способ обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий отбор нефти и проведение многократных обработок призабойной зоны с созданием депрессии в конце каждого цикла отбора нефти, отличающийся тем, что депрессию создают насосом с корпусом, выполненным в виде соединенных двух цилиндров, верхнего большего диаметра и нижнего меньшего диаметра с клапаном внизу и отверстиями в верхних частях цилиндров, и с плунжером, выполненным также в виде двух соединенных цилиндров, нижнего меньшего диаметра с заглушенным нижним торцем и верхнего большего диаметра с клапанами, с временем срабатывания каждого цилиндра, определяющим интерференцию волн воздействия.

2. Устройство для обработки призабойной зоны скважины, включающее корпус насоса с клапаном и отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, отличающийся тем, что корпус насоса выполнен в виде соединенных двух цилиндров, верхнего большего диаметра и нижнего меньшего диаметра с клапаном внизу и отверстиями в верхних частях цилиндров, плунжер выполнен также в виде двух соединенных цилиндров, нижнего меньшего диаметра с заглушенным нижним торцем и верхнего большего диаметра с клапанами, при этом соединение цилиндров корпуса насоса и/или плунжера выполнено с возможностью взаимного перемещения цилиндров с фиксацией их положения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны скважины.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины, технологическую выдержку, вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции и повторение операций [Патент РФ 2029078, кл. Е 21 В 43/25, опублик. 1995 г.].

Известный способ позволяет очищать призабойную зону от загрязнений, однако в ряде случаев способ не применим вследствие недостаточной эффективности депрессионно-репрессионного воздействия.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки призабойной зоны скважины, включающий отбор нефти и проведение многократных обработок призабойной зоны с созданием депрессии в конце каждого цикла отбора нефти [А.А. Попов. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М., "Недра", 1990 г., с. 108, 109 - прототип].

Известный способ недостаточно эффективен при обработке сильно закольматированных призабойных зон скважин.

В изобретении решается задача повышения эффективности воздействия.

Задача решается тем, что в способе обработки призабойной зоны скважины, включающем отбор нефти и проведение многократных обработок призабойной зоны с созданием депрессии в конце каждого цикла отбора нефти, согласно изобретению, депрессию создают от двух источников с временем срабатывания каждого, определяющим интерференцию волн воздействия.

Известно устройство для обработки призабойной зоны скважины, включающее депрессионную камеру и мембрану [А.А. Попов. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М., "Недра", 1990 г., с. 104, 105].

Недостатком известного устройства является однократность депрессионного воздействия.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для обработки призабойной зоны скважины, включающее корпус насоса с клапаном и отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном [А.А. Попов. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М., "Недра", 1990 г., с. 108, 109 - прототип].

Известное устройство позволяет многократно обрабатывать призабойную зону скважины и отбирать нефть из скважины, однако устройство недостаточно эффективно при обработке сильно закольматированных призабойных зон скважин.

В изобретении решается задача повышения эффективности воздействия.

Задача решается тем, что в устройстве для обработки призабойной зоны скважины, включающем корпус насоса с клапаном и отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, согласно изобретению, корпус насоса выполнен в виде соединенных двух цилиндров, верхнего большего диаметра и нижнего меньшего диаметра с клапаном внизу и отверстиями в верхних частях цилиндров, плунжер выполнен также в виде двух соединенных цилиндров, нижнего меньшего диаметра с заглушенным нижним торцом и верхнего большего диаметра с клапанами, при этом соединение цилиндров корпуса и/или плунжера выполнено с возможностью взаимного перемещения цилиндров с фиксацией их положения.

Признаками объекта изобретения "способ" являются:

1. отбор нефти;

2. проведение многократных обработок призабойной зоны с созданием депрессии в конце каждого цикла отбора нефти;

3. создание депрессии от двух источников;

4. время срабатывания источников, определяющее интерференцию волн воздействия.

Признаки 1, 2 являются общими с прототипом, признаки 3, 4 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Признаками объекта изобретения "устройство" являются:

1. корпус насоса с клапаном и отверстиями в верхней части;

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

3. выполнение корпуса насоса в виде соединенных двух цилиндров, верхнего большего диаметра и нижнего меньшего диаметра с клапаном внизу и отверстиями в верхних частях цилиндров;

4. выполнение плунжера также в виде двух соединенных цилиндров, нижнего меньшего диаметра с заглушенным нижним горцем и верхнего большего диаметра с клапанами;

5. соединение цилиндров корпуса и/или плунжера с возможностью взаимного перемещения цилиндров с фиксацией их положения.

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

Сущность изобретения

При работе добывающей скважины происходит постепенное снижение продуктивности скважины. Для увеличения продуктивности скважины применяют различные виды воздействия, в частности, депрессионное воздействие. Однако эффективность такого воздействия невелика. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности воздействия. Задача решается следующим образом.

При обработке призабойной зоны скважины ведут отбор нефти и проводят многократные обработки призабойной зоны с созданием депрессии в конце каждого цикла отбора нефти. Депрессию создают от двух источников с временем срабатывания, определяющим интерференцию волн воздействия. Интерференция волн депрессии на забое скважины эквивалентна резонансу, который, как известно, приводит к возникновению воздействия больше суммарного воздействия от двух источников.

Для осуществления способа разработано устройство для обработки призабойной зоны скважины, представленное на чертеже (А и Б).

