Способ освоения скважины Советский патент 1993 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к технологии освоения добывающих скважин, вскрывших флюидоносные геологические пласты.

Известен способ основания скважины, включающий воздействие на прискважин- ную зону пласта импульсами избыточного давления /А.С. СССР 1301023, Е 21 В 43/25, 1984 г./. Недостатком способа является узкая область применения, ограниченная напорными пластами.

Известен способ освоения скважины, включающий периодическое понижение давления в скважине путем возвратно-пот ступательного перемещения в обсадной ко- лонне скважины поршня с помощью трубной колонны, на конце котоцой установ; лен поршень /А.С. СССР 881301, Е 21 В

43/00,1978 г./. Недостатками способа являются низкая технологичность и высокая энергоемкость.

Известен также способ освоения скважины, включающий установку в нее колонны труб, подачу в скважину и отбор из нее рабочего агента с созданием на призабойную зону импульсов давления /А.С. СССР 1030538, Е 21 В 43/25, 1981 г./.

Недостатком способа является высокая . энергоемкость, связанная с тем, что пульсирующий режим циркуляции рабочего агента создается на устье скважины, а вследствие затухания волны давления по глубине скважины амплитуда давления в интервале зале- гания флюидоносного пласта получается незначительной.

Целью изобретения является повышение-эффективности способа за счет возможности снижения энергозатрат путем исключения устьевых операций по созданию пульсирующего режима циркуляции рабочего агента.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе освоения скважины, включающем установку в нее колонны труб, подачу в скважину и отбор из нее рабочего агента с созданием на призабойную зону импульсов давления, колонную труб спускают в скважину вместе с установленной на ней решеткой, подачу рабочего агента осуществляют в направлении из затрубного пространства скважины в полость трубной колонны и в процессе циркуляции рабочего агента определяют гидравлическую инерционность скважинной системы путем замера времени достижения постоянной скорости потока, а импульсы давления на призабойную зону создают периодическим запиранием решетки вводимыми в скважинную жидкость частицами с положительной плавучестью, при этом первоначально в закачиваемую жидкость вводят частицы запирающей решетку крупности с последующим ее уменьшением в процессе ввода, а величину скорости нисходящего потока устанавливают большей скорости уноса частиц, причем в момент запирания решетки прекращают закачку рабочего агента и периодически возобновляют ее после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве с последующей выдержкой продолжительностью не менее времени преодоления гидравлической инерционности скважинной системы.

В основе способа лежат следующие физические принципы.

Наличие решетки, жестко закрепленной на наружной поверхности трубной колонны, и ввод в нисходящий поток рабочей жидкости частиц запирающей решетку крупности позволяет разрывать поток жидкости в момент запирания решетки с быстрым развитием глубокого разрежения в зоне разрыва сплошности потока под решеткой. При этом частицы материала должны иметь положительную плавучесть в рабочей жидкости, чтобы после запирания решетки и получения разрежения обеспечить возможность повторения операции за счет всплытия частиц на определенную высоту от решетки. Кроме того, частицы должны иметь увеличивающуюся крупность снизу вверх по высоте затрубного пространства скважины в силу гидродинамических особенностей способа. Так как в пачке частиц более крупные частицы расположены снизу с уменьшением размера частиц снизу вверх по высоте затрубного пространства, то в нисходящем потоке жидкости лобовое сопротивление жидкости воспринимает верхний слой более мелких частиц, имеющий наиболее плотную упаковку. В то же время наибольшей силой всплытия обладают наиболее крупные частицы, расположенные в нижнем слое пачки частиц. В результате пачка частиц в нисходяО щем потоке жидкости поджимается и сверху и снизу, что делает ее компактным в движении квазисплошным телом, которое при посадке на решетку сразу же разрывает поток вследствие запирания решетки при продол5 жении движения жидкости по инерции из- под решетки с ранее приобретенной скоростью. Наступает глубокое разрежение интервала вскрытия флюидного пласта в скважине, чем вызывается приток к скважи0 не пластовых флюидов. После этого жидкость возвращается из полости трубной колонны в полость разрежения и заполняет ее с поднятием уровня жидкости под решетку. В этот момент восстанавливается сплош5 ность столба жидкости в затрубном пространстве и частицы всплывают. В процессе всплытия также обеспечивается консолидация частиц в пачке вследствие разницы в крупности частиц по ее высоте,

0 так как в процессе всплытия наибольшее сопротивление испытывает верхний слой относительно малого размера частиц, а наибольшую скорость всплытия стремится приобрести нижний слой относительно

5 крупных частиц, обладающих наибольшей силой всплытия, Момент закупорки решетки проявляется резким повышением давления в затрубном пространстве на устье скважины. При этом прекращают закачку

0 жидкости и периодически возобновляют ее после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве, а также последующей выдержки продолжительностью не менее времени, идущего на преодоление

5 гидравлической инерционности скважин- .... ной системы. Выравнивание давления в трубах и затрубном пространстве наступает после того как жидкость заполнит зону раз- . режения при обратном движении из поло0 сти трубной колонны в затрубное пространство и восстановится сплошность столба жидкости в затрубном пространстве. Только после этого с поверхности решетки всплывет пачка частиц. Однако необходимо,

5 чтобы всплытие произошло на определенную высоту от решетки ибо с возобновлением закачки жидкости нужно некоторое время на преодоление гидравлической инерционности скважинной промывочной системы. По истечении этого времени столб

жидкости в зэтрубном пространстве и в полости трубной колонны приобретет установившуюся скорость, соответствующую подаче насосного агрегата.

