способ вскрытия и разобщения пластов в скважине с водонефтяной зоной

Формула изобретения

1. Способ вскрытия и разобщения пластов в скважине с водонефтяной зоной, включающий спуск в скважину колонны обсадных труб с каналами, располагаемыми напротив водоносной части продуктивного пласта, последующее цементирование затрубного пространства, закачку раствора через каналы в водоносную часть продуктивного пласта для изоляции пласта с последующим перекрытием каналов заслонкой, отличающийся тем, что при спуске обсадную колонну центрируют относительно скважины при помощи двух групп жестких полых центраторов, зафиксированных в каналах колонны обсадных труб, причем первая группа жестких полых центраторов расположена напротив водоносной части продуктивного пласта и заполнена пластичным веществом перекрытых вместе с каналами колонны обсадных труб изнутри заслонкой, а вторая группа жестких полых центраторов расположена напротив нефтеносной части продуктивного пласта и заполнена кислоторастворимым веществом, при этом перед закачкой в водоносную часть продуктивного пласта раствора, в качестве которого используется неотверждаемый гидроизолирующий состав, заслонку открывают и создают имплозионное воздействие, под действием которого жесткие полые центраторы и каналы освобождаются от пластичного вещества, разрушается цементный камень, расположенный в водоносной части продуктивного пласта, и очищаются, после закачки раствора в водоносную часть продуктивного пласта производят закачку кислоты в зону продуктивного пласта, при этом кислота растворяет кислоторастворимое вещество, которым заполнена вторая группа жестких полых центраторов, открывая каналы последних, после чего производят освоение скважины, вследствии чего разрушается цементный камень, расположенный в нефтеносной части продуктивного пласта.

2. Способ вскрытия и разобщения пластов в скважине с водонефтяной зоной по п.1, отличающийся тем, что при последующих нарушениях изоляции водоносной части продуктивного пласта в ходе эксплуатации пласта цикл с открыванием заслонки, имплозионной очисткой и/или дополнительной закачкой неотверждаемого гидроизолирующего состава и закрытием заслонки повторяют неоднократно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн для вскрытия и разобщения пластов в скважинах, построенных на водонефтяных залежах.

Известен способ разобщения пластов (патент RU №2098602, МПК 7 Е21В 43/32, опубл. 10.12.1997 г.), включающий спуск в скважину обсадной колонны, оборудованной устройством для изоляции интервала продуктивного пласта и цементирования ствола скважины при изоляции продуктивного интервала пласта от цементного раствора.

Недостатками данного способа являются:

во-первых, в случае проведения изоляционных работ закачкой в водоносную часть пласта тампонажных составов происходит недостаточная изоляция пласта и снижение его продуктивности вследствие кольматации нефтеносной части пласта изолирующими составами, а также возможно нарушение герметичности колонны;

во-вторых, после разобщения пластов с водонефтяной зоной и дальнейшем освоении скважины создается депрессия на пласт, приводящая к быстрому обводнению продукции за счет образования водяного конуса.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разобщения пластов в скважине (патент RU №2183265, МПК 7 Е21В 43/32, 33/12, опубл. в бюл. №16 от 10.06.2002 года) с водонефтяной зоной, включающий спуск в скважину колонны обсадных труб, оборудованной устройством для изоляции пласта, разобщение затрубного пространства скважины посредством указанного устройства и последующее цементирование затрубного пространства, при этом предварительно осуществляют разобщение затрубного пространства скважины, соответствующего водоносной части продуктивного пласта, от затрубного пространства остальной части скважины выше и ниже водоносной части продуктивного пласта, затем цементируют затрубное пространство выше и ниже продуктивного пласта, а затем цементируют затрубное пространство продуктивного пласта, соответствующее водоносной части пласта, путем подачи тампонажного раствора через каналы указанного устройства для изоляции пласта с последующим перекрытием каналов заслонками.

