способ работы скважинной струйной установки и насосно- эжекторная импульсная скважинная установка для реализации способа

Формула изобретения

1. Способ работы скважинной струйной установки, включающий подачу по колонне насосно-компрессорных труб активной среды в гидроимпульсное устройство, обработку активной средой в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с отводом части среды из скважины на поверхность, установку после окончания обработки прискважинной зоны пакера в скважине с последующей установкой в колонне насосно-компрессорных труб депрессионной вставки и подачей активной среды в активное сопло струйного аппарата и за счет этого откачкой из подпакерной зоны жидкой среды вместе с полученными в результате гидроимпульсной обработки кольматирующими частицами, отличающийся тем, что перед подачей активной среды в гидроимпульсное устройство закачивают в скважину через выполненный в гидроимпульсном устройстве центральный проходной канал химически активную среду, сбрасывают в колонну насосно-компрессорных труб обратный клапан и перекрывают им центральный проходной канал, а во время обработки в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с помощью активной среды производят откачку из скважины закаченной в нее перед этим химически активной среды и обработку пласта производят смесью активной и химически активной сред.

2. Насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая пакер, блокирующую вставку с установленным в ней центральным обратным клапаном, колонну насосно-компрессорных труб, установленные на колонне насосно-компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и каналами подвода активной жидкой и пассивной сред и установленное на колонне труб ниже пакера гидроимпульсное устройство, при этом блокирующая вставка установлена с возможностью замены на депрессионную вставку, а активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем в последней, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб, отличающаяся тем, что гидроимпульсное устройство выполнено в виде струйных насосов, сопла которых одновременно являются выкидными соплами гидроимпульсного устройства, а их каналы подвода пассивной среды сообщены с пространством скважины ниже гидроимпульсного устройства и в последнем выполнен центральный проходной канал, в котором размещен с возможностью установки и извлечения потоком жидкости обратный клапан.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к скважинным установкам для добычи нефти.

Известен способ работы скважинной струйной установки, включающий подачу по колонне насосно-компрессорных труб активной жидкой среды в сопло струйного аппарата, откачку струйным аппаратом из пластовой зоны пассивной среды и подачу смеси сред из скважины на поверхность (см., SU, авторское свидетельство, 1100436, кл. F 04 F 5/02, опубл. 30.06.84).

Из этого же авторского свидетельства известна насосно-эжекторная скважинная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб, и установленный на колонне насосно- компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и каналами подвода активной жидкой и пассивной сред.

Однако в данной установке, работающей по указанному выше способу, недостаточно эффективно используется энергия жидкой активной среды для воздействия на продуктивный пласт в прискважинной зоне, что снижает эффективность работы установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной установки, включающий подачу по колонне насосно- компрессорных труб активной среды в гидроимпульсное устройство, обработку активной средой в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с отводом части среды из скважины на поверхность, установку после окончания обработки прискважинной зоны пакера в скважине с последующей установкой в колонне насосно- компрессорных труб депрессионной вставки и подачей активной среды в активное сопло струйного аппарата и за счет этого откачкой из подпакерной зоны жидкой среды вместе с полученными в результате гидроимпульсной обработки кольматирующими частицами (см. RU, патент, 2107842, кл. F 04 F 5/54, опубл. 27.03.98).

Из этого же патента известна наиболее близкая к изобретению насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая пакер, блокирующую вставку с установленным в ней центральным обратным клапаном, колонну насосно-компрессорных труб, установленные на колонне насосно-компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и каналами подвода активной жидкой и пассивной сред и установленное на колонне труб ниже пакера гидроимпульсное устройство, при этом блокирующая вставка установлена с возможностью замены на депрессионную вставку, а активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем в последней, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб.

Однако данные, указанные выше установка и способ ее работы не позволяют проводить обработку пластов химически активными веществами (кислотами, щелочами, растворителями и т.п.). Это связано с тем, что прокачка агрессивных веществ через гидроимпульсное устройство, обладающее высоким гидравлическим сопротивлением неизбежно приведет либо к его разрушению, либо к повреждению лифтовых труб. Вместе с тем, обработка призабойной зоны пластов химически активными веществами является одним из наиболее эффективных методов интенсификации притока из скважин.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение производительности путем повышения эффективности обработки прискважинной зоны пласта за счет обеспечения возможности введения в струю на выходе из гидроимпульсного устройства химически активных веществ.

