способ освоения нефтяной скважины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ освоения нефтяной скважины, включающий откачивание жидкости из скважины через колонну насосно-компрессорных труб, в нижней части которой установлен насос, путем возвратно-поступательного перемещения сваба в колонне насосно-компрессорных труб до получения притока нефти из пласта, отличающийся тем, что жидкость транспортируют из скважины в колонну насосно-компрессорных труб при подъеме сваба и обратно при спуске сваба через струйный насос, установленный в нижней части колонны насосно-компрессорных труб и отделяющий затрубное пространство от скважинного пространства, и создают переменное давление на пласт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что возвратно-поступательное перемещение сваба выполняют на фиксированное расстояние на разных глубинах, назначаемых из условия оптимизации способа.

3. Устройство для освоения нефтяной скважины, содержащее сваб, кабель для опускания сваба в колонну насосно-компрессорных труб, на нижнем конце которой установлен насос, отличающееся тем, что на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб установлен струйный насос, отделяющий затрубное пространство от скважинного пространства, с каналами, сужающимися в сторону колонны насосно-компрессорных труб и расположенными под углом к оси колонны насосно-компрессорных труб, а в верхней части колонны насосно-компрессорных труб выполнены отверстия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, а конкретно - к технологии освоения нефтяных скважин свабированием.

Известны различные способы освоения нефтяных скважин, заключающиеся в воздействии на нефтяной пласт соответствующими устройствами с целью вызова притока нефти (флюида) (Г.Л.Чазов, В.И.Азаматов и др. Термохимическое воздействие на малодебитные и сложные скважины. М., Недра, 1986; Инструкция по разрыву пластов давлением пороховых газов. М., Недра, 1990; В.Н.Моисеев. Применение геофизических методов в процессе эксплуатации скважин. М., Недра, 1990).

Недостатками известных способов освоения нефтяных скважин и устройств для их осуществления являются:

- кратковременность и зачастую импульсность воздействия на пласт, что ведет к уменьшению отдачи пласта после освоения, т.е. в процессе добычи;

- малая глубина зоны воздействия на пласт, что также приводит к уменьшению отдачи пласта вскоре после начала добычи нефти;

- недостаточное использование энергии пласта, в результате чего силовое воздействие на пласт прекращается сразу после его окончания.

Эти недостатки частично устранены в других известных способе освоения нефтяных скважин и устройстве для его осуществления, принятых за прототип.

Известный способ освоения включает откачивание жидкости из скважины через колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) путем возвратно-поступательного перемещения сваба (устройства для осуществления способа) в колонне НКТ (К. И.Джафаров. Поршневое тартание. //Нефтяное хозяйство, 1995, 5-6, с. 91-93). В этом случае в процессе удаления жидкости из скважины гидростатическое давление столба жидкости снижается, в том числе и в зоне пласта, в результате чего появляется возможность использовать давление пласта для увеличения притока нефти.

Недостатком прототипа является то, что при постоянной депрессии, имеющей место в процессе свабирования, происходит засорение фильтра и призабойной зоны пласта (ПЗП) мелкими частицами, дрейфующими вместе с поступающим из пласта в скважину флюидом. Вследствие этого снижаются объем добычи нефти и производительность освоения скважины.

Задачей изобретения является создание способа и устройства для освоения нефтяной скважины, обеспечивающих повышение производительности освоения скважины.

Техническим результатом от использования предлагаемой группы изобретений является чередование в скважине режимов депрессии-репрессии при каждом ходе сваба и, как следствие, осуществление постоянной промывки фильтра и ПЗП.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе освоения нефтяных скважин, включающем откачивание жидкости из скважины через колонну НКТ путем возвратно-поступательного перемещения сваба в колонне НКТ до получения притока нефти из пласта, согласно изобретению жидкость транспортируют из скважины в колонну НКТ при подъеме сваба и обратно при спуске сваба через струйный насос, установленный в нижней части колонны НКТ, и создают переменное давление на пласт, возвратно-поступательное перемещение сваба выполняют на строго фиксированное расстояние на разных глубинах, назначаемых из условия оптимизации способа.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для осуществления способа освоения нефтяных скважин, содержащем сваб, спускаемый на кабеле в колонну НКТ, согласно изобретению на нижнем конце колонны НКТ установлен струйный насос с каналами, сужающимися в сторону колонны НКТ и расположенными под углом к оси колонны НКТ, а в верхней части колонны НКТ выполнены отверстия.