На прилагаемой фигуре изображена схема осуществления способа, последовательно, позиции а, б, в, где обозначено: обсадная колонная скважины - 1, колонна труб - 2, флюидоносный пласт - 3, верхняя граница пласта - 4, нижняя граница пласта - 5, решетка - 6, нижний конец колонны - 7, проточное устройство для заякоривания колонны труб - 8, частицы материала с положительной плавучестью - 9, интервал вскрытия пласта в окважине - 10, понижающийся пр инерции после разрыва сплошности потока уровень жидкости - 11, струйка тока пластового флюида - 12.

Способ осуществляют следующим образом,

В обсадную колонну скважины 1 спускают трубную колонну 2 с жестко установленной на ее наружной поверхности решеткой 6 и проточным заякоривающим устройством 8. Решетку устанавливают выше верхней границы 4 осваиваемого пласта 3, а нижний конец 7 трубной колонны 2 устанавливают под нижней границей 5 пласта 3, При близком расположении к пласту забоя скважины вместо использования заякори- вэющего устройства 8 трубную колонну 2 можно установить с опорой на забой, а для обеспечения циркуляции в этом случае можно нижний конец трубы выполнить перфорированным.

После спуска и установка в скважине трубной колонны 2 оборудуют устье скважины промывочной головкой, при этом затруб- ное пространство скважины соединяют с насосным агрегатом, а полость трубной колонны соединяют с выкидной линией; устанавливают также манометрические приборы.

Закачивают в затрубное пространство рабочую жидкость с постоянным расходом, при котором скорость нисходящего потока больше скорости уноса всплывающих частиц. С начала закачки фиксируют время, в течение которого устанавливается давление и скорость жидкости, выходящей из скважины. Это - время преодоления гидравлической инерционности скважинной системы. Вводят в закачиваемую жидкость частицы материала с положительной плавучестью 9, причем вначале вводят частицы запирающей решетку крупности, а затем непрерывно уменьшают размер частиц в процессе ввода, например, до 0,1-0,2 от запирающего решетку размера частиц. Общее количество частиц берут таким же как и количество наполнителя в буферных жидкостях, т.е. из условия прокачиваемости пачки частиц 9 в затрубном пространстве скважины, например, из расчета получения в за- 5 трубном пространстве пачки частиц высотой 1-2 м.

В качестве материала частиц использу- ютлюбые известные материалы и вещества, обладающие плавучестью в рабочей жидко- 0 сти и достаточной, прочностью для запирания отверстий в решетке б, например, дерево, или композиционные материалы, или пластмассы.

Закачку жидкости продолжают до повы5 шеиия давления скачком, что свидетельствует о запирании решетки 6 и разрыве сплошности потока жидкости с образованием зоны разрежения в затрубном пространстве 10 в интервале залегания флюидного

0 пласта 3, ниже подошвы которого с большой скоростью опускается уровень 11 оторвавшейся части потока рабочей жидкости. Быстрое и глубокое разрежение стимулирует приток из пласта флюидов,

5 После запирания решетки закачку жидкости прекращают. Начинается обратное движение жидкости из полости трубной колонны 2 и заполнение ею зоны разрежения 10 с подъемом уровня жидкости 11 к решет0 ке 6 и восстановлением сплошности столба жидкости в затрубном пространстве скважины. Б результате исчезает перепад давления на решетке 6 и частицы всплывают под действием Архимедовой силы, а давле5 ние в трубах и затрубиом пространстве выравнивается. После этого производят выдержку продолжительностью не менее .времени преодоления гидравлической инерционности скважинной системы и осу0 ществляют новый цикл закачки жидкости. Процесс продолжают до получения из пласта притока пластовых флюидов.

Таким образом достигается повышенная эффективность освоения буровых сква5 жин.

Формула изобретения Способ освоения скважины, включающий установку в нее колонны труб, подачу в скважину и отбор из нее рабочего агента с

0 созданием на призабойную зону импульсов давления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет возможности снижения энергозатрат на создание пульсирующего режима

5 циркуляции рабочего агента, колонну труб спускают в скважину вместе с установленной на ней решеткой, подачу рабочего агента осуществляют из затрубкого пространства скважины в полость трубной колонны и в процессе циркуляции рабочего агента определяют гидравлическую инерционное ь сква- жинной системы путем замера времени достижения постоянной скорости потока, а импульсы давления на призабойную зону создают периодическим запиранием решетки вводимыми в скважинную жидкость частицами, при этом первоначально в закачиваемую жидкость вводят частицы запирающей решетку крупности с последующим ее уменьшением в процессе ввода, величину

0

скорости нисходящего потока устанавливают большей скорости уноса частиц, причем в момент запирания решетки прекращают закачку рабочего агента и периодически возобновляют ее после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве с последующей выдержкой продолжительность не менее времени преодолевания гидравлической инерционности скважинной системы.

Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет снижения энергозатрат на создание пульсирующего режима циркуляции рабочего агента. В скважину спускают колонну труб вместе с установленной на ней решеткой (Р). Осуществляют подачу рабочего агента (А) в направлении из затрубного 2 пространства скважины в полость трубной колонны и в процессе циркуляции А определяют гидравлическую инерционность скважинной системы путем замера времени достижения постоянной скорости потока. В процессе циркуляции создают импульсы давления на призабойную зону периодическим запиранием Р вводимыми в скважин- ную жидкость частицами с положительной плавучестью. Первоначально в закачиваемую жидкость вводят частицы запирающей Р крупности с последующим её уменьшением в процессе ввода, а величину скорости нисходящего потока устанавливают большей скорости уноса частиц, причем в момент запирания Р прекращают закачку А и периодически возобновляют ее.после выравнивания давления в трубах и затрубном пространстве с последующей выдержкой продолжительностью не менее времени преодоления гидравлической инерционности скважинной системы. (/