Устройство включает корпус насоса, выполненный в виде соединенных двух цилиндров: верхнего цилиндра 1 большего диаметра и нижнего цилиндра 2 меньшего диаметра с клапаном 3 внизу и отверстием 4 в верхней части верхнего цилиндра 1 и отверстием 5 в верхней части нижнего цилиндра 2. Цилиндры корпуса насоса соединены посредством муфты 6. В корпусе насоса установлен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер, выполненный также в виде соединенных двух цилиндров: верхнего цилиндра 7 большего диаметра и нижнего цилиндра 8 меньшего диаметра. Верхний цилиндр 7 снабжен клапаном 9 внизу и клапаном 10 вверху верхнего цилиндра. Нижний торец нижнего цилиндра 8 заглушен. Цилиндры плунжера соединены посредством переводника 11. Верхний цилиндр 1 корпуса насоса соединен с колонной насосно-компрессорных труб 12, верхний цилиндр 7 плунжера соединен с колонной штанг 13. Устройство размещено на забое скважины 14. Верхний цилиндр 7 плунжера размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в верхнем цилиндре 1 корпуса насоса, нижний цилиндр 8 плунжера размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в нижнем цилиндре 2 корпуса насоса.

Устройство работает следующим образом.

При ходе колонны штанг 13 вниз (см. чертеж - А) открываются клапаны плунжера 9 и 10 и клапан 3 насоса. Скважинная жидкость поступает в плунжер, т. е. внутрь верхнего цилиндра 7 большего диаметра. В нижней точке нижний цилиндр 8 минимально приближается к клапану 3. Отверстия 4 и 5 корпуса насоса перекрыты нижним цилиндром 8 и верхним цилиндром 7 плунжера.

При ходе колонны штанг 13 вверх (см. чертеж - Б) закрываются клапаны плунжера 9 и 10 и клапан 3 насоса. Под нижним цилиндром 8 и верхним цилиндром 7 создается разрежение. При проходе нижнего цилиндра 8 и верхнего цилиндра 7 выше отверстий 4 и 5 корпуса насоса (см. чертеж - А) происходит сообщение двух полостей под нижним цилиндром 8 и верхним цилиндром 7 со скважиной 14 и резкое поступление скважинной жидкости в две полости. На забое скважины 14 создается депрессия от двух источников. Одновременно скважинная жидкость направляется по колонне насосно-компрессорных труб 12 вверх. Время срабатывания, определяющее интерференцию волн воздействия, устанавливается взаимным расположением нижнего и верхнего цилиндров плунжера и/или насоса. Взаимное расположение цилиндров регулируется вращением муфты 6 и/или цилиндров 1 и 2. Фиксация положения цилиндров обусловлена посадкой муфты 6 на цилиндры и цилиндров на муфты. Посадка препятствует самопроизвольному отвороту муфт и цилиндров.

Пример конкретного выполнения.

Проводят обработку призабойной зоны скважины глубиной 1200 м. На забой спускают устройство, выполненное в соответствии с чертежом. Устройство включает корпус насоса, выполненный в виде соединенных двух цилиндров: верхнего цилиндра 1 диаметром 56 мм и нижнего цилиндра 2 диаметром 43 мм с клапаном 3 внизу и отверстиями 4 и 5 диаметром 20 мм в верхних частях цилиндров. Расстояние от низа нижнего цилиндра до центров отверстий 5 в этом цилиндре составляет 1,5 м, расстояние от низа верхнего цилиндра до центров отверстий 4 в этом цилиндре составляет 2,0 м. Длина верхнего цилиндра 1 составляет 3490 мм, длина нижнего цилиндра 2 составляет 3255 мм. Цилиндры корпуса насоса соединены посредством муфты 6. В корпусе насоса установлен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер, выполненный также в виде соединенных двух цилиндров: верхнего цилиндра 7 диаметром 56 мм и нижнего цилиндра 8 диаметром 43 мм с клапанами 9 внизу и клапаном 10 вверху верхнего цилиндра. Длина верхнего цилиндра 7 составляет 3300 мм, нижнего цилиндра 8 составляет 1600 мм. Цилиндры плунжера соединены посредством переводника 11. Верхний цилиндр 1 корпуса насоса соединен с колонной насосно-компрессорных труб 12, верхний цилиндр 7 плунжера соединен с колонной штанг 13. Колонна штанг 13 соединена со станком-качалкой, производящим 4 качания в мин.

В результате работы устройства производят отбор нефти и проведение многократных обработок призабойной зоны с созданием депрессии-репрессии в конце каждого цикла отбора нефти, т. е. в конце каждого хода вверх плунжера. Воздействие создают от двух источников. С помощью вращения муфты подбирают время срабатывания источников депрессионно-репрессионного воздействия, отличающееся одно от другого на 1,2 сек. Как показывают определения величины репрессии на забое, такое отличие по времени срабатывания приводит к 1,5-3,0-кратному увеличению величины репрессии с 5-10 МПа по прототипу до 25 МПа по предлагаемому способу, что доказывает наличие интерференции волн воздействия.

До начала добычи и обработки производительность скважины была нулевой и применением способа и устройства по прототипу не удавалось вызвать приток. Через 2 суток воздействия по предлагаемому способу и устройству дебит скважины составил 9 т нефти в сутки. В последующем не происходит увеличения производительности скважины, что свидетельствует о полноте очистки призабойной зоны.

Применение предложенного способа позволит повысить эффективность очистки призабойной зоны скважины.