Установка струйного насоса в нижней части НКТ делит скважину на две части: скважинную полость (под струйным насосом и под колонной НКТ) и затрубное пространство (над струйным насосом и вдоль колонны НКТ). Это позволяет уменьшить гидростатическое давление в зоне пласта на величину гидростатического давления жидкости, находящейся в затрубном пространстве, и тем самым способствовать активизации энергии пласта. В совокупности с транспортировкой жидкости из скважины в колонну НКТ и обратно через струйный насос это обеспечивает периодический перепад давления на пласт (режим депрессии-репрессии) следующим образом:

- во время подъема сваба жидкость из затрубного пространства устремляется за свабом через каналы струйного насоса с большой скоростью, которая обеспечивается сужением каналов и их расположением под углом к оси колонны НКТ. При этом под свабом и ниже выходящих из каналов струй жидкости образуются зоны пониженного давления. В этих условиях гидростатическое давление в зоне пласта становится меньше на величину гидростатического давления столба жидкости в трубном пространстве (под свабом и над свабом). Величина депрессии в скважинной полости нарастает тем больше, чем выше поднимается сваб. Режим депрессии вызывает приток флюида из пласта через перфорационные каналы в скважину;

- при спуске сваба ввиду сопротивления перетока жидкости через узкие каналы струйного насоса в затрубное пространство давление столба жидкости под свабом и над свабом передается практически полностью на скважинную полость. В этих условиях гидростатическое давление в зоне пласта повышается до величины гидростатического давления всего столба жидкости от устья до пласта. Повышенное давление (режим репрессии) прекращает приток флюида из пласта и задавливает скважинную жидкость через перфорационные каналы в пласт, осуществляя промывку фильтра и ПЗП и повышая его пропускную способность.

Далее, выполнение отверстий в верхней части колонны НКТ создает кольцевое движение скважинной жидкости из затрубного пространства в трубное и обратно. Это, во-первых, устраняет необходимость вычерпывания жидкости для снижения ее уровня с целью создания режима депрессии на пласт при подъеме сваба, а во-вторых, снижает усилия подъема сваба, что в итоге повышает производительность освоения скважины.

Фронтальный разрез предложенного устройства для осуществления способа освоения нефтяных скважин представлен на чертеже.

Устройство содержит сваб 1, закрепленный на кабеле 2 и размещенный в колонне НКТ 3. На нижнем конце колонны НКТ 3 установлен струйный насос 4 с каналами 5, которые сужаются в сторону НКТ 3 и располагаются под углом к оси колонны НКТ 3. В верхней части колонны НКТ 3 выполнены отверстия 6. Струйный насос 4 делит скважину на скважинное пространство 7 и затрубное пространство 8. Отверстия 6 и каналы 5 сообщают затрубное пространство 8 с трубным пространством 9.

С помощью предложенного устройства способ освоения нефтяных скважин осуществляют следующим образом.

Жидкость из скважины удаляют возвратно-поступательными движениями сваба 1 в колонне НКТ 3.

При подъеме сваба 1 вслед за ним в трубное пространство 9 устремляется жидкость из затрубного пространства 8, проходящая через каналы 5 струйного насоса 4, которые придают струям жидкости большую скорость, а также жидкость из скважинного пространства 7, захватываемая струями жидкости. В результате уменьшается давление в скважинном пространстве 7, а следовательно, и в зоне пласта, что вызывает приток флюида из пласта в скважину.

Объем жидкости, забираемой свабом из затрубного пространства 8, уменьшается на величину притока флюида. Следовательно, объем выталкиваемой свабом 1 жидкости превышает объем забираемой из затрубного пространства 8 жидкости. Жидкость из трубного пространства 9 над свабом 1 частично перетекает через отверстия 6 в затрубное пространства 8, основная часть жидкости выталкивается свабом 1 на поверхность в сборник флюида. Приток флюида из пласта засоряет твердыми частицами фильтр и ПЗП. Чтобы осуществить их промывку, при спуске сваба создают режим репрессии на пласт.

Спуск сваба 1 происходит со скоростью, значительно меньшей, чем подъем, вследствие того, что подъем осуществляется лебедкой, а спуск - под собственным весом сваба. Перетекание жидкости из трубного пространства 9 под свабом 1 в затрубное пространство 8 через каналы 5 струйного насоса 4 затруднено по причине узости каналов 5. В итоге создаются условия для воздействия на пласт давления всего гидростатического столба жидкости от устья до пласта. В этом режиме повышенного давления жидкость из скважинного пространства 7 задавливается в пласт, осуществляя промывку фильтра и ПЗП.

При следующем ходе сваба 1 вверх в зоне пласта вновь создается режим депрессии, и приток флюида происходит через очищенные фильтр и ПЗП.

Подъем и спуск сваба выполняют на строго фиксированное расстояние на разных глубинах, которые назначаются из условия оптимизации процесса освоения скважины.