Недостатками этого способа являются:

- во-первых, для вскрытия и последующего разобщения водоносной части продуктивного пласта необходимо как минимум два раза спускать инструмент в обсадную колонну с различным оборудованием: в первый раз для открытия каналов; во второй - для закачки через эти каналы тампонажного изоляционного состава;

- во-вторых, невозможно вторично вскрыть нефтеносную часть продуктивного пласта без перфорации;

- в-третьих, при повторном нарушении изоляции в этом же интервале необходимо вновь осуществлять весь комплекс работ, описанный выше, что несомненно трудоемко и влечет за собой значительные материальные и финансовые затраты.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего за один спуск инструмента как вскрыть и изолировать водоносную часть продуктивного пласта, так и производить вторичное вскрытие нефтеносной части продуктивного пласта с возможностью повторной изоляции вышеупомянутой водоносной части продуктивного пласта в процессе эксплуатации скважины требуемое количество раз.

Поставленная задача решается прелагаемым способом вскрытия и разобщения пластов в скважине с водонефтяной зоной, включающим спуск в скважину колонны обсадных труб с каналами, располагаемыми напротив водоносной части продуктивного пласта, последующее цементирование затрубного пространства, закачку раствора через каналы в водоносную часть продуктивного пласта для изоляции пласта с последующим перекрытием каналов заслонкой.

Новым является то, что при спуске обсадную колонну центрируют относительно скважины при помощи двух групп жестких полых центраторов, зафиксированных в каналах колонны обсадных труб, причем первая группа жестких полых центраторов расположена напротив водоносной части продуктивного пласта и заполнена пластичным веществом перекрытых вместе с каналами колонны обсадных труб изнутри заслонкой, а вторая группа жестких полых центраторов расположена напротив нефтеносной части продуктивного пласта и заполнена кислоторастворимым веществом, при этом перед закачкой в водоносную часть продуктивного пласта раствора, в качестве которого используется неотверждаемый гидроизолирующий состав, заслонку открывают и создают имплозионное воздействие, под действием которого жесткие полые центраторы и каналы освобождаются от пластичного вещества, разрушается цементный камень, расположенный в водоносной части продуктивного пласта и очищаются, после закачки раствора в водоносную часть продуктивного пласта производят закачку кислоты в зону продуктивного пласта, при этом кислота растворяет кислоторастворимое вещество, которым заполнена вторая группа жестких полых центраторов, открывая каналы последних, после чего производят освоение скважины, вследствие чего разрушается цементный камень, расположенный в нефтеносной части продуктивного пласта.

Новым также является то, что при последующих нарушениях изоляции водоносной части продуктивного пласта в ходе эксплуатации пласта цикл с открыванием заслонки, имплозионной очисткой и/или дополнительной закачкой неотверждаемого гидроизолирующего состава и закрытием заслонки повторяют неоднократно.

На чертеже представлено оборудование для осуществления предлагаемого способа, где: 1 - колонна обсадных труб; 2 - водоносная часть продуктивного пласта; 3 - нефтеносная часть продуктивного пласта; 4 - первая группа жестких полых центраторов, зафиксированная в каналах колонны обсадных труб напротив водоносной части продуктивного пласта; 5 - вторая группа жестких полых центраторов, зафиксированная в каналах колонны обсадных труб напротив нефтеносной части продуктивного пласта; 6 - пластичное вещество (например, битум), которым заполнены каналы первой группы жестких полых центраторов; 7 - кислоторастворимое вещество (например, магний), которым заполнены каналы второй группы жестких полых центраторов; 8 - заслонка, установленная внутри колонны обсадных труб напротив каналов первой группы жестких полых центраторов с возможностью их открытия и закрытия; 9 - цементный камень, расположенный в водоносной части продуктивного пласта; 10 - цементный камень, расположенный в нефтеносной части продуктивного пласта; 11 - колонна труб, спускаемая внутрь колонны обсадных труб; 12 - нижняя и 13 - верхняя части замкового механизма, спускаемого на конце колонны труб; 14 - пакерующее устройство, спускаемое в составе колоны труб, расположенное выше замкового механизма и создающее имплозионное воздействие; 15 - затрубное пространство колонны обсадных труб.