В части способа, как объекта изобретения поставленная задача решается за счет того, что в способе работы скважинной струйной установки, включающем подачу по колонне насосно-компрессорных труб активной среды в гидроимпульсное устройство, обработку активной средой в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с отводом части среды из скважины на поверхность, установку после окончания обработки прискважинной зоны пакера в скважине с последующей установкой в колонне насосно-компрессорных труб депрессионной вставки и подачей активной среды в активное сопло струйного аппарата и за счет этого откачкой из подпакерной зоны жидкой среды вместе с полученными в результате гидроимпульсной обработки кольматирующими частицами, причем перед подачей активной среды в гидроимпульсное устройство в скважину закачивают через выполненный в гидроимпульсном устройстве центральный проходной канал химически активную среду, сбрасывают в колонну насосно-компрессорных труб обратный клапан и перекрывают им центральный проходной канал, а во время обработки в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с помощью активной среды производят откачку из скважины закаченной в нее перед этим химически активной среды и обработку пласта производят смесью активной и химически активной сред.

В части устройства, как объекта изобретения, поставленная задача решается за счет того, что насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая пакер, блокирующую вставку с установленным в ней центральным обратным клапаном, колонну насосно-компрессорных труб, установленный на колонне насосно-компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и каналами подвода активной жидкой и пассивной сред и установленное на колонне труб ниже пакера гидроимпульсное устройство, при этом блокирующая вставка установлена с возможностью замены на депрессионную вставку, а активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем в последней, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб, а гидроимпульсное устройство выполнено в виде струйных насосов, сопла которых одновременно являются выкидными соплами гидроимпульсного устройства, каналы подвода пассивной среды струйных насосов сообщены с пространством скважины ниже гидроимпульсного устройства, и в последнем выполнен центральный проходной канал, в котором размещен с возможностью установки и извлечения потоком жидкости обратный клапан.

Как показали проведенные исследования, существенного увеличения производительности скважины можно добиться путем интенсификации обработки прискважинной зоны пласта, что позволяет создать благоприятные условия для притока добываемой жидкой среды, преимущественно нефти. Этого удается добиться путем использования химически активных веществ, в частности, в зависимости от конкретных условий кислот, щелочей и различного рода растворителей. Сочетание гидроимпульсной в кавитационном режиме подачи активной жидкой среды с химической обработкой окружающей устройство породы позволяет разрушить стойкие отложения, создать пористую структуру и удалить кольматирующие частицы из скважины, что в конечном счете обеспечивает устойчивый приток нефти или другой добываемой из скважины среды в зону ее откачки из скважины. Описанная конструкция установки позволяет производить как обработку прискважинной зоны пласта, так и откачку жидкой среды из скважины. При этом не требуется ни подъем колонны труб, ни переустановка какого либо оборудования, что исключает непроизводительный простой скважины. Данные установка и способ ее работы могут быть особенно ценны, когда скважина имеет тенденцию к образованию отложений, препятствующих притоку откачиваемой среды в скважину. В этом случае предоставляется возможность производить периодическую обработку прискважинной зоны пласта и восстанавливать приток без сложной перестройки оборудования с режима добычи в режим обработки прискваженной зоны пласта.

На фиг. 1 представлена схематически насосно-эжекторная скважинная импульсная установка в период закачки в скважину химически активной среды, на фиг. 2 показана насосно-эжекторная скважинная импульсная установка в период гидроимпульсной обработки скважины и на фиг.3 показана насосно-эжекторная скважинная импульсная установка в период откачки среды из скважины.

