способ работы скважинной струйной установки при гидродинамических исследованиях скважин

Формула изобретения

Способ работы скважинной струйной установки при гидродинамических исследованиях скважин, заключающийся в том, что монтируют снизу вверх входную воронку с хвостовиком, пакер и струйный насос, в корпусе которого выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, спускают эту сборку на колонне труб в скважину, при этом входную воронку располагают не ниже кровли продуктивного пласта, далее проводят распакеровку пакера и затем спускают в скважину через проходной канал корпуса струйного насоса на каротажном кабеле излучатель и приемник-преобразователь физических полей вместе с герметизирующим узлом, который размещают на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей и устанавливают на посадочное место в проходном канале корпуса струйного насоса с обеспечением возможности возвратно-поступательного движения каротажного кабеля или проволоки через герметизирующий узел, в процессе спуска проводят фоновые замеры температурных и других физических полей вдоль ствола скважины от воронки до забоя скважины, далее размещают излучатель и приемник-преобразователь физических полей над кровлей продуктивного пласта и путем подачи под напором жидкой среды в активное сопло струйного насоса проводят дренирование пласта с поэтапным созданием не менее трех последовательно возрастающих по глубине значений депрессии на пласт, регистрируя при каждом из них забойные давления, состав и физические параметры флюида, поступающего из продуктивного пласта, а также дебит скважины, далее производят воздействие физическими полями на продуктивный пласт в режиме одновременного воздействия на него по меньшей мере одной из трех величин депрессии или мгновенными циклическими депрессиями-репрессиями, создаваемыми с помощью струйного насоса путем мгновенной подачи в сопло рабочей жидкости и мгновенного прекращения ее подачи, проводя таким образом очистку прискважинной зоны продуктивного пласта от кольматирующих его частиц, фильтрата бурового и цементного растворов, далее проводят запись профиля притока пластового флюида при фиксированной депрессии на пласт, потом прекращают подачу жидкой среды в струйный насос, извлекают из скважины излучатель и приемник-преобразователь физических полей вместе с каротажным кабелем или проволокой и герметизирующим узлом, далее спускают в скважину по колонне труб и устанавливают на посадочное место вставку для регистрации кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве с пробоотборником, автономным манометром или датчиком давления, связанным с регистрирующим устройством на поверхности с помощью каротажного кабеля, создают в подпакерном пространстве заданную величину депрессии на продуктивный пласт, поддерживают эту величину депрессии заданное время, проводят замер объема поступившего из продуктивного пласта за это время пластового флюида, затем резко прекращают подачу рабочей жидкости в сопло струйного насоса и регистрируют кривую восстановления пластового давления в подпакерной зоне, после чего создают более глубокую депрессию на продуктивный пласт, поддерживают эту величину депрессии заданное время, проводят замер объема поступившего из продуктивного пласта за это время пластового флюида, затем резко прекращают подачу рабочей жидкости в сопло струйного насоса и регистрируют кривую восстановления пластового давления в подпакерной зоне, причем количество таких замеров кривых восстановления пластового давления должно быть не менее 2, затем производят подъем на поверхность вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления, спускают в скважину по колонне труб излучатель и приемник-преобразователь физических полей с установкой на посадочное место в проходном канале герметизирующего узла и производят запись дебитов и физических параметров пластового флюида при не менее трех значениях депрессии на продуктивный пласт, а также запись профиля притока пластового флюида при заданных значениях депрессии, а затем извлекают из скважины на поверхность излучатель и приемник-преобразователь физических полей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин.

Известен способ работы струйной скважинной установки, включающий подачу по колонне насосно-компресссрных труб активной жидкой среды в сопло струйного аппарата, увлечение ею пассивной среды и смешение с ней с подачей смеси сред из скважины на поверхность (см. RU 2059891 С1, F 04 F 5/02, 10.05.1996).

Данный способ работы скважинной струйной установки позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например, нефти с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоны пласта, однако в данном способе не предусмотрена возможность селективного воздействия на прискважинную зону пласта, что в ряде случаев сужает область использования данного способа работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной установки, включающий установку в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйного насоса, размещенного в корпусе с выполненным в последнем проходным каналом, подачу по колонне труб в сопло струйного насоса рабочей среды и создание за счет этого в подпакерной зоне регулируемого давления с возможностью проведения дренирования пласта и других регламентных работ (см. патент RU 2176336 С1, кл.F 04 F 05/02, 27.11.2001).

