насосно-эжекторная импульсная скважинная струйная установка для гидроразрыва пласта

Формула изобретения

Насосно-эжекторная импульсная скважинная струйная установка для гидроразрыва пласта, содержащая смонтированные на колонне труб снизу-вверх гидроперфоратор, хвостовик с входной воронкой, пакер и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал, причем в последнем предусмотрена возможность установки блокирующей вставки со сквозным проходным каналом, посредством которой перекрыт канал подвода активной среды, или депрессионной вставки, при установке которой перекрыто поперечное сечение колонны труб, или герметизирующего узла с осевым каналом, через который пропущен каротажный кабель, на котором закреплен комплексный геофизический прибор, при этом последний размещен в скважине с возможностью перемещения относительно продуктивного пласта на каротажном кабеле, гидроперфоратор установлен с возможностью его дистанционного отделения от входной воронки хвостовика, а пакер выполнен с центральным каналом с возможностью пропуска через него комплексного геофизического прибора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к скважинным установкам для испытания и освоения скважин.

Известна насосно-эжекторная скважинная установка, содержащая установленный на колонне труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения и диффузором (патент US 4744730, кл. F 04 F 5/00, 17.05.1988).

Однако данная установка не имеет возможности оказывать какое-либо воздействие на прискважинную зону продуктивного пласта, что резко сужает возможности использования данной установки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу-вверх хвостовик, гидроимпульсное устройство, пакер и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и двухступенчатый проходной канал, причем в двухступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки сменных функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом и депрессионной, активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой при установке последней и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем этой вставкой, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб, (патент RU 2143600, кл. F 04 F 5/54, 27.12.1999).

Данная установка позволяет производить обработку прискважинной зоны продуктивного пласта с помощью гидроимпульсного устройства. Однако в данной установке ограничены возможности по проведению исследования скважины как пред проведением обработки прискважинной зоны, так и после ее обработки, что связано с необходимостью извлечения колонны труб из скважины, чтобы обеспечить возможность исследования скважины после воздействия на прискважинную зону пласта.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных возможностей установки и повышение эффективности проводимых исследований и обработки прискважинной зоны продуктивного пласта.

Указанная задача решается за счет того, что насосно-эжекторная импульсная скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб снизу-вверх гидроперфоратор, хвостовик с входной воронкой, пакер и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал, причем в последнем предусмотрена возможность установки блокирующей вставки со сквозным проходным каналом, посредством которой перекрыт канал подвода активной среды, или депрессионной вставки, при установке которой перекрыто поперечное сечение колонны труб, или герметизирующего узла с осевым каналом, через который пропущен каротажный кабель, на котором закреплен комплексный геофизический прибор, при этом последний размещен в скважине с возможностью перемещения относительно продуктивного пласта на каротажном кабеле, гидроперфоратор установлен с возможностью его дистанционного отделения от входной воронки хвостовика, а пакер выполнен с центральным каналом с возможностью пропуска через него комплексного геофизического прибора.

Анализ проводимых в скважине работ по их исследованию и обработке прискважинной зоны продуктивного пласта показал, что все эти работы можно проводить без промежуточных извлечений колонны труб на поверхность при переходе от одной технологической операции к другой, что позволяет значительно превысить эффективность проводимых работ и сократить сроки их проведения. Этого удалось добиться в первую очередь благодаря тому, что и корпус струйного насоса и пакер выполнены с центральным проходным каналом, а устройство для гидроструйной обработки прискважинной зоны пласта, в данном случае это гидроперфоратор, выполнен с возможностью его сброса на забой, что позволяет производить через колонну труб спуск и установку в зоне продуктивного пласта различного рода оборудования, например комплексного геофизического прибора.

Важное значение имеет возможность проведения исследования продуктивных слоев, проведения обработки продуктивных пластов и повторное проведение исследования продуктивных пластов без подъема колонны труб на поверхность. В результате значительно возрастает интенсивность работ с получением при этом более достоверной информации, что позволяет принимать оперативные решения по ходу проведения дальнейших работ. В частности предоставляется возможность после создания в прискважинной зоне перфорационных каналов проводить обработку призабойной зоны продуктивных пластов жидкостью гидроразрыва с химическими реагентами, а также проводить откачку из скважины продуктов реакции и жидкости гидроразрыва. В результате за один спуск колонны труб предоставляется возможность проведения комплексного обследования продуктивных пластов и проведения их обработки с подготовкой скважины для использования в эксплуатационном режиме.

На фиг.1 представлен продольный разрез установки с установленным в скважине гидроперфоратором, на фиг.2 представлен продольный разрез установки после сброса гидроперфоратора на забой скважины и на фиг.3 представлен продольный разрез установки с комплексным геофизическим прибором.

