установка мобильная проходная гидроимпульсная для очистки призабойной зоны пласта

Формула изобретения

1. Установка мобильная проходная гидроимпульсная, содержащая гидроимпульсный насос с присоединенным аккумулятором давления, включающим обратный клапан с запирающим элементом - шаром, седло клапана и шток, отличающаяся тем, что аккумулятор давления расположен в нижней части глубинной установки, шток выполнен полым и на нем установлено седло, шар выполнен стальным и сбрасываемым на седло клапана после химически активной ванны, сопровождаемой гидроударами через полый шток, при этом аккумулятор давления имеет упругий клапан и калиброванное отверстие, формирующее дополнительный гидроудар.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ее наземная часть состоит из силового насосного агрегата, нагнетающего рабочую жидкость в систему переключения потока жидкости, и узла автоматики системы переключения потока рабочей жидкости.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что подача рабочей жидкости из насосного агрегата осуществлена по нагнетательной линии, причем переключение потоков произведено клапанами, привод которых осуществлен гидростанцией.

4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что наземная часть стационарно монтирована на шасси автомобиля высокой проходимости и оборудована утепленным технологическим блоком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к освоению скважин и интенсификации добычи нефти.

Известна установка для освоения скважин, содержащая насос, выполненный в виде ступенчатого цилиндра с плунжером, нагнетательный и всасывающий клапаны, аккумулятор энергии, выполненный в виде шара из упругого материала, размещенного в большой ступени цилиндра и размещенного на штоке, причем большая ступень цилиндра соединена с меньшим промежуточным патрубком, а на верхнем торце ступени меньшего цилиндра расположен амортизатор (RU № 2182677, оп. 20.05.2002 г.).

Основными недостатками данного устройства является то, что гидроудары распространяются на всю колонну обсадных труб, что может нарушить герметичность колонны и способствовать образованию заколонных перетоков. При этом энергия гидроудара расходуется непроизводительно, т.к. зона продуктивного пласта не локализована и пласт испытывает как депрессионное, так репрессионное воздействие.

Кроме того, использование устройства требует применения дополнительной специальной техники, что приводит к дополнительным затратам, а при низкой проницаемости пласта и ухудшенной в результате техногенного воздействия фильтрации вышеназванный способ не дает положительного эффекта.

Также известна установка гидроимпульсная для освоения скважин, при этом обработка призабойной зоны пласта производится методом депрессии, по которому разобщение трубного и затрубного пространства осуществляют установкой пакера в затрубном пространстве и обратного клапана в насосно-компрессорных трубах, производят сброс извлекаемой в процессе мгновенной депрессии жидкости, а депрессию на пласт создают гидроударом от разрядки аккумулятора давления, установленного выше гидроимпульсного насоса во время сообщения надпакерного пространства с затрубным (RU № 2263207, 16.02.2004 г., 3 с. - прототип).

Недостатком этого способа является то, что при низкой проницаемости коллектора и его засоренности в результате техногенного воздействия существующие методы освоения скважин, в том числе и вышеупомянутый, не дают положительного эффекта, т.к. приводят к увеличению притока воды, которая, в конечном счете, блокирует приток нефти. Это обусловлено тем, что схема размещения аккумулятора давления выше гидроимпульсного насоса не позволяет прокачивать химические реагенты в пласт, а часть энергии гидроудара гасится в элементах насоса.

Кроме того, существенным недостатком упомянутого прототипа является отсутствие индивидуального автономного гидропривода гидроимпульсного насоса и системы автоматического управления работой насоса.

Задача изобретения - разработка мобильной установки для повышения технологической и экономической эффективности способов освоения скважин, очистки призабойной зоны пласта (ПЗП) и интенсификации добычи нефти за счет многократных «мгновенных» депрессий при создании химически активной ванны в подпакерной зоне за одну спуско-подъемную операцию. Создание химически активной ванны в подпакерной зоне перед освоением скважины способствует разрушению связей, удерживающих кольматант в поровом пространстве нефтеносного горизонта, а это позволит обеспечить более равномерную очистку ПЗП и выровнять профиль притока за счет вовлечения в эксплуатацию закольматированных нефтеносных пропластков.

Сущность изобретения заключается в том, установка мобильная проходная гидроимпульсная для очистки призабойной зоны пласта, содержащая гидроимпульсный насос с присоединенным аккумулятором давления, включающим обратный клапан с запирающим элементом - шаром, седло клапана и шток, при этом аккумулятор давления расположен в самой нижней части глубинной установки, шток выполнен полым и на нем установлено седло, шар выполнен стальным и сбрасываемым на седло клапана после химически активной ванны, сопровождаемой гидроударами через полый шток, аккумулятор давления имеет упругий клапан и калиброванное отверстие, формирующее дополнительный гидроудар; наземная часть установки состоит из силового насосного агрегата, нагнетающего рабочую жидкость в систему переключения потока жидкости и узла автоматики системы переключения потока рабочей жидкости; подачу рабочей жидкости из насосного агрегата осуществляют по нагнетательной линии, причем переключение потоков производят клапанами, привод которых осуществляют гидростