются при последовательном переключении состояния пакера, струйного насоса и клапанов пробоотборника. Спуск и подъем устройства выполняют при закрытых клапанах пробоотборника, ненагруженном пакере и подключенной байпасной линии сопла струйного насоса. Закачку в трубы и доводку до обрабатываемого интервала химреагента для обработки призабойной зоны пласта выполняют при открытых клапанах пробоотборника и ненагруженном пакере и подключенной байпасной линии сопла струйного насоса. Продавку химреагента в пласт, ожидание реагирования химреагента с барообработкой пласта выполняют при открытых клапанах пробоотборника, установленном пакере и отключенной байпасной линии сопла струйного насоса. Создание депрессии струйным насосом, откачку из пласта продуктов реакции и пластовых флюидов, останов откачки, отбор пластовых флюидов и регистрацию кривой восстановления давления выполняют при закрытых клапанах пробоотборника, установленном пакере и отключенной байпасной линии сопла струйного насоса.

Отличительные признаки изобретения обусловлены следующим.

Управление переключателем потока струйного насоса, клапанами пробоотборника и упорным пакером осуществляются одновременно разгрузкой веса труб на упорный узел. Особенность использования НКТ и ГНКТ в возможности механического управления глубинными устройствами ограничена осевым перемещением труб и величиной осевой нагрузки. Использование этого способа управления одновременно всеми узлами в изобретении решено многоходовым осевым приводом, выборочно осуществляющим переключение состояния узлов в зависимости от технологической операции обработки и освоения скважины.

В струйном насосе при снятии нагрузки на упорный узел и соответственно снятом пакере в струйном насосе поток подводимой жидкости переключателем потока направляют кроме сопла также в байпасную линия сопла, что позволяет исключить размыв сопла высокоскоростным потоком закачиваемых кислот.

Для этого струйный насос размещен в раздвижном трубчатом корпусе с верхним и нижним подсоединительными ниппелями, верхний ниппель содержит осевой канал для подводимой рабочей жидкости из труб, нижний ниппель содержит осевой и радиальный каналы для отводимой рабочей жидкости в межтрубное пространство струйного насоса и продольные каналы для всасываемой жидкости из подпакерной зоны скважины, осевые каналы ниппелей выполнены со скользящей посадкой в них верхней и нижней частей струйного насоса, причем диаметр осевого канала верхнего ниппеля выполнен большим диаметра осевого канала нижнего ниппеля и в осевом канале нижнего ниппеля размещен обратный клапан.

Это позволяет в сравнении с аналогом исключить в конструкции струйного насоса дополнительные обводные каналы, клапана, вставки для закачки реагентов, минуя струйный насос, который при прокачке через его элементы кислоты (через сопло диаметрами 5-6 мм и диффузор 7-8 мм) подвергается интенсивному разрушению и износу. Элементы струйного насоса размещены на одной осевой линии и обеспечивают минимальный поперечный размер насоса. Например, рабочие конструкции струйных насосов в данном исполнении имеют наружный диаметр 44-46 мм, что достаточно для транспортировки по 2" НКТ в условиях их сильного загрязнения при эксплуатации, например, в нагнетательных скважинах.

Тем самым упрощается конструкция насоса и при этом используется функциональная возможность НКТ и ГНКТ для управления глубинными устройствами осевым перемещением трубы.

Струйный насос выполнен с диаметром осевого канала верхнего ниппеля большим диаметра осевого канала нижнего ниппеля. Это позволяет извлекать узел струйного насоса из корпуса без его разборки для целей его профилактики, контроля состояния, износа деталей и оперативного ремонта или замены непосредственно в полевых условиях.

В составе устройства содержится проточный пробоотборник с трубчатым корпусом с верхним и нижним клапанами для герметизации пробы и для регистрации КВД. Пробоотборник размещен выше пакера, что позволяет при необходимости управление пробоотборником осуществлять без снятия пакера. Обратные верхний и нижний клапана пробоотборника направлены на открытие потока вверх, соединены между собой тягой, выполнены подпружиненными, что является оптимальным решением в условиях отбора герметичной пробы в потоке откачиваемой жидкости с одновременным использованием клапанов для герметизации линии откачки от давления в трубах при регистрации КВД.

Для решения поставленной задачи пробоотборник также имеет управляемое открытое или закрытое состояние клапанов на каждой позиции состояния пакера и переключателя струйного насоса, что обеспечивает выполнение других операций при обработке и освоении скважины.