Насосно-эжекторная скважинная импульсная установка, в которой реализуется описываемый способ работы, содержит колонну 1 насосно-компрессорных труб и установленный на колонне 1 насосно-компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом 2, камерой 3 смешения, диффузором 4 и каналами 5 и 6 подвода соответственно активной жидкости и пассивной среды, пакер 7, гидроимпульсное устройство 8, установленное на колонне 1 труб ниже пакера 7, блокирующую вставку 9 с центральным обратным клапаном, установленную с возможностью замены на депрессивную вставку 10, а активное сопло 2 со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой 9 и открыто для подвода активной среды при установке депрессивной вставки 10, причем последней, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны 1 труб. Гидроимпульсное устройство 8 выполнено в виде струйных насосов, сопла 11 которых одновременно являются выкидными соплами гидроимпульсного устройства 8, а их каналы 12 подвода пассивной среды сообщены с пространством скважины ниже гидроимпульсного устройства 8 при помощи хвостовика 13, а в гидроимпульсном устройстве выполнен центральный проходной канал 14, в котором размещен с возможностью установки и извлечения потоком жидкости обратный клапан 15.

Способ работы скважинной струйной установки реализуется следующим образом.

Сначала (см. фиг.1) по колонне 1 насосно-компрессорных труб в скважину через центральный проходной канал 14 и хвостовик 13 закачивают химически активную (агрессивную) среду. После этого (см. фиг.2) через колонну 1 труб сбрасывают обратный клапан 15 и блокирующую вставку 9. Затем по колонне 1 насосно-компрессорных труб подают под заданным давлением активную жидкую среду (воду, солевой раствор и т.п.). Под рабочим давлением активная среда по колонне 1 труб поступает в гидроимпульсное устройство 8. На этом этапе работы установки блокирующая вставка 9 препятствует поступлению активной среды в канал 5 подвода активной среды и канал 6 подвода пассивной среды. Одновременно с этим под действием давления активной среды закрыт проход активной среды через обратный клапан 15. Пакер 7 не распакован, то есть находится в транспортном состоянии и не препятствует перетеканию среды или сред между подпакерной и надпакерной зонами. В гидроимпульсном устройстве 8 поток активной среды преобразуется в горизонтальный скоростной поток с полостями и кавитационными кавернами, воздействующими на пласт. Схлопывание полостей и каверн в зоне пласта сопровождается звуковыми волнами и сильными гидравлическими ударами с возникновением вибрации, что создает высокую разрушающую силу в пласте и способствует отделению кольматирующих частиц. При выходе из выкидного сопла 11 гидроимпульсной установки струя рабочей жидкости, обладая очень высокой начальной скоростью, создает разрежение, передающееся по каналу 12 в скважину ниже хвостовика 13. Химически активная среда, находящаяся в хвостовике 13 и в скважине, по каналу 12 поступает к выходу сопел 11 струйных насосов гидроимпульсного устройства 8 и, смешиваясь с рабочей жидкостью, подается в зону действия кавитационных процессов, что обеспечивает сочетание максимальной эффективности вибрационной и химической обработки. По окончании обработки пласта производят нагнетание в затрубное пространство колонны 1 труб активной жидкой среды вследствие чего открывается клапан 15 и потоком активной среды блокирующая вставка 9 выносится из колонны 1 труб. Облегчению процесса извлечения вставки 9 помогает то, что она снабжена центральным обратным клапаном, закрывающим проходное сечение вставки 9 при обратной промывке. Вместо нее по колонне 1 труб спускают и устанавливают в установке депрессивную вставку 10, которая перекрывает поперечное пространство колонны 1 труб в зоне между каналами 5 и 6 соответственно подвода активной и пассивной сред. Таким образом, установку переводят в состояние, показанное на фиг. 3.

Затем активную жидкую среду по колонне 1 труб и далее через канал 5 подвода активной среды подают в активное сопло 2 струйного аппарата. Активная среда, истекая из сопла 2, увлекает в камеру 3 смешения из подпакерной зоны пассивную среду (смесь жидкости пласта и кольматирующих частиц). Предварительно, перед подачей активной среды в сопло 2, производят установку пакера, то есть разобщают пространство с внешней стороны колонны 1 труб на подпакерную и надпакерную зоны. Из камеры 3 смешения смесь активной и пассивной сред поступает в диффузор 4 и далее, истекает в надпакерную зону затрубного пространства и выносится на поверхность. При необходимости цикл обработки скважины может быть повторен.