способ очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины

Формула изобретения

Способ очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины, включающий выделение групп низкоприемистых и высокоприемистых нагнетательных скважин в гидродинамической системе, манипулирование задвижками водоводов и излив жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в высокоприемистые нагнетательные скважины, отличающийся тем, что излив жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в высокоприемистые нагнетательные скважины осуществляют в объеме, не превышающем суммы объема спущенных в низкоприемистую нагнетательную скважину насосно-компрессорных труб и объема скважины, заключенного между башмаком насосно-компрессорных труб и кровлей перфорированного пласта, после чего излив производят в емкость в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины для утилизации.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам очистки призабойной зоны нефтяного пласта, позволяющим производить дополнительно очистку насосно-компрессорных труб в нагнетательных скважинах при эксплуатации низкопроницаемых пластов или ухудшивших свои эксплуатационные показатели вследствие загрязнения прискважинной зоны.

Известны способы очистки призабойной зоны нагнетательных скважин с использованием физико-химического воздействия, в которых помимо специальных химических реагентов используются различные дополнительные внутрискважинные приспособления и оборудование (Р.С.Яремийчук, Ю.Д.Кочмар. "Вскрытие продуктивных горизонтов и освоение скважин". - Львов: Высшая школа, 1982, 152 с. и патент РФ №2140531, Е21В 43/22. Опубл. БИ №30 от 27.10.99 г.).

Недостатком этих способов является то, что требуются большие дополнительные затраты, связанные с привлечением бригад подземного и капитального ремонта скважин с установкой дополнительного внутрискважинного оборудования или поверхностного оборудования, при этом загрязнения в разводящем трубопроводе остаются и при дальнейшей эксплуатации постепенно вымываются перекачиваемой по трубопроводу жидкостью, что ухудшает ее свойства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является "Способ очистки призабойной зоны нагнетательных скважин" (патент РФ №2165012, Е21В 43/25. Опубл. БИ №10 от 10.04.2000 г.), включающий закачку воды в нагнетательные скважины, вскрывшие пласты различной проницаемости, очистку призабойной зоны низкоприемистых скважин путем излива воды в водовод скважины с более высокой проницаемостью.

Данный способ позволяет осуществить восстановление приемистости пластов без подземного и капитального ремонта скважин за счет излива жидкости с загрязняющими частицами из низкоприемистых скважин в высокоприемистые при работающем насосе на кустовой насосной станции.

Недостатком способа является то, что при прекращении закачки происходит перераспределение воды между низко- и высокоприемистыми скважинами, то есть происходит излив из низкоприемистых скважин в водовод (и из водовода - в высокоприемистые скважины), при этом выносимые с потоком изливающейся воды загрязнения загрязняют сам водовод, часть загрязнений (асфальтосмолистые вещества, парафины, твердые частицы) накапливаются на стенках труб водоводов, повышая гидравлические потери. Кроме того, при возобновлении закачки воды в пласт часть вынесенных загрязнений, не удаленных из водовода, вновь попадает в призабойную зону пласта и кольматирует поровое пространство, снижая эффективность очистки.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение потери приемистости низкопроницаемых пластов, предупреждение загрязнения высоконапорных разводящих водоводов осадками твердых частиц, увеличение времени между очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления.

Техническая задача решается предлагаемым способом очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины, включающим выделение групп низкоприемистых и высокоприемистых нагнетательных скважин в гидродинамической системе, манипулирование задвижками водоводов и излив жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в высокоприемистые нагнетательные скважины.

Новым является то, что излив жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в высокоприемистые нагнетательные скважины осуществляют в объеме, не превышающем суммы объема спущенных в низкоприемистую нагнетательную скважину насосно-компрессорных труб и объема скважины, заключенного между башмаком насосно-компрессорных труб и кровлей перфорированного пласта, после чего излив производят в емкость в приустьевой зоне низкоприемистой нагнетательной скважины для утилизации.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа, при этом: I - закачка воды в пласт, II - излив воды из низкоприемистой нагнетательной скважины в водовод и далее в высокоприемистую нагнетательную скважину, III - удаление загрязнений излива.