Установка для реализации способа работы насосно-эжекторной скважинной импульсной установки содержит смонтированные на колонне труб 1 снизу-вверх гидроперфоратор 2, хвостовик 3 с входной воронкой 4, пакер 5 и струйный насос 6, в корпусе 7 которого установлены активное сопло 8 и камера смешения 9 с диффузором 20, а также выполнены канал подвода активной среды 10, канал подвода откачиваемой из скважины среды 11 и ступенчатый проходной канал 12, причем в последнем предусмотрена возможность установки сменных функциональных вставок: блокирующей 13 со сквозным проходным каналом 14, депрессионной 15 и герметизирующего узла 16. Канал подвода активной среды 10 со стороны входа в него перекрыт блокирующей вставкой 13 при установке последней и открыт для подвода активной среды при установке депрессионной вставки 15, причем этой вставкой, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб 1. Пакер 5 выполнен с центральным каналом 17. При установке в скважине комплексного геофизического прибора 18 на каротажном кабеле (или проволоке) 19 подвижно располагают герметизирующий узел 16, который устанавливают в ступенчатом проходном канале 12 корпуса 7 струйного насоса 6.

Способ работы насосно-эжекторной скважинной импульсной установки заключается в том, что спускают в скважину на колонне труб 1, установленные последовательно снизу вверх, гидроперфоратор 2, хвостовик 3 с входной воронкой 4, пакер 5 и струйный насос 6 со ступенчатым проходным каналом 12, до расположения гидроперфоратора 2 в интервале продуктивного пласта 21. Устанавливают в ступенчатом проходном канале 12 струйного насоса 6 блокирующую вставку 13 с осевым проходным каналом 14, отделяя таким образом внутреннее пространство колонны труб 1 от затрубного пространства скважины. Подают под давлением смесь жидкой среды с тонкодисперсным абразивным материалом в гидроперфоратор 2 и путем воздействия на стенки скважины струями этой смеси создают в прискважинной зоне продуктивного пласта вертикальные щелевидные перфорационные каналы. Отсоединяют от хвостовика 3 с входной воронкой 4 гидроперфоратор 2 и сбрасывают его на забой скважины. Устанавливают входную воронку 4 хвостовика 3 над кровлей продуктивного пласта, производят распакеровку пакера 5, извлекают блокирующую вставку 13 и спускают через колонну труб 1 на каротажном кабеле 19, пропущенном через герметизирующий узел 16 с возможностью осевого перемещения относительно него, в зону продуктивного пласта комплексный геофизический прибор 18. Герметизирующий узел 16 устанавливают в ступенчатом проходном канале 12 струйного насоса 6, разделяя таким образом внутреннее пространство колонны труб 1. В процессе спуска комплексного геофизического прибора 18 с помощью последнего производят запись фоновых значений геофизических параметров скважины и продуктивного пласта. Путем подачи по затрубному пространству колонны труб 1 рабочей среды в сопло 8 струйного насоса 6 создают не менее одной депрессии на продуктивный пласт и при каждой депрессии определяют дебит скважины. После этого с помощью комплексного геофизического прибора 18 регистрируют профиль притока из продуктивного пласта при разных значениях депрессии на продуктивный пласт, производят подъем комплексного геофизического прибора 18 с герметизирующим узлом 16 на поверхность и устанавливают в ступенчатом проходном канале 12 струйного насоса 6 блокирующую вставку 13 с осевым проходным каналом 14, отделяя таким образом внутреннее пространство колонны труб 1 от затрубного пространства скважины. Производят депакеровку пакера 5 и устанавливают входную воронку 4 хвостовика 3 на уровне подошвы интервала перфорации продуктивного пласта. Закачивают в колонну труб 1 жидкость гидроразрыва с химическими реагентами и пропантом до кровли интервала перфорации. Повторно проводят распакеровку пакера 5, а затем проводят закачку жидкости гидроразрыва в продуктивный пласт, создавая в нем таким образом вертикальные трещины. Извлекают из ступенчатого проходного канала 12 блокирующую вставку 13 и устанавливают в ступенчатом проходном канале 12 депрессионную вставку 15 с автономным геофизическим прибором. Подают по затрубному пространству колонны труб 1 в сопло 8 струйного насоса 6 рабочую среду и создают таким образом депрессию на продуктивный пласт с откачкой за счет этого из продуктивного пласта продуктов реакции и жидкости гидроразрыва с подвижной частью пропанта по колонне труб 1 на поверхность. Далее извлекают депрессионную вставку 15, вновь проводят депакеровку пакера 5, приподнимают колонну труб 1 до расположения входной воронки 4 хвостовика 3 над кровлей продуктивного пласта и снова проводят распакеровку пакера 5. По колонне труб 1 спускают на каротажном кабеле 19 с герметизирующим узлом 16 комплексный геофизический прибор 18. Устанавливают герметизирующий узел 16 в ступенчатом проходном канале 12 струйного насоса 6, а комплексный геофизический прибор 18 - на выходе из входной воронки 4. Подают в сопло 8 струйного насоса 6 рабочую среду и создают с помощью струйного насоса 6 ряд депрессий на продуктивный пласт и при каждой величине депрессии регистрируют дебит скважины. Далее проводят регистрацию профиля притока при каждой величине депрессии на продуктивный пласт, передвигая при этом комплексный геофизический прибор 18 вдоль продуктивного пласта, после чего прекращают подачу рабочей среды в струйный насос 6 и извлекают из скважины комплексный геофизический прибор 18 с герметизирующим узлом 16 на поверхность и затем проводят работы по запуску скважины в работу.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазовой промышленности при проведении работ по освоению и ремонту скважин.