Для этого пробоотборник содержит в нижней части многоцикловый переключатель клапанов, включающий шток размещенный в трубчатом корпусе. Шток соединен в верхней части с тягой клапанов пробоотборника, в нижней с пакером и остальными узлами. На штоке выполнены продольные пазы – четыре коротких и два длинных, соединенные четырьмя наклонными поперечными пазами, образующие двойную М-образную конфигурацию в развертке по периметру штока со сменой направления конфигурации в верхней и нижней частях длинных пазов. Трубчатый корпус привода клапанов выполнен с радиальными окнами, соединенным с корпусом пробоотборника и содержит радиальные штифты, размещенные внутренними выступами в пазах штока с возможностью продольного и вращательного перемещения штока относительно корпуса.

Это типичное решение управления глубинным оборудованием осевым перемещением труб, широко используемое для управления якорными узлами пакерных устройств (патенты RU 2540729, 2139408, 2232869, 2290490, 2453679, 2686875). Однако известные устройства обеспечивают не более трех позиций состояния управляемого узла. В настоящем изобретении осевой привод имеет шесть позиций соответственно числу продольных пазов и обеспечивают четыре комбинации состояния узлов струйной установки – пакерного узла с соединенными с ним переключателем потока в струйном насосе и клапанами пробоотборника.

Изобретение поясняется следующими фигурами.

Фиг.1. Общий вид струйной установки в транспортном положении при спуске и подъеме в скважину.

Фиг.2. Общий вид струйной установки в рабочем положении при установленном пакере.

Фиг.3. Схема переключателя пробоотборника.

Рассмотрим устройство на примерах конкретного выполнения в варианте с упором на сужение в колонне НКТ (например, опрессовочное седло в нагнетательных скважинах) при использовании для спуска гибкой трубы ГНКТ (фиг.1). Устройство содержит последовательно соединенные сверху вниз: узел струйного насоса 1, пробоотборник 3 с переключателем клапанов 4, упорный пакер 2, контейнер с манометром 6, упорный узел 5. При упоре на стенки скважин устанавливается упорный узел якорного типа (не показано). Для безопасного срыва пакера при перепаде давления после регистрации КВД в компоновку вводится дополнительно уравнительный клапан над пакером (на фиг. не показано). Между пакером и упорным узлом устанавливается хвостовик из труб (также не показано).

Узел струйного насоса (фиг.1А) состоит из телескопического корпуса 11 с верхним ниппелем 12 с присоединительной резьбой в верхней части к гибкой трубе и нижним ниппелем 13 для соединения с пакерным узлом, сопла 14, диффузора 15, камеры смешения 16 соединенных в единый узел с каналами подводимой 17, отводимой 18 рабочей жидкости, каналом всасывания 19, уплотнительными элементами на каналах. В осевом канале нижнего ниппеля 13 размещен обратный клапан 20.

Пробоотборник 3 (фиг.1Б) проточного типа и содержит герметичный корпус 21 - контейнер для пробы с верхним и нижним обратными клапанами 22, 23, открытыми при потоке откачиваемой жидкости направленном вверх, закрытыми для обратного потока при регистрации КВД с поджатием пружиной 24. Клапана 22, 23 соединены тягой 25 с возможностью принудительного открытия клапанов при осевой нагрузке на торец тяги 25 снизу.

Для управления клапанами в зависимости от операций обработки и освоения скважин пробоотборник содержит в нижней части переключатель клапанов 4, включающий шток 27 размещенный в трубчатом корпусе 28. Шток контактирует при движении вверх с тягой 25 клапанов пробоотборника.

На штоке выполнены фигурные пазы 29, показанные на фиг.1В. Продольные пазы – четыре коротких и два длинных, соединены четырьмя наклонными поперечными пазами и образуют двойную М-образную конфигурацию в развертке по периметру штока со сменой направления конфигурации в верхней и нижней частях длинных пазов. Трубчатый корпус 28 привода клапанов соединен с корпусом пробоотборника 21 и содержит радиальный штифт 30, размещенный внутренним выступом в пазах штока с возможностью продольного и вращательного перемещения штока относительно корпуса.

Для упора на сужения в колонне труб показан на фиг.1Г упорный узел 5, наворачиваемый снизу на манометрический контейнер 6. Упорные узлы сменные и устанавливаются в зависимости от конструкции скважин. Для упора на стенки скважин используется якоря различного типа (например, по патентам RU 2453679, 2686875).