Схема осуществления способа очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины включает в себя водовод 1, задвижки 2, 3, нагнетательную скважину 4, линию 5 для отвода загрязнений излива в емкость 6, насосно-компрессорные трубы 7, соединяющие гидравлически водовод 1 с продуктивным пластом 8 через призабойную зону пласта 9. Дополнительно водовод 1 и линия 5 оснащены патрубками пробоотборников 10 и 11 соответственно.

Способ очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины выполняется в следующей последовательности.

Воду, подготовленную на головных очистных сооружениях, закачивают насосами (поток I) через водовод 1 в нагнетательные скважины для поддержания пластового давления в продуктивном пласте 8. В нагнетательные скважины закачивается вода с низкой концентрацией нефтяных частиц и твердых взвешенных частиц (порядка 10...20 мг/л) и незначительных их размерах - порядка 2...20 мкм.

При остановке работы насоса происходит излив (поток II) части закачанной воды в гидродинамической системе из низкопроницаемых пластов через низкоприемистые нагнетательные скважины 4 в водовод 1 и из водовода 1 - в высокопроницаемые пласты, вскрытые высокоприемистыми нагнетательными скважинами. Первоначально излив из низкоприемистой нагнетательной скважины 4 в объеме, не превышающем суммы объема насосно-компрессорных труб, спущенных в нагнетательную скважину 4, и объема нагнетательной скважины, заключенного между башмаком НКТ и кровлей перфорированного пласта, представляет собой практически ту же самую подготовленную на головных очистных сооружениях воду, что и закачивалась в нагнетательную скважину 4. Незагрязненную часть излива направляют из нагнетательной скважины 4 в водовод 1 через открытую задвижку 2 и далее в высокоприемистую нагнетательную скважину в единой гидродинамической системе при закрытой задвижке 3 на дополнительно смонтированной линии 5 (трубопровод из труб с быстроразъемными соединениями, тампонажный шланг высокого давления и т.д.). Физический объем незагрязненной части излива контролируют, например, с применением накладного расходомера и отсчетом времени излива, а также визуально путем отбора контрольных проб воды излива через пробоотборник 10. По мере увеличения объема излива в жидкости излива начинает значительно увеличиваться концентрация загрязняющих веществ в интервале от 250 до 1200 мг/л, а в отдельных порциях доходя до 143 г/л (промысловые данные), выносимых из призабойной зоны 9 продуктивного пласта 8. Продвигаясь по насосно-компрессорным трубам 7, нефтяные глобулы с твердыми взвешенными частицами дополнительно коалесцируют и укрупняются, достигая на устье скважины размеров 1...20 мм, а также образуя более крупные включения и струи. По мере приближения загрязнений к устью нагнетательной скважины 4 производят закрытие задвижки 2, открытие задвижки 3, и отводят загрязненный излив из нагнетательной скважины 4 по дополнительной временно смонтированной линии 5 в емкость 6 (например, автоцистерна, передвижная емкость на шасси и т.д.) для последующей утилизации (поток III). Концентрация выносимых изливом загрязнений контролируется путем отбора контрольных проб через пробоотборник 11. При снижении в жидкости излива концентрации выносимых загрязнений закрывают задвижку 3, отсекают и демонтируют линию 5 и восстанавливают первоначальную схему закачки в нагнетательную скважину 4 путем открытия задвижки 2. Отведенная в емкость 6 вода излива с загрязнениями транспортируется на очистные сооружения для очистки с отделением нефти и утилизации шлама. Излив также может быть организован принудительно путем слива воды из водовода в емкость на кустовой насосной станции.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает очистку призабойной зоны пласта нагнетательной скважины от кольматирующих загрязнений, препятствуя попаданию загрязняющих веществ излива в водовод и повторному загрязнению призабойной зоны пласта, при изливе в емкость только загрязненной жидкости.

Пример конкретного выполнения

Выделяют группу нагнетательных скважин различной приемистости в гидродинамической системе: низкоприемистых с приемистостью от 50 до 200 м³/сут при устьевом давлении 10 МПа и высокоприемистых с приемистостью 800 м ³/сут при устьевом давлении 5 МПа.