Данный способ работы скважинной струйной установки позволяет проводить в скважине ниже уровня установки струйного насоса обработку пласта, в том числе с созданием перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данный способ работы не позволяет в полной мере использовать возможности скважинной струйной установки, что связано с ограниченным набором операций по обработке пласта, преимущественно с использованием химически активных жидких сред и отсутствием оптимальной последовательности действий по исследованию состояния продуктивного пласта.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение качества исследования продуктивного пласта и, за счет этого, получение более объективной картины его состояния и выработки продуманной последовательности действий по восстановлению проницаемости прискважинной зоны продуктивного пласта.

Указанная задача решается за счет того, что способ работы скважинной струйной установки при гидродинамических исследованиях скважин заключается в том, что монтируют снизу вверх входную воронку с хвостовиком, пакер и струйный насос, в корпусе которого выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, спускают эту сборку на колонне труб в скважину, при этом входную воронку располагают не ниже кровли продуктивного пласта, далее проводят распакеровку пакера и затем спускают в скважину через проходной канал корпуса струйного насоса на каротажном кабеле излучатель и приемник-преобразователь физических полей вместе с герметизирующим узлом, который размещают на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей и устанавливают на посадочное место в проходном канале корпуса струйного насоса с обеспечением возможности возвратно-поступательного движения каротажного кабеля или проволоки через герметизирующий узел, в процессе спуска проводят фоновые замеры температурных и других физических полей вдоль ствола скважины от воронки до забоя скважины, далее размешают излучатель и приемник-преобразователь физических полей над кровлей продуктивного пласта и путем подачи под напором жидкой среды в активное сопло струйного насоса проводят дренирование пласта с поэтапным созданием не менее трех последовательно возрастающих по глубине значений депрессии на пласт, регистрируя при каждом из них забойные давления, состав и физические параметры флюида, поступающего из продуктивного пласта, а также дебит скважины, далее производят воздействие физическими полями на продуктивный пласт в режиме одновременного воздействия на него по меньшей мере одной из трех величин депрессии или мгновенными циклическими депрессиями - репрессиями, создаваемыми с помощью струйного насоса путем мгновенной подачи в сопло рабочей жидкости и мгновенного прекращения ее подачи, проводя таким образом очистку прискважинной зоны продуктивного пласта от кольматирующих его частиц, фильтрата бурового и цементного растворов, далее проводят запись профиля притока пластового флюида при фиксированной величине депрессии на пласт, потом прекращают подачу жидкой среды в струйный насос, извлекают из скважины излучатель и приемник-преобразователь физических полей вместе с каротажным кабелем или проволокой и герметизирующим узлом, далее спускают в скважину по колонне труб и устанавливают на посадочное место вставку для регистрации кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве с пробоотборником, автономным манометром или датчиком давления, связанным с регистрирующим устройством на поверхности с помощью каротажного кабеля, создают в подпакерном пространстве заданную величину депрессии на продуктивный пласт, поддерживают эту величину депрессии заданное время, проводят замер объема поступившего из продуктивного пласта за это время пластового флюида, затем резко прекращают подачу рабочей жидкости в сопло струйного насоса и регистрируют кривую восстановления пластового давления в подпакерной зоне, после чего создают более глубокую депрессию на продуктивный пласт, поддерживают эту величину депрессии заданное время, проводят замер объема поступившего из продуктивного пласта за это время пластового флюида, затем резко прекращают подачу рабочей жидкости в сопло струйного насоса и регистрируют кривую восстановления пластового давления в подпакерной зоне, причем количество таких замеров кривых восстановления пластового давления должно быть не менее двух, затем производят подъем на поверхность вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления, спускают в скважину по колонне труб излучатель и приемник-преобразователь физических полей с установкой на посадочное место в проходном канале герметизирующего узла и производят запись дебитов и физических параметров пластового флюида при не менее трех значениях депрессии на продуктивный пласт, а также запись профиля притока пластового флюида при заданных значениях депрессии, а затем извлекают из скважины на поверхность излучатель и приемник-преобразователь физических полей.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность и эффективность проводимых гидродинамических исследований можно повысить путем оптимизации последовательности действий при проведении указанных выше исследований продуктивного пласта с использованием комбинированного воздействия на пласт физическими полями и созданием различной величины депрессии на пласт.

Было выявлено, что указанная выше последовательность действий позволяет наиболее эффективно использовать скважинную струйную установку в сочетании с излучателем и приемником преобразователем физических полей, что в конечном итоге позволяет интенсифицировать приток нефти из продуктивного пласта. Путем исследования пласта как перед проведением, так и в ходе проведения гидродинамического воздействия на пласт представляется возможность вначале оценить реальное техническое состояние скважины, свойства флюида, который добывают из скважины, состояние прискважинной зоны продуктивного пласта и выбрать режим работы струйной установки в сочетании с воздействием на продуктивный пласт физическими, например температурными, электромагнитными, ультразвуковыми и другими полями. В ходе проведения работ представляется возможность оценить результативность проводимого исследования продуктивного пласта и выбрать наиболее эффективный режим продолжения исследования скважины. Знакопеременное гидродинамическое воздействие на пласт в сочетании с воздействием на пласт физическими полями позволяет увеличить достоверность получаемой информации о потенциальной продуктивности пласта. При созданной депрессии струйный насос своевременно удаляет из продуктивного пласта засоряющие его кольматирующие частицы, которые с высокой скоростью выносятся на поверхность. Использование приемника-преобразователя физических полей и функциональных вставок, включающих автономные приборы, которые могут быть установлены под функциональными вставками, позволяет проводить исследование поступающей из скважины среды и физических параметров пласта. Одновременно предоставляется возможность визуально контролировать величину депрессии, получая информацию с указанных выше автономных приборов и приборов, которые установлены на каротажном кабеле, о величине текущего гидростатического давления. Было выявлено, что существенными для эффективного воздействия на пласт являются скачкообразный переход от депрессии на пласт к репрессии с циклическим повторением этой операции и оптимизация ступенчатого режима создания депрессии на пласт. Также было выявлено минимальное количество указанных циклов гидродинамического воздействия на продуктивный пласт, которое должно быть не менее 3 для достижения качественной очистки прискважинной зоны пласта и получения более достоверной и разнообразной информации о продуктивном пласте и скважине в целом.. При проведении исследования была обеспечена возможность перемещения излучателя и приемника-преобразователя физических полей вдоль скважины, причем исследование пласта и его обработку можно проводить как при работающем струйном насосе, так и при его остановке (если это будет необходимо). Таким образом данный способ работы позволяет проводить интенсивные исследования скважин и их испытание в различных режимах. В результате удалось в 1,2-1,6 раза ускорить проведение работ по повышению продуктивности скважины, при этом создаются условия для выравнивания профиля притока пластового флюида. Необходимо отметить, что описанная в изобретении последовательность действий позволяет постоянно контролировать ход гидродинамического исследования скважины. В частности полученные профили притока и кривые восстановления пластового давления позволяют получить объективную картину состояния прискважинной зоны продуктивного пласта в зависимости от проведенных в скважине работ.

Таким образом достигнуто выполнение поставленной задачи - повышение надежности работы и производительности при проведении гидродинамического исследования скважины.

На фиг. 1 представлен продольный разрез скважинной струйной установки для реализации описываемого способа работы с установленным в ней герметизирующим узлом; на фиг.2 - продольный разрез установки с функциональной вставкой для регистрации кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве с установленным под ней пробоотборником и автономным прибором.

Скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб 1 снизу вверх входную воронку 2 с хвостовиком 3, пакер 4 с выполненным в нем центральным каналом 5 и струйный насос 6, в корпусе 7 которого установлены активное сопло 8 и камера смешения 9, а также выполнены канал подвода активной среды 10, канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал 12 с посадочным местом 13 между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале 12 предусмотрена возможность установки герметизирующего узла 14, который подвижно размещен на каротажном кабеле 15 выше наконечника 16 для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей 17. Кроме того, в ступенчатом проходном канале 12 возможна установка функциональной вставки 19 для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины вместе с пробоотборником 20 и автономным прибором 21, снабженным, например датчиками давления, температуры, дебита и состава пластового флюида. Выход струйного насоса 6 подключен к затрубному пространству скважины (колонны труб 1), сопло 8 струйного насоса 6 через канал подвода активной среды 10 подключено к внутренней полости колонны труб 1 выше герметизирующего узла 14 и канал 11 для подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб 1 ниже герметизирующего узла 14, а функциональная вставка выполнена в верхней части с приспособлением 22 для ее установки и извлечения из скважины.