Сущность способа заключается в следующем.

Колонну обсадных труб 1 с двумя группами жестких полых центраторов 4 и 5, зафиксированных в ее каналах, спускают в скважину и устанавливают таким образом, чтобы первая группа жестких полых центраторов 4, располагалась напротив водоносной части 2 продуктивного пласта, а вторая группа жестких полых центраторов 5, располагалась напротив нефтеносной части 3 продуктивного пласта.

В исходном положении каналы колонны обсадных труб 1, в которые установлены жесткие полые центраторы первой группы 4, заполненные пластичным веществом, перекрыты заслонкой 8.

Далее затрубное пространство 15 обсадной колонны 1 цементируют любым из известных способов. После ожидания затвердевания цемента в затрубном пространстве 15 колонны обсадных труб 1 образуется цементный камень.

Вскрытие водоносной части 2 продуктивного пласта осуществляется следующим образом.

В колонну обсадных труб 1 спускают колонну труб 11 с замковым механизмом на конце, состоящим из нижней 12 и верхней 13 частей, и с расположенным выше замкового механизма пакерующим устройством 14. Достигнув интервала, где находятся первая группа жестких полых центраторов 4, зафиксированная в каналах колонны обсадных труб напротив водоносной части 2 продуктивного пласта нижняя часть 12 замкового механизма вступает в контакт с заслонкой 8 и сдвигает ее вниз, при этом открываются каналы первой группы жестких полых центраторов 4, заполненных пластичным веществом 6.

После этого разгрузкой колонны труб 11 на колонну обсадных труб 1 осуществляют запакеровку пакерующего устройства 14, при этом радиальные отверстия пакерующего устройства 14 и верхней части замкового механизма 13 совмещаются и надежно фиксируются друг напротив друга, образуя гидравлическую связь между внутренними пространствами колонны труб 11 и колонны обсадных труб 1 ниже пакерующего устройства 14. В результате происходит имплозионное воздействие внутри каналов первой группы жестких полых центраторов 4, внутри которых находится пластичное вещество 6, а также на цементный камень 9 в интервале водоносной части 2 продуктивного пласта за колонной обсадных труб 1. В результате пластичное вещество 6 из каналов первой группы жестких полых центраторов 4 и цементный камень 9, попадают вовнутрь колонны обсадных труб 1, очищая водоносную часть 2 продуктивного пласта напротив колонны обсадных труб 1 и гидравлически сообщая ее с внутренним пространством колонны обсадных труб 1.

После чего прямой либо обратной промывкой вымывают продукты вскрытия (пластичное вещество 6, цементный камень 9, расположенный за колонной обсадных труб 1 в водоносной части 2 продуктивного пласта) из колонны обсадных труб 1. Вскрытие водоносной части 2 продуктивного пласта завершено.

Разобщение (изоляция) водоносной части 2 продуктивного пласта происходит следующим образом.

С устья скважины (не показано) в колонну обсадных труб 1 закачивают расчетное количество неотверждаемого гидроизолирующего состава, который затем продавливают сквозь открытые каналы первой группы жестких полых центраторов 4 колонны обсадных труб 1 в водоносную часть 2 продуктивного пласта. Неотверждаемый гидроизолирующий состав, проникая глубоко внутрь, надежно изолирует только водоносную часть 2 продуктивного пласта, поскольку в процессе вскрытия, при создании имплозионного воздействия, был разрушен только цементный камень 9, расположенный в зоне водоносной части 2 продуктивного пласта, а цементный камень, расположенный выше и ниже вышеупомянутой зоны в затрубном пространстве колонны обсадных труб 15, создает сопротивление движению неотверждаемому гидроизолирующему составу, который передвигается в радиальном направлении, проникая глубоко в водоносную часть 2 продуктивного пласта.

После чего из колонны обсадных труб 1 прямой или обратной промывкой вымывают остатки неотверждаемого гидроизолирующего состава.

