Способ освоения скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности, в частности к способам вызова притока из пласта в обсаженной скважине.

Цель изобретения - повышение эффективности способа при одновременном снижении энергозатрат на реализацию способа за счет использования энергии сжатого в затрубном пространстве газа.

На фиг.1 схематически показана скважина (разрез), обвязка устья и уровень жидкости в затрубном и трубном пространствах скважины при окончании закачки компрес-1 сором воздуха в затрубное пространство; на фиг.2 - то же, когда уровень жидкости в затрубном и трубном пространствах вырав- нился при давлении, созданном компрессором в затрубном пространстве; на фиг.З -то же, когда давлением сжатого воздуха в трубном пространстве жидкость вытесняется на поверхность через выкид из затрубного пространства,

Способ осуществляют следующим образом.

Закачкой газа компрессором в затруб- ном пространстве создают максимально возможное избыточное давление и вытесняют жидкость из него в колонну насосно-ком- прессорных труб (НКТ). Далее колонну НКТ на устье сообщают с затрубным пространством и сжатый газ, расширяясь в трубное пространство, вытесняет из него часть жидкости. Уровни жидкости и давления в трубном и затрубном пространствах выравниваются. После этого закрывают пространство НКТ, открывают выходную линию на затрубном пространстве и сообщают его с атмосферой. Расширяющийся в колонне НКТ газ дополнительно выталкивает из них жидкость в затрубное пространство. Если уровень жидкости в колонне НКТ не понизился до башмака, т.е. имеет место Lx Up + h, где Lx - общая глубина снижения уровня жидкости в колонне НКТ за весь период процесса освоения скважины, м; Цр -уровень жидкости устанавливающийся в трубном и затрубном пространствах после их сообщения между собой, м; h - глубина дополнительного снижения уровня жидкости в колонне НКТ при понижении давления в затрубном пространстве до атмосферного, м, то компрессором создают дополнительное избыточное давление в трубном пространстве и снижают уровень жидкости до башмака колонны НКТ.

Глубина дополнительного снижения уровня жидкости в НКТ h под действием давления сжатого воздуха, поступившего из затрубья в НКТ после сообщения затрубно- го пространства с пространством НКТ, последующего его закрытия и выпуска сжатого возудха из затрубного пространства определяется следующим образом:

Глубина снижения уровня жидкости (волн) в затрубном пространстве L при закачке в него сжатого воздуха с помощью компрессора определяется из выражения: 0.03415 j L

Ру I Zcp Тер

Pv.|-ЈLlk.

где

у 10 0.03415 JL

О) п . давление в затрубном

Гу I Јср I ср

пространстве на границе воздух-вода при достижении максимального давления на компрессоре Ру Рк, ат;

j - относительная плотность газа;

L - высота столба сжатого воздуха в затрубном пространстве, м;

Zcp - коэффициент сверхсжимаемости воздуха при РСр и ТСр;

Тер - средняя температура сжатого воздуха в затрубном пространстве.

Средняя температура в скважине равна

Тер (Т3 - Ту)/In -Д; здесь Ту, Т3 - соответст увенно устьевая температура и температура

в затрубном пространстве на границе воздух-вода, К;

е - основание натуральных логарифмов; РВ плотность воды, г/см . Среднюю глубину снижения уровня воды в скважине Цр после перевода сжатого воздуха из затрубного пространства в НКТ определяют по формуле:

I SHKT L,,

Up )

где SHKT, Зк.пр - соответственно площадь поперечного сечения НКТ и кольцевого пространства.

Тогда глубина дополнительного снижения уровня жидкости в НКТ под действием давления сжатого воздуха, поступившего из затрубья в НКТ после сообщения затрубного пространства с пространством НКТ, последующего его закрытия и выпуска сжатого

воздуха из затрубного пространства, следующим образом.

Сжатый воздух, поступивший из затрубного пространства в НКТ, займет объем V, равный Цр. Знкг. Давление, при котором

сжатый воздух находится в НКТ, составляет Р1 Рк Ру.

При выпуске сжатого воздуха из затрубного пространства уровень воздуха в НКТ под действием давления сжатого воздуха в

НКТ понизится на величину h, а в затрубном пространстве вследствие этого повысится на величину hi; при этом давление в НКТ снизится до величины Ра, определяемого противодавлением столба воды в затрубном

пространстве г.

Исходя из Закона Бойля-Мариотта PiVi const, объем пространства НКТ, занятого сжатым воздухом, увеличится с Vi до /2, а давление Pi снизится до величины Р2; это состояние характеризуется соотношением

PiVi P2V2,(3) в котором V2 SHKT (Цр + h); (4) (Up+h)-(Up-hi)

i10 pB(h+hQ.

10 (Ь)

где hi h икт - величина дополнительного

ок.пр

снижения уровня воды в НКТ при расширении сжатого воздуха в НКТ;

hi - величина подъема уровня воды в 5 затрубном пространстве за счет расширения сжатого воздуха в НКТ и перетока воды из НКТ в затрубное пространство.

