способ добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающий создание на забое скважины депрессионного воздействия и одновременную добычу нефти при каждом качании станка качалки, отличающийся тем, что при размещении на забое скважины насос устанавливают с упором на забой, пластовые флюиды фильтруют на входе в насос, поступившие в насос загрязнения накапливают в шламонакопителе, извлекают оборудование из скважины, очищают от загрязнений, опускают в скважину на глубину, обеспечивающую сохранение давления не ниже давления насыщения, и возобновляют работу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед извлечением оборудования из скважины отбирают скважинную жидкость и снижают уровень до интервала перфорации, останавливают добычу и обработку призабойной зоны, задавливают в призабойную зону растворитель асфальтосмолопарафиновых отложений, проводят технологическую выдержку, возобновляют добычу и обработку призабойной зоны и вновь доводят уровень жидкости в скважине до интервала перфорации.

3. Устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающее заглушенный в нижней торцовой части цилиндрический корпус насоса с входным отверстием в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, отличающееся тем, что входное отверстие снабжено фильтром, корпус насоса в нижней части снабжен шламонакопителем, а длина части насоса под входным отверстием выполнена большей, чем длина плунжера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при добыче нефти и обработке призабойной зоны нефтедобывающей скважины.

Известен способ декольматации трещиновато-кавернозного пласта, включающий создание на забое скважины депрессионного воздействия и последующей добычи нефти (1).

Известный способ не позволяет одновременно обрабатывать призабойную зону скважины имплозийным воздействием и отбирать нефть из скважины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающий создание на забое скважины депрессионного воздействия и одновременно добычу нефти при каждом качании станка качалки (2).

Известный способ позволяет одновременно обрабатывать призабойную зону скважины депрессионным воздействием и отбирать нефть из скважины. Однако способ практически не работоспособен в скважине с большим выносом загрязнений из призабойной зоны вследствие быстрого заполнения корпуса насоса загрязнениями. Кроме того, в скважине с низким дебитом применение способа приводит к быстрому снижению уровня в скважине, снижению давления газа в насос и прекращению его работы.

В изобретении решается задача повышения работоспособности способа.

Задача решается тем, что в способе добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающем создание на забое скважины депрессионного воздействия и одновременную добычу нефти при каждом качании станка качалки, согласно изобретению, при размещении на забое скважины насос устанавливают с упором на забой, пластовые флюиды фильтруют на входе в насос, поступившие в насос загрязнения накапливают в шламонакопителе, извлекают оборудование из скважины, очищают от загрязнений, опускают в скважину на глубину, обеспечивающую сохранение давления в скважине не ниже давления насыщения, и возобновляют работу. Перед извлечением оборудования из скважины отбирают скважинную жидкость до снижения уровня до интервала перфорации, останавливают добычу и обработку призабойной зоны, задавливают в призабойную зону растворитель асфальтосмолопарафиновых отложений, проводят технологическую выдержку, возобновляют добычу и обработку призабойной зоны и вновь доводят уровень жидкости в скважине до интервала перфорации.

Известно устройство для обработки призабойной зоны скважины, включающее корпус с депрессионной камерой, мембрану и ниппель (3).

Недостатком известного устройства является обязательное его извлечение из скважины для добычи нефти.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающее заглушенный в нижней торцовой части цилиндрический корпус насоса с отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном (2).

Известное устройство позволяет одновременно обрабатывать призабойную зону скважины и отбирать нефть из скважины. Однако при очистке призабойной зоны скважины за счет импульсов депрессии продукты очистки попадают в устройство, заполняют и вызывают необходимость его остановки.

В изобретении решается задача повышения работоспособности устройства.

Задача решается тем, что в устройстве для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающем заглушенный в нижней торцовой части цилиндрический корпус насоса с входным отверстием в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, согласно изобретению, входное отверстие снабжено фильтром, корпус насоса в нижней части снабжен шламонакопителем, а длина части насоса под входным отверстием выполнена большей, чем длина плунжера.