Способ работы скважинной струйной установки при гидродинамических исследованиях скважин заключается в том, что монтируют снизу вверх входную воронку 2 с хвостовиком 3, пакер 5 с центральным каналом 5 и струйный насос 6, в корпусе 7 которого выполнены канал подвода активной среды 10, канал подвода откачиваемой из скважины среды 11 и ступенчатый проходной канал 12 с посадочным местом 13 между ступенями. Спускают эту сборку на колонне труб 1 в скважину, при этом входную воронку 2 располагают не ниже кровли продуктивного пласта 23. Проводят распакеровку пакера 4 и затем спускают в скважину через проходной канал 12 корпуса 4 струйного насоса 6 на каротажном кабеле 15 излучатель и приемник-преобразователь физических полей 17 вместе с герметизирующим узлом 14, который размещают на каротажном кабеле 15 выше наконечника 16. Герметизирующий узел 14 устанавливают на посадочное место 13 в проходном канале 12 корпуса 7 струйного насоса 6 с обеспечением возможности возвратно-поступательного движения каротажного кабеля 15 через герметизирующий узел 14. В процессе спуска проводят фоновые замеры температурных и других физических полей вдоль ствола скважины от входной воронки до забоя скважины. Далее размешают излучатель и приемник-преобразователь физических полей 17 над кровлей продуктивного пласта 23 и путем подачи под напором жидкой среды в активное сопло 8 струйного насоса 6 проводят дренирование пласта 23 с поэтапным созданием не менее трех последовательно возрастающих по глубине значений депрессии на пласт 23, регистрируя при каждом из них забойные давления, состав и физические параметры флюида, поступающего из продуктивного пласта 23, а также дебит скважины. Далее производят воздействие физическими полями на продуктивный пласт 23 в режиме одновременного воздействия на него по меньшей мере одной из трех величин депрессии или мгновенными циклическими депрессиями-репрессиями, создаваемыми с помощью струйного насоса 6 путем мгновенной подачи в сопло 8 рабочей жидкости и мгновенного прекращения ее подачи, проводя таким образом очистку прискважинной зоны продуктивного пласта 23 от кольматирующих его частиц, фильтрата бурового и цементного растворов. Затем проводят запись профиля притока пластового флюида при фиксированной депрессии на пласт 23, прекращают подачу жидкой среды в струйный насос 6, извлекают из скважины излучатель и приемник-преобразователь физических полей 17 вместе с каротажным кабелем 15 и герметизирующим узлом 14. Далее спускают в скважину по колонне труб 1 и устанавливают на посадочное место 13 вставку 19 для регистрации кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве с пробоотборником 20 и автономным манометром или датчиком давления 21, связанным с регистрирующим устройством на поверхности с помощью каротажного кабеля 15. Создают в подпакерном пространстве заданную величину депрессии на продуктивный пласт 23, поддерживают эту величину депрессии заданное время, проводят замер объема поступившего из продуктивного пласта за это время пластового флюида, а затем резко прекращают подачу рабочей жидкости в сопло 8 струйного насоса 6 и регистрируют кривую восстановления пластового давления в подпакерной зоне. После этого создают более глубокую депрессию на продуктивный пласт 23, поддерживают эту величину депрессии заданное время, проводят замер объема поступившего из продуктивного пласта 23 за это время пластового флюида и затем резко прекращают подачу рабочей жидкости в сопло 8 струйного насоса 6 и регистрируют кривую восстановления пластового давления в подпакерной зоне, причем количество таких замеров кривых восстановления пластового давления должно быть не менее двух. Затем производят подъем на поверхность вставки 19 для регистрации кривых восстановления пластового давления, спускают в скважину по колонне труб 1 излучатель и приемник-преобразователь физических полей 17 с установкой на посадочное место в проходном канале 12 герметизирующего узла 14 и производят запись дебитов и физических параметров пластового флюида при не менее трех значениях депрессии на продуктивный пласт 23, а также запись профиля притока пластового флюида при заданных значениях депрессии. Затем извлекают из скважины на поверхность излучатель и приемник-преобразователь физических полей 17.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при испытании геологических объектов, освоении скважин после бурения или при их подземном ремонте с целью интенсификации дебитов углеводородов.