После преобразований соотношение (5) приводится к виду10

Ah(

Р2 -----1Q .(6)

а соотношение (3) с учетом (6) принимает вид15

P2V2

A,h(1 + |)(Lcp+h)SH,a

зк.пр

10

(7)

С другой стороны соотношение (3) с уче том (1) имеет вид

.. D 0,03415 -Г Up с , РМ Ру е ----- р-- -SHKT-UP.

/-ср I ср

(8)

С учетом соотношений (7) и (8) формул (3) принимает вид

1Q ру.е 0.03415 Up. Up

-ср Тер

рво+1)

JK.no

- h (Up + h).(9) из которого величина h определяется следующим образом

Lcp + /L2cp+40/.Cp

о .0,03M5jLcp

У 7 - Т

Ср

35

(10)

Ped + T- J&SK.np

Пример реализации способа.

40

В скважину глубиной 3750 м, обсаженную эксплуатационной колонной диаметром 139,7мм, с толщиной стенки трубы 10мм спущена колонна насосно-компрессорных .,- труб диаметром 73 мм с толщиной стенки трубы 7,0 мм на глубину 3700 м.

Глубина снижения уровня жидкости (воды) в затрубье составляет L 3420 м.

Уровень жидкости в НКТ и затрубье по- п еле выравнивания в них давления в результате сообщения затрубного пространства с пространством НКТ составил Up 2479 м.

Глубина снижения уровня жидкости в НКТ под действием давления сжатого воз- с духа, поступившего из затрубья в НКТ после сообщения затрубного пространства с пространством НКТ, последующего его закрытия и выпуска сжатого воздуха из затрубного пространства составила

(Й73,0-2Jt79-250e

0,(Ш15 t.O-WQ 1.2 ЗН

1,73

.0(

0,00273

0,00706

1)

---(530,5м

5

10

15

20

9R

ZD

30

35

)

40

.,-

п

с

Общая глубина снижения уровня жидкости (воды) в НКТ под действием давления сжатого воздуха, поступившего из затрубного пространства в НКТ и последующего сброса давления в затрубном пространстве составила

Lx 2479+ 1530.5 4009,5м, что на 309,5 м больше, чем глубина спуска башмака НКТ под уровень жидкости в скважине. В этих условиях происходит прорыв сжатого воздуха через башмак НКТ, который приводит к выбросу столба воды из затрубного пространства и к освоению скважины.

Формула изобретения

Способ освоения скважины, включающий закачку газа и создание избыточного давления в затрубном пространстве скважины, понижение в нем давления до атмосферного с выравниванием уровней жидкости в трубном и затрубном пространствах и понижение уровня жидкости в трубном пространстве до башмака колонны насосно-компрессорных труб путем закачки в него газа и создания в нем избыточного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа при одновременном снижении энергозатрат на его реализацию за счет возможности использования энергии сжатого в затрубном пространстве газа, выравнивание уровней жидкости в трубном и затрубном пространствах осуществляют до понижения давления в затрубье,до атмосферного путем сообщения трубного и затрубного пространства между собой, а понижение уровня жидкости в трубном пространстве созданием в нем избыточного давления осуществляют при условии

Lx Up + h,

где Lx - общая глубина снижения уровня жидкости в колонне насосно-компрессорных труб за весь период процесса освоения скважины, м;

- уровень жидкости, устанавливающийся в трубном и затрубном пространствах после их сообщения между собой, м;

h - глубина дополнительного снижения уровня жидкости в колонне насосно-компрессорных труб при понижении давления в затрубном пространстве до атмосферного, м.

дыкид

жид-

каста

nepenyck

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти. Цель-снижение энергозатрат на реализацию способа за счет использования энергии сжатого в затруб- ном пространстве /П/ газа. Способ освоения обсаженной скважины /С/ осуществляется в три этапа /Э/. На первом Э осуществляют закачку воздуха компрессором в затрубное П до максимально возможной величины и вытеснение скважинной жидкости на поверхность через насосно-компрессор- ные трубы /НКТ/. На втором Э осуществляют выравнивание уровней жидкости в за- трубном и трубном П. На третьем Э осуществляют вытеснение жидкости из НКТ и затрубного П на поверхность. На втором Э при выравнивании уровней в затрубном и трубном П давление воздуха в затрубном П распределяют равномерно в обоих П путем сообщения их на устье С между собой. Затем на третьем Э полость НКТ и затрубное П разобщают на устье С и сбрасывают давление в затрубном П до атмосферного. Под давлением сжатого воздуха, оставшегося в полости НКТ, жидкость выдавливается из НКТ и затрубного П на поверхность. Если уровень жидкости в трубном П не понизился до башмака НКТ, т.е. имеет место Lx Up + h, где Lx - общая глубина снижения уровня в НКТ за весь период процесса освоения с, м; Up - уровень жидкости в НКТ и затрубье после перепуска давления, м; h - глубина снижения уровня жидкости в НКТ под действием давления воздуха в НКТ после перепуска, м, то компрессором создают дополнительное избыточное давление в затрубном П и снижают уровень жидкости до башмака колонны. НКТ. 3 ил. (Л С XJ О СП СП ел Сл)

L