Признаками объекта изобретения "способ" являются:

1) создание на забое скважины депрессионного воздействия и одновременную добычу нефти при каждом качании станка качалки;

2) при размещении на забое скважины установка насоса с упором на забой;

3) фильтрация пластовых флюидов на входе в насос;

4) накапливание поступивших в насос загрязнений накапливают в шламонакопителе;

5) отбор скважинной жидкости до снижения уровня до интервала перфорации;

6) остановка добычи и обработки призабойной зоны;

7) задавка в призабойную зону растворителя асфальтосмолопарафиновых отложений;

8) проведение технологической выдержки;

9) возобновление добычи и обработки призабойной зоны;

10) вновь доведение уровня жидкости в скважине до интервала перфорации;

11) извлечение оборудования из скважины;

12) очистка от загрязнений;

13) опускание оборудования в скважину на глубину, обеспечивающую сохранение давления в скважине не ниже давления насыщения;

14) запуск в эксплуатацию.

Признак 1 является общим с прототипом, признаки 2-4 и 11-14 являются существенными отличительными признаками изобретения, признаки 5-10 являются частными признаками изобретения.

Признаки объекта изобретения "устройство" являются:

1) заглушенный в нижней торцовой части цилиндрический корпус насоса с входным отверстием в верхней части;

2) установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном;

3) входное отверстие снабжено фильтром;

4) корпус насоса в нижней части снабжен шламонакопителем;

5) длина части насоса под входным отверстием выполнена большей, чем длина плунжера.

Признаки 1-2 являются общими с прототипом, признаки 3-5 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При работе нефтедобывающей скважины происходит постепенное снижение продуктивности. Применяемые для интенсификации работы скважины способы и устройства депрессионного действия вызывают мгновенные разрежения на забое скважины, способствуют выносу в скважину загрязнений, очистке призабойной зоны и увеличению дебита скважины. Однако в скважинах с большим выносом загрязнений из призабойной зоны вследствие быстрого выполнения корпуса насоса приходится останавливать добычу и обработку призабойной зоны, извлекать оборудование из скважины и очищать его. В скважинах с низким дебитом применение способа приводит к быстрому снижению уровня жидкости в скважине, снижению давления ниже давления насыщения нефти газом, разгазированию нефти, поступлению газа в насос и прекращению его работы. Т.е. работоспособность способа и устройства невысока.

В предложенном техническом решении решается задача повышения работоспособности за счет увеличения продолжительности работы оборудования на забое из-за снижения количества загрязнений, поступающих в насос, сбора поступивших загрязнений в шламонакопителе, а после воздействия на забое скважины за счет размещения насоса на глубине, обеспечивающей сохранение давления в скважине не ниже давления насыщения.

На фиг. 1 представлено устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающее корпус насоса 1 с входным отверстием 2 в верхней части, фильтр 3, шламонакопитель 4 и заглушку 5 в нижней части, плунжер 6 с клапаном 7. Часть насоса 8 под входным отверстием 2 имеет большую длину, чем плунжер 6. Корпус насоса 1 соединен с колонной насосно-компрессорных труб 9, плунжер 6 соединен с колонной штанг 10.

Устройство работает следующим образом.

Устройство размещают на забое нефтедобывающей скважины (на фиг. не показана). При ходе колонны штанг 10 и связанного с ней плунжера 6 вниз открывается клапан 7, перекрывается входное отверстие 2 корпуса насоса 1 и нефть набирается в пространство над плунжером 6. Заглушка 5 не дает выдавливаться нефти из корпуса насоса 1.

При ходе колонны штанг 10 и связанного с ней плунжера 6 вверх закрывается клапан 7 и нефть подается в колонну насосно-компрессорных труб 9. Входное отверстие 2 перекрыто плунжером 6, поступления нефти под плунжер 6 не происходит. В корпусе насоса 1 под плунжером 6 происходит разрежение. При открытии входного отверстия 2 нефть устремляется из призабойной зоны скважины в корпус 1. В призабойной зоне создается разряжение и вынос загрязнений из призабойной зоны в скважину.

При размещении на забое скважины насос устанавливают с упором на забой. Для этого в нижней части насоса 1 устанавливают шламонакопитель 4, который и упирают в дно скважины. Шламонакопитель 4 представляет собой трубу, заглушенную снизу, и навернутую снизу на корпус насоса 1. Пластовые флюиды фильтруют на входе в насос 1, а поступившие в насос 1 загрязнения накапливают в шламонакопителе 4. Тем самым продлевают период работы оборудования на забое и степень очистки призабойной зоны скважины. После этого извлекают оборудование из скважины. При подъеме оборудования плунжер 4 опускают в нижнюю часть насоса 1. За счет длины части насоса 8 под входным отверстием 2 большей, чем длина плунжера 6, плунжер 6 располагается в насосе 1 в нижней части и открывает входное отверстие 2, через которое происходит слив жидкости из колонны насосно-компрессорных труб 9 и улучшение условий подъема оборудования. На поверхности оборудование очищают от загрязнений и опускают в скважину на глубину, при котором статическое давление в скважине оказывает давление на забое не ниже давления насыщения, и возобновляют работу.