Упорный узел 5 (фиг.1Г) выполнен в виде упора 31, диаметром более диаметра сужения в колонне труб и содержит пазы 32 для пропуска жидкости и уступ 33 для среза отложений на стенках НКТ.

Способ применения струйной установки покажем на примере комплексной обработки нагнетательной скважины со спущенной колонной НКТ и пакером, установленным над интервалом перфорации. На скважине без подъема колонны НКТ спуском ГНКТ выполняются подготовительные работы, включающие промывку забоя рабочей жидкостью и скважины растворителем для удаления АСПО из колонны труб и призабойной зоны скважины. Определяется приемистость закачкой рабочей жидкости. При отсутствии приемистости выполняется закачка кислоты, доводка его до интервала перфорации, продавка в пласт, реагирование и промывка скважины чистой рабочей жидкостью и определение приемистости. При отсутствии или недостижении планируемой приемистости выполняется обработка с использованием устройства по изобретению.

В скважину на трубах спускается струйная установка (фиг.1) в составе узлов по изобретению сверху-вниз: струйный насос 1, проточный пробоотборник 3 с переключателем 4, уравнительный клапан (не показан), пакер упорного типа 2, манометрический контейнер 6, упорный узел 5 с упором на сужение в колонне труб или якорного типа с упором на стенки скважины или труб, хвостовик с пером-воронкой (не показан). Рассмотрим операции по позициям переключателя пробоотборника на фиг.3.

Позиция №1

Пакер находится в распакерованном состоянии, клапана 22, 23 закрыты. Раздвижной корпус 17 струйного насоса находится в раздвинутом состоянии. В этой позиции осуществляется спуск до сужения в трубах.

Позиция №2

После спуска струйной установки до сужения в НКТ и разгрузке веса гибкой трубы на упорный узел 5, струйная установка перемещается вниз штифтом 30 до позиции №2 и далее при подъеме переключается в позицию №3.

Позиция №3

В этом положении пакер распакерован, клапана 22, 23 открыты, раздвижной корпус 17 струйного насоса находится в раздвинутом состоянии с подключенной байпасной линией сопла. В этой позиции осуществляется закачка в трубы химреагента в запланированном объеме и его доводка технологической жидкостью до обрабатываемого интервала перфорации. Далее разгрузкой веса труб на упорный узел производится переход в позицию №4.

Позиция №4

В этой позиции осуществляется установка пакера, клапана пробоотборника находятся в открытом положении, байпасная линия сопла перекрывается раздвижным корпусом 17. Выполняется продавка в пласт химреагента под давлением наземного насосного агрегата.

После продавки химреагента при ожидании его реагирования выполняют операции знакопеременной реагентно-волновой обработки созданием депрессии и репрессии на пласт. Насосным агрегатом, например, ЦА-320, из желобной емкости или мерника агрегата (не показано) в ГНКТ подается рабочая жидкость, которая поступает на сопло струйного насоса 14 далее на диффузор 15 и по осевому и радиальному каналу 18 через открываемый под давлением обратный клапан 20 поступает в межтрубье ГНКТ/НКТ и в желобную емкость. В камере смешения на выходе из сопла создается разрежение величиной в зависимости от скорости струи. Это снижение давления передается через каналы насоса, пакера и контейнера с фильтром в подпакерную зону скважины. На пласт создается депрессия и при наличии открытых фильтрационных каналов коллектора происходит приток жидкости из пласта. В загрязненной призабойной зоне на пласт создается депрессия без притока или со слабым притоком. Для раскрытия фильтрационных каналов и обеспечения разрушения и вымыва отложений в этом случае струйный насос останавливают, закрывают межтрубье ГНКТ/НКТ устьевой задвижкой и продолжают закачку в пласт рабочей жидкости. Поднимают давление в колонне ГНКТ до предельно допустимых для пласта с учетом прочности межколонного цемента и толщины изоляционной межпластовой перемычки. Выдерживают при этом давлении репрессии на пласт 5…10 мин для раскрытия каналов и трещин в пласте и открывают межтрубную задвижку. Происходит выброс в желобную емкость из пласта закачанной жидкости под действием нагнетенного давления и при работающем насосном агрегате производят откачку из пласта загрязняющих веществ. Операции создания репрессии и депрессии и соответственно закачки и откачки продолжают в количестве циклов до достижения планируемой приемистости. Производят длительную откачку из пласта с выносом подвижных твердых частиц и продуктов реакции. Создание переменных давлений на пласт с "полосканием" пласта химреагентами, например, кислотой с удалением разрушенных и растворенных частиц из пласта и из скважины обеспечивает высокий технологический эффект и успешность обработки, особенно нагнетательных скважин, наиболее подверженных кольматации призабойной зоны пласта закачиваемой водой, содержащей твердые взвешенные частицы и высокомолекулярные органические вещества.

