способ освоения нефтяной скважины

Формула изобретения

Способ освоения нефтяной скважины, включающий заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины, вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции и повторение операций, отличающийся тем, что после заполнения интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины разобщают затрубное пространство скважины, в промежутках между актами вакуумно-импульсного воздействия выполняют струйное воздействие на забое скважины, которое осуществляют ступенчатым плунжером, связанным с колонной штанг, при этом вакуумно-импульсное воздействие осуществляют при ходе колонны штанг и ступенчатого плунжера вверх с ограничением интенсивности воздействия, а струйное воздействие осуществляют при ходе колонны штанг и ступенчатого плунжера вниз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при освоении нефтяной скважины, вышедшей из бурения при одновременной обработке призабойной зоны пласта воздействием химически активной жидкостью и гидродинамическими импульсами.

Известен способ освоения нефтяной скважины, совмещенной с обработкой продуктивного пласта с использованием струйного насоса и разобщителя затрубного пространства (1).

Недостатком указанного способа является низкая эффективность вызова притока пластовой нефти, поскольку этим способом не предусмотрено создание глубокой депрессии на пласт или воздействие на пласт другими видами гидродинамических импульсов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки призабойной зоны нефтедобывающей скважины, включающий заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины, технологическую выдержку, вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции и повторение операций (2).

Недостатком известного способа является то, что создаваемые импульсы обладают малой эффективностью в части воздействия на пласт глубокой депрессией, недостаточно эффективно обеспечивает вынос из пласта загрязнений и промывку призабойной зоны пласта. Отсюда и неоправданно продолжителен процесс освоения скважины, особенно если призабойная зона пласта сильно загрязнена в процессе первичного вскрытия продуктивного пласта бурением на глинистом растворе, технологическими жидкостями, а также цементным раствором в процессе крепления скважины, а пластовая энергия недостаточна, чтобы выдавить их из пласта в процессе подсоса скважинной жидкости струйным насосом.

В изобретении решается задача повышения эффективности освоения добывающей скважины.

Задача решается тем, что в способе освоения нефтяной скважины, включающем заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины, вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции и повторение операций, согласно изобретению, после заполнения интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины разобщают затрубное пространство скважины, при вакуумно-импульсном воздействии ограничивают интенсивность воздействия, а в промежутках между актами вакуумно-импульсного воздействия выполняют струйное воздействие на забое скважины.

Признаками изобретения являются:

1. Заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины;

2. Вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции;

3. Повторение операций;

4. Разобщение затрубного пространства скважины;

5. Ограничение интенсивности воздействия при вакуумно-импульсном воздействии;

6. После вакуумно-импульсного воздействия выполнение струйного воздействия на забое скважины.

Признаки 1 - 3 являются общими с прототипом, признаки 4 - 6 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Освоение нефтедобывающих скважин часто сопровождается неполной очисткой призабойной зоны от загрязнений или длительностью процесса очистки. В предложенном способе решается задача повышения эффективности освоения скважин.

Для освоения скважины по предложенному способу может быть использовано устройство, представленное на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 изображен общий вид насосного оборудования, спущенного в скважину, у которого связанный со штангой плунжер находится в крайнем верхнем положении, в частичном разрезе. На фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, когда ступенчатый плунжер находится в крайнем нижнем положении, в частичном разрезе.

Насосное оборудование для осуществления способа содержит двухступенчатый цилиндр со ступенями 1 и 2 с большим и меньшим диаметром соответственно, с всасывающим клапаном 3 в нижней части ступени 2 с меньшим диаметром. Внутри двухступенчатого цилиндра размещен с возможностью возвратно-поступательного движения двухступенчатый полый плунжер со ступенями 4 и 5 с большим и меньшим диаметром соответственно ступеням 1 и 2 двухступенчатого цилиндра. Ступень 5 двухступенчатого плунжера с меньшим диаметром снабжена нагнетательным клапаном 6, размещенным в его нижней части. Между стенкой двухступенчатого цилиндра ступени 1 в его нижней части и стенкой двухступенчатого плунжера ступени 5 с меньшим диаметром выполнена камера 7, сообщенная с наружным пространством через сеть радиальных каналов 8 двухступенчатого цилиндра ступени 1. В ступени 2 двухступенчатого цилиндра в его верхней части выполнены окна 9, через которые его полость 10 сообщена с наружным пространством. Центральный канал 11 всасывающего клапана 3 выполнен штуцируемым, чтобы при всасывании ограничить поступление скважинной жидкости и частично заполнить полость 10 двухступенчатого цилиндра меньшей ступени под двухступенчатым плунжером 5, например на 1/3 или 2/3 ее объема для снижения динамической нагрузки на штанги 12, подвеску и станок-качалку при наступлении разряжения в указанной полости ступени 2 двухступенчатого цилиндра (подвеска и станок-качалка на фиг. не изображены). Описанное насосное оборудование размещают на колонне насосно-компрессорных труб 13 в интервале расположения фильтра 14 обсадной колонны 15 скважины вместе с разобщителем 16 (пакерующим устройством) затрубного пространства.

Спосб осуществляют в следующей последовательности.