По окончании промывки колонны обсадных труб 1 от остатков неотверждаемого гидроизолирующего состава приподнимают колонну труб 11 вверх, при этом сначала происходит распакеровка пакерующего устройства 14 и при последующем подъеме верхняя часть 13 замкового механизма воздействует на заслонку 8, передвигая ее снизу вверх, при этом заслонка 8 закрывается, герметично перекрывая каналы первой группы жестких полых центраторов 4 колонны обсадных труб 1. Колонну труб 11 продолжают тянуть вверх, при этом сначала верхняя часть 13, а затем нижняя часть 12 замкового механизма освобождаются от заслонки 8, минуя ее. Процесс разобщения водоносной части 2 продуктивного пласта завершен.

Подъем колонны труб 11 с находящимися на ее конце замковым механизмом и пакерующим устройством 14 приостанавливают, когда они достигнут кровли нефтеносной части 3 продуктивного пласта.

Затем осуществляют вторичное вскрытие нефтеносной части 3 продуктивного пласта. С этой целью по колонне труб 11 через совмещенные и зафиксированные друг напротив друга радиальные отверстия пакерующего устройства 14 и верхней части замкового механизма 13 в колонну обсадных труб 1 в зону продуктивного пласта (водоносную 2 и нефтеносную 3 части) закачивают и оставляют на реакцию расчетный объем кислоты (например, серной кислоты требуемой концентрации) для растворения кислоторастворимого вещества 7 (например, магния), которым заполнены каналы второй группы жестких полых центраторов 5, зафиксированных в каналах колонны обсадных труб 1 напротив нефтеносной части 3 продуктивного пласта, при этом каналы первой группы жестких полых центраторов 4, зафиксированные в каналах колонны обсадных труб 1 напротив водоносной части 2 продуктивного пласта, герметично перекрыты заслонкой 8.

По прошествии времени на реакцию кислота растворяет кислоторастворимое вещества 7, открывая каналы второй группы жестких полых центраторов 5, расположенных напротив нефтеносной части 3 продуктивного пласта. Затем полностью извлекают из колонны обсадных труб 1 колонну труб 11 с находящимися на ее конце замковым механизмом и пакерующим устройством 14.

Далее начинают освоение скважины, в процессе которого цементный камень 10, расположенный в нефтеносной части 3 продуктивного пласта, разрушается и образуется гидравлическая связь между нефтеносной частью 3 продуктивного пласта и внутренним пространством колонны обсадных труб 1.

В процессе освоения скважины благодаря тому, что каналы первой группы жестких полых центраторов 4, которые зафиксированы в каналах колонны обсадных труб 1 напротив водоносной части 2 продуктивного пласта, герметично перекрыты заслонкой 8, исключается депрессия на водоносную часть 2 продуктивного пласта, которая может привести к обводнению продукции за счет образования водяного конуса. После освоения скважины ее запускают в эксплуатацию.

В процессе эксплуатации продуктивного пласта возможно нарушение изоляции водоносной части 2 продуктивного пласта, ведущее к обводнению добываемой продукции за счет образования водяного конуса. В этом случае можно ликвидировать появившееся нарушение изоляции в этом интервале путем повторного спуска инструмента и созданием имплозионного воздействия, и дополнительной закачкой неотверждаемого гидроизолирующего состава, повторив все вышеописанные операции по вскрытию и разобщению водоносной части 2 продуктивного пласта, при этом пакерующее устройство 14 должно располагаться ниже интервала нефтеносной части 3 продуктивного пласта.

Предлагаемый способ позволяет за один спуск инструмента как вскрыть и изолировать водоносную часть продуктивного пласта, так и производить вторичное вскрытие нефтеносной части продуктивного пласта, при этом возможна повторная изоляция вышеупомянутой водоносной части продуктивного пласта в процессе эксплуатации скважины требуемое количество раз в зависимости от нарушения изоляции и образования конуса обводненности, не кольматируя нефтеносную часть продуктивного пласта, что кратно позволяет сэкономить материальные и финансовые затраты.