Позиция №5

Через эту позицию осуществляется переключение в позицию 6.

Позиция №6

Пакер запакерован, клапана пробоотборника находятся в закрытом положении, струйный насос в рабочем положении. Производят следующие операции. После установки пакера выполняют откачку пластовой жидкости. Объем откачанной пластовой жидкости должен быть не менее объема ГНКТ плюс 1,5 объема всех закачанных реагентов или должен определяться Заказчиком. При стабилизации рН до эксплуатационного уровня по результатам отбора проб откачку прекращают. При этом осуществляют контроль и регистрацию давления на устье, объема откачиваемой жидкости, его изменение во времени, состав. Для регистрации КВД по завершении откачки из пласта в режиме освоения останавливают подачу насосного агрегата. При этом закроются клапана проботборника 22, 23 с отсечкой последней порции откачиваемой жидкости. Осуществляют технологическую выдержку для регистрации давления в подпакерной зоне скважины, кривая восстановления КВД которого характеризует фильтрационные свойства призабойной зоны пласта и учитывается для подбора производительности глубинного насоса для добычи нефти. Время регистрации КВД для конкретных месторождений определяется опытным путём и зависит в основном от дебита скважины.

По завершении работ переключением в следующую позицию аналогичную №1 снимают пакер и устройство переводится в транспортное состояние для подъема из скважины.

Для проведения работ в открытом стволе, например, для исследования боковых горизонтальных стволов могут применяться одно- и двухпакерные компоновки, оснащенные в качестве упорного узла механическими якорями известных конструкций.

Результаты скважинных испытаний струйной установки (выписки из акта).

Струйной установкой по изобретению обработана нагнетательная скважина №28941 Ромашкинского месторождения. Приемистость скважины до обработки составляла 1,0 м³/сут при давлении нагнетания 125 атм. Ожидаемая приемистость – 80 м³/сут при давлении 100 атм.

Скважина оборудована колонной НКТ 60 мм, с внутренним диаметром 50 мм длиной 1702 м и прочим оборудованием, в т.ч. опрессовочным седлом на глубине 1719 м проходным диаметром 42 мм. Обрабатываемый интервал – пласт Д1 на глубине 1729-1732 м. Выполнили следующие операции.

1.Промыли колонну НКТ спуском гибкой трубы растворителем РПН. Перо-насадку доспустили до нижней отметки интервала перфорации плюс 1 м (1733 м). Определили приемистость. Не принимает. По падению давления Рнач/Ркон = 13,0/5,0 МПа за 30 мин.

Ввиду отсутствия приемистости создали кислотную ванну закачкой кислоты в объеме 0,4 м³ с контрольной продавкой 0,2 м³ в пласт (с падением давления) и оставлением 0,2 м³ в интервале от нижней отметки интервала перфорации до низа колонны НКТ. Подняли ГНКТ.

2.Собрали на устье компоновку струйный насос с пробоотборником и пакером с диаметром резиновых втулок 46 мм и твердостью резины 50…60 ед. по Шору и 80 ед. крайних втулок и упором - шаблоном диаметром 48 мм с автономным манотермометром АЦМ-6. Навернули компоновку к гибкой трубе.

3.Спустили компоновку в колонну НКТ до посадки на опрессовочное седло. Переключатель в позиции №1. Разгрузили вес гибкой трубы (5тн) на 100% для герметизации пакерного узла. Переключатель в позиции №2.

4. Подсоединили линию нагнетания от мерника насосного агрегата к ГНКТ. Подсоединили обратный выход из межтрубья ГНКТ/НКТ на мерник насосного агрегата с замкнутой циркуляцией техжидкости. Создали циркуляцию техжидкости: мерник - насосный агрегат – ГНКТ- компоновка - межтрубье ГНКТ/НКТ– мерник. Переключатель в позиции №4

5. Выполнили операции гидроударно-волновой обработки пласта знакопеременными импульсами давления в следующем порядке.