Описанное выше насосное оборудование спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 13 в интервал расположения фильтра 14 обсадной колонны 15 вместе с разобщителем 16 (пакерующим устройством) затрубного пространства. Затем по затрубному пространству закачивают рабочий агент в интервал продуктивного пласта 17. Рабочий агент выбирают в зависимости от характера и степени загрязненности призабойной зоны пласта, в качестве которых могут быть ингибированная соляная кислота, дизтопливо, керосин или растворы поверхностно-активных веществ и др. Далее затрубное пространство разобщают с помощью разобщителя 16. В качестве разобщителя могут быть использованы пакера типа ПВМ, ПРГМ и др., серийно выпускаемые отечественной промышленностью. Затем на колонне штанг 12 спускают двухступенчатый плунжер и размещают его в цилиндре насосного оборудования, как это изображено на фиг. 2, и после его отладки станок-качалку запускают в работу с числом качаний 5-6 в мин.

При ходе колонны штанг 12 и связанного с ней ступенчатого плунжера вниз (фиг. 2) нагнетательный клапан 6 в плунжере ступени 5 открывается. При этом всасывающий клапан 3 закрывается, окна 9 цилиндра 2 перекрываются плунжером 5 и жидкость скважины вместе с рабочим агентом набирается в пространство над плунжером 4 большей ступени. По мере опускания плунжера вниз попавшая в камеру скважинная жидкость через сеть каналов 8 с большой скоростью выдавливается и попадает в пристенную зону фильтра 14 обсадной колонны 15, ударяясь с напором, разрушает прилипшую к нему грязь, омывает и удаляет ее, т.е. происходит очистка фильтра. Открывается доступ рабочему агенту к призабойной зоне пласта и создаются благоприятные условия для последующей обработки.

При ходе колонны штанг 12 и связанного с ней двухступенчатого плунжера вверх нагнетательный клапан 6 закрывается (см. фиг. 1), а всасывающий клапан 3 открывается. При этом одновременно происходит заполнение скважинной жидкостью камеры 7 и полости 10 двухступенчатого цилиндра ступени 2. К моменту открытия окон 9 двухступенчатым плунжером происходит максимальное разряжение под двухступенчатым плунжером ступени 5 с меньшим диаметром. К этому времени полость 10 ступени 2 двухступенчатого цилиндра заполняется скважинной жидкостью в пределах 1/3-2/3 ее объема из-за штуцирования центрального канала 11 клапана 3. При открытии окон 9 скважинная жидкость мгновенно заполняет полость 10 под двухступенчатым плунжером, происходит импульсное разряжение в призабойной зоне, т. е. создается глубокая депрессия на пласт с выносом из пласта загрязнений. Таким образом осуществляется дополнительное более эффективное воздействие на пласт. Величина гидродинамического импульса, оказываемого на пласт, зависит от размера полости 10 в двухступенчатом цилиндре. Чем больше полость 10 под двухступенчатым плунжером, тем эффект депрессии на пласт сильнее. Однако большую полость 10 образовывать нецелесообразно из-за возможности возникновения аварий вследствие больших динамических нагрузок на колонну штанг 12, подвеску и станок-качалку. Таким образом создают в интервале продуктивного пласта периодические знакопеременные гидродинамические импульсы в такт работы двухступенчатого плунжера насосного оборудования с образованием глубокой депрессии на пласт, что очень важно для повышения эффективности очистки призабойной зоны пласта и вызова притока из пласта.

Расчет энергии одного импульса депрессии на пласт производят по изотермическому закону:

E_депр = P W,

где P - забойное давление, МПа:

W - объем вакуумной полости, м³;

W = R²L,

- постоянная величина, равная 3,14;

R - радиус цилиндра ступени 2, м;

L - длина хода двухступенчатого плунжера от нижнего положения до окна 9, м.

Как показали предварительные испытания способа в промысловых условиях, освоение скважины достигается даже через 3-4 суток в зависимости от загрязненности призабойной зоны пласта при 5-6 ходах плунжера в минуту.

После устойчивого поступления продукции пласта в скважину насосное оборудование поднимают на поверхность и в скважину спускают традиционный насос для дальнейшей ее эксплуатации в обычном режиме.

Пример конкретного выполнения

Осваивают нефтяную скважину глубиной 1200 м. Заполняют интервал продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины - 12%-ным водным раствором соляной кислоты. Разобщают затрубное пространство скважины постановкой пакера 16 типа ПВМ выше фильтра 14. Выполняют вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции с повторением операций. При вакуумно-импульсном воздействии ограничивают интенсивность воздействия. Для этого центральный канал 11 всасывающего клапана 3 выполняют штуцируемым, чтобы при всасывании ограничить поступление скважинной жидкости и частично заполнить полость 10 двухступенчатого цилиндра меньшей ступени под двухступенчатым плунжером 5 на 1/3. В промежутках между актами вакуумно-импульсного воздействия выполняют струйное воздействие на забое скважины.

Использование предлагаемого способа приводит к ускорению освоения скважины примерно в 8-10 раз в зависимости от степени загрязненности призабойной зоны пласта, что в конечном итоге дает возможность сократить затраты энергии и материалов, времени задалживания техники, трудовых ресурсов.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР N 1121404, кл. E 21 B 43/18, опубл. 1984 г.

2. Патент РФ N 2029078, кл. E 21 B 43/25, опублик. 1995 - прототип.