При работе в малодебитной скважине уровень жидкости опускают до входного отверстия 2 в насос 1 и поддерживают на этом уровне, не снижая. При этом исключается опасность снижения уровня и снижения давления на забой скважины до давления ниже давления насыщения. Насос 1 работает в этом случае с частичным заполнением и с ослабленным эффектом депрессионного воздействия. За счет этого снижаются нагрузки на колонну насосно-компрессорных труб и станок-качалку.

Одновременно регулируют производительность работы станка-качалки под работу насоса 1. При необходимости вновь очистить призабойную зону спускают оборудование и устанавливают его с упором на забой и повторяют операции.

Если в призабойной зоне скопилось большое количество асфальтосмолопарафиновых отложений, то после установки оборудования с упором на забой отбирают скважинную жидкость до снижения уровня до интервала перфорации. В этом случае затрубное пространство скважины не заполнено жидкостью.

Останавливают добычу и обработку призабойной зоны. Исключают переток жидкости через насос 1 из колонны насосно-компрессорных труб 9 в затрубное пространство размещением плунжера 6 в насосе 1 на высоте, перекрывающей входное отверстие 2 в насос 1. Заполняют затрубное пространство растворителем асфальтосмолопарафиновых отложений и задавливают его в призабойную зону нефтью. Проводят технологическую выдержку для растворения асфальтосмолопарафиновых отложений в призабойной зоне и возобновляют добычу и обработку призабойной зоны. Вновь доводят уровень жидкости в скважине до интервала перфорации. После этого извлекают оборудование из скважины, очищают от загрязнений и опускают в скважину на глубину, обеспечивающую сохранение давления в скважине не ниже давления насыщения, и возобновляют работу.

Примеры конкретного выполнения способа

Пример 1. Добывают нефть и обрабатывают призабойную зону добывающей скважины глубиной 1700 м. Создают на забое скважины депрессионное воздействие и одновременную добычу нефти при каждом качании станка-качалки. На забое скважины устанавливают насос 1 упором на забой. Посредством фильтра 3 пластовые флюиды фильтруют на входе в насос 1. Поступившие в насос 1 загрязнения накапливают в шламонакопителе 4. Извлекают оборудование из скважины, очищают от загрязнений, опускают в скважину на глубину 1000 м, обеспечивающую сохранение давления не ниже давления насыщения, и возобновляют работу.

Пример 2. Выполняют как пример 1. Перед извлечением оборудования из скважины отбирают скважинную жидкость до снижения уровня до интервала перфорации, останавливают добычу и обработку призабойной зоны, задавливают в призабойную зону растворитель асфальтосмолопарафиновых отложений - дистиллят, проводят технологическую выдержку в течение 3 сут, возобновляют добычу и обработку призабойной зоны и вновь доводят уровень жидкости в скважине до интервала перфорации.

Применение предложенного технического решения позволит эффективно эксплуатировать насосное оборудование при динамическом уровне на приеме насоса. Отпадает необходимость давления на приеме насоса, следовательно, укорачивается подвеска на 200 - 300 м, уменьшаются энергетические расходы. Создается возможность вывести из бездействия фонд скважин с минимальным дебитом, ранее простаивавший годами. Увеличивается межочистительный период оборудования. Используется энергия газа на подъем жидкости и, следовательно, уменьшаются энергетические затраты. Уменьшается охлаждение насосно-компрессорных труб при сепарации газа и вследствие этого уменьшается выпадение асфальтосмолопарафиновых отложений. Насос не блокируется газом и разрежение под плунжером достаточно для его работы.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 1696632, кл. E 21 B 43/25, опубл. 1991 г.

2. А. А. Попов. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М., "Недра", 1990 г., с. 106 - 109 - прототип.

3. А. А. Попов. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М., "Недра", 1990 г., с. 104.