Закачку воды ведут насосом через водовод 1 в высокоприемистые нагнетательные скважины и низкоприемистые нагнетательные скважины с расходом 1400 куб. метров в сутки и давлением на выкиде насоса 2-11 МПа (поток I). В нагнетательные скважины закачивается вода с низкой концентрацией нефтяных частиц и твердых взвешенных частиц (порядка 10...20 мг/л) и незначительных их размерах - порядка 2...20 мкм.

Определяют нагнетательную скважину 4, снизившую приемистость ниже допустимой по технологическому проекту разработки месторождения. Объем насосно-компрессорных труб, спущенных в нагнетательную скважину 4, составляет 5 м³, объем скважины, заключенный между башмаком НКТ и кровлей перфорированного пласта, составляет 2 м³. Производят монтаж дополнительной временной линии 5, которой выполняют обвязку емкости 6 для отбора загрязненной жидкости излива.

При остановке насоса, например, в соответствии с графиком периодической (циклической) закачки создается депрессия до 5 МПа в гидравлической системе. Устьевое давление на нагнетательной скважине 4 падает до 5 МПа, и из нагнетательной скважины 4 происходит излив жидкости (поток II) в водовод 1 и далее в высокоприемистые нагнетательные скважины в объеме порядка 10...20 м³. Излив из нагнетательной скважины, не превышающий суммы объема насосно-компрессорных труб, спущенных в нагнетательную скважину 4, и объема нагнетательной скважины, заключенного между башмаком НКТ и кровлей перфорированного пласта и составляющий не более 7 м, направляют через открытую задвижку 2 в водовод 1 и далее в высокоприемистую нагнетательную скважину в единой гидродинамической системе. Концентрация загрязнений излива (поток II) не превышает 20...30 мг/л и контролируется путем отбора контрольных проб через пробоотборник 10, т.е. практически происходит излив незагрязненной подготовленной на головных сооружениях воды, которая еще не попала в продуктивный пласт 8 через призабойную зону 9. Объем изливающейся воды контролируют инструментально с помощью накладного расходомера и учета времени излива.

По мере увеличения объема излива в жидкости излива начинает значительно увеличиваться концентрация загрязняющих веществ в интервале от 250 до 1200 мг/л, а в отдельных порциях доходя до 143 г/л (промысловые данные), выносимых из призабойной зоны 9 продуктивного пласта 8. При приближении загрязнений к устью нагнетательной скважины 4 производят закрытие задвижки 2, открытие задвижки 3 и отводят загрязненный излив из нагнетательной скважины 4 по дополнительной временно смонтированной линии 5 в емкость 6 для последующей утилизации (поток III). Концентрация выносимых изливом загрязнений контролируется путем отбора контрольных проб через пробоотборник 11. При значительном снижении в жидкости излива концентрации загрязнений либо полном прекращении излива закрывают задвижку 3, демонтируют линию 5, открывают задвижку 2 и восстанавливают первоначальную схему закачки воды в группу низкоприемистых и высокоприемистых нагнетательных скважин в единой гидродинамической системе. Отведенная в емкость 6 вода излива с загрязнениями транспортируется на очистные сооружения для очистки с отделением нефти и утилизации шлама.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины достигается за счет сохранения приемистости нагнетательных скважин на проектном уровне, утилизации выносимых из призабойной зоны пласта загрязнений удалением из системы водоводов, сокращения объема изливаемой в емкость воды и значительного уменьшения загрязнения разводящих водоводов загрязнениями излива.

Использование данного предложения позволяет при небольших дополнительных капитальных затратах с помощью существующей системы поддержания пластового давления произвести восстановление приемистости низкопроницаемых пластов без подземного и капитального ремонта скважин за счет регулируемого излива жидкости и утилизации выносимых из призабойной зоны пласта загрязнений с последующим удалением их из системы поддержания пластового давления, сократить объем изливаемой в емкость воды, значительно уменьшить загрязнение разводящих водоводов загрязнениями излива, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.