5.1. Закрыли задвижку межтрубья ГНКТ/НКТ. Подняли давление до Рдоп. =130 атм с продавкой в пласт 0,2 м³ кислоты из полости скважины в интервале ниже колонны НКТ.

5.2. Открыли задвижку межтрубья ГНКТ/НКТ. Циркуляцией жидкости насосным агрегатом через струйный насос вызвали приток из пласта. Давление на ГНКТ -130…140 атм. Контролировали приток из пласта по уровню в мернике с корректировкой давления в ГНКТ. Выполнили отбор из пласта 0,2 м³ жидкости.

5.3. Повторили операции п.п. 5.1/5.2 в течение 1,0 часа с откачкой и закачкой в пласт кислоты в интервале пласта в режиме равных объемов, начиная с 0,1…0,2 м³ и более по мере увеличения приемистости. Наблюдалось в динамическом режиме увеличение приемистости от нуля до 2,5 м³/час, притока до 3,5 м³/час.

6. По достижении приемистости выполнили закачку в пласт запланированного объема кислоты 3 м³ с ожиданием реакции в течение 2 часов. Переключатель в позиции №4.

7. Переключатель в позиции №6. Выполнили операции по откачке продуктов реакции из пласта в объеме 5,6 м³ с отбором пробы и регистрацией КВД.

8. Переключатель в позиции №1. Сняли пакер, выполнили полный подъем компоновки.

Результат работ:

1) До ОПЗ приемистость отсутствовала. По падению давления Рнач/Ркон =130/50 атм за 30 мин. После ОПЗ приемистость 96 м³/сут при давлении 130 атм. По данным промысловых замеров на следующий месяц после ремонта скважина работает с приемистостью 70 м³/сут при давлении 120 атм.

2) Струйная установка обеспечивает удовлетворительные спуско-подъемные операции на гибкой трубе, установку пакера, его герметичность с созданием репрессии и депрессии на пласт и распакеровку, удовлетворительную работу пробоотборника и его переключателя. Состояние струйной установки после подъема нормальное, без нарушений и следов коррозии.

Группа изобретений относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для испытания, обработки и освоения скважин с доставкой оборудования на забой скважины на насосно-компрессорных трубах или на колонне из гибкой трубы. Способ обработки призабойной зоны и освоения скважин с помощью струйной установки включает сборку и спуск установки в скважину на колонне труб с установкой пера-воронки или фильтра в обрабатываемом интервале. Осуществляют закачку в трубы и доводку до обрабатываемого интервала химреагента для обработки призабойной зоны пласта, установку пакера, продавку химреагента в пласт. Создают депрессию струйным насосом и осуществляют откачку из пласта продуктов реакции и пластовых флюидов с контролем нефтеводонасыщенности. Осуществляют отбор пробы пластовых флюидов. Осуществляют останов откачки и регистрируют кривую восстановления давления. Поднимают компоновку. При этом операции осуществляются при последовательном переключении состояния пакера, струйного насоса и клапанов пробоотборника. Спуск и подъем установки выполняют при закрытых клапанах пробоотборника, ненагруженном пакере и подключенной байпасной линии сопла струйного насоса. Закачку в трубы и доводку до обрабатываемого интервала химреагента для обработки призабойной зоны пласта выполняют при открытых клапанах пробоотборника и ненагруженном пакере и подключенной байпасной линии сопла струйного насоса. Продавку химреагента в пласт, ожидание реагирования химреагента с барообработкой пласта выполняют при открытых клапанах пробоотборника, установленном пакере и отключенной байпасной линии сопла струйного насоса. Создание депрессии струйным насосом, откачку из пласта продуктов реакции и пластовых флюидов, останов откачки, отбор пластовых флюидов и регистрацию кривой восстановления давления выполняют при закрытых клапанах пробоотборника, установленном пакере и отключенной байпасной линии сопла струйного насоса. Техническим результатом является повышение эффективности барохимической обработки призабойной зоны пласта переменным давлением и освоением скважины, исключение износа сопла струйного насоса кислотой. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Струйная установка для обработки призабойной зоны и освоения скважин, содержащая сверху вниз струйный насос с соплом, диффузором, камерой смешения, каналами подводимой и отводимой рабочей жидкости, каналом всасывания и переключателем потока подводимой жидкости, проточный пробоотборник с трубчатым корпусом с верхним и нижним клапанами для герметизации пробы и для регистрации кривой восстановления давления (КВД), манометрический трубчатый контейнер, уравнительный клапан, как минимум один упорный пакер, упорный узел с упором на сужение в колонне труб или якорного типа с упором на стенки скважины или труб, хвостовик с пером-воронкой или фильтр между пакерами при двухпакерной компоновке, спускаемые в скважину на трубах, отличающаяся тем, что струйная установка выполнена с возможностью управления переключателем потока струйного насоса, клапанами пробоотборника и упорным пакером путем одновременной разгрузки веса труб на упорный узел, таким образом, что при снятии нагрузки на упорный узел и соответственно снятом пакере в струйном насосе поток подводимой жидкости переключателем потока направляют кроме сопла также в байпасную линию сопла, для этого струйный насос размещен в раздвижном трубчатом корпусе с верхним и нижним подсоединительными ниппелями, верхний ниппель содержит осевой канал для подводимой рабочей жидкости из труб, нижний ниппель содержит осевой и радиальный каналы для отводимой рабочей жидкости в межтрубное пространство струйного насоса и продольные каналы для всасываемой жидкости из подпакерной зоны скважины, осевые каналы ниппелей выполнены с возможностью скользящей посадки в них верхней и нижней частей струйного насоса, причем диаметр осевого канала верхнего ниппеля выполнен больше диаметра осевого канала нижнего ниппеля, и в осевом канале нижнего ниппеля размещен обратный клапан, пробоотборник размещен выше пакера, обратные верхний и нижний клапаны направлены на открытие потока вверх, соединены между собой тягой, выполнены подпружиненными, пробоотборник имеет управляемое открытое или закрытое состояние клапанов независимо от состояния пакера и переключателя струйного насоса, для этого пробоотборник содержит в нижней части многоцикловый переключатель клапанов, включающий шток, размещенный в трубчатом корпусе и соединенный в верхней части с тягой клапанов пробоотборника, на штоке выполнены фигурные пазы, состоящие из продольных пазов – четыре коротких и два длинных, соединенных четырьмя наклонными поперечными пазами, образующими двойную М-образную конфигурацию в развертке по периметру штока со сменой направления конфигурации в верхней и нижней частях длинных пазов, трубчатый корпус привода клапанов содержит радиальные штифты, размещенные внутренними выступами в пазах штока с возможностью продольного и вращательного перемещения штока относительно корпуса.

2. Способ обработки призабойной зоны и освоения скважин с помощью струйной установки по п.1, включающий последовательность операций: сборка и спуск установки в скважину на колонне труб с установкой пера-воронки или фильтра в обрабатываемом интервале, закачка в трубы и доводка до обрабатываемого интервала химреагента для обработки призабойной зоны пласта, установка пакера, продавка химреагента в пласт, ожидание реагирования химреагента с барообработкой пласта знакопеременными депрессионно-репрессионными фильтрационными волнами давления соответственно с откачкой струйным насосом и обратной продавкой насосным агрегатом пластовой жидкости из призабойной зоны, создание депрессии струйным насосом и откачка из пласта продуктов реакции и пластовых флюидов с контролем нефтеводонасыщенности, отбор пробы пластовых флюидов, останов откачки и регистрация КВД, подъем компоновки, отличающийся тем, что операции осуществляются при последовательном переключении состояния пакера, струйного насоса и клапанов пробоотборника, спуск и подъем установки выполняют при закрытых клапанах пробоотборника, ненагруженном пакере и подключенной байпасной линии сопла струйного насоса, закачку в трубы и доводку до обрабатываемого интервала химреагента для обработки призабойной зоны пласта выполняют при открытых клапанах пробоотборника и ненагруженном пакере и подключенной байпасной линии сопла струйного насоса, продавку химреагента в пласт, ожидание реагирования химреагента с барообработкой пласта выполняют при открытых клапанах пробоотборника, установленном пакере и отключенной байпасной линии сопла струйного насоса, создание депрессии струйным насосом, откачку из пласта продуктов реакции и пластовых флюидов, останов откачки, отбор пластовых флюидов и регистрацию КВД выполняют при закрытых клапанах пробоотборника, установленном пакере и отключенной байпасной линии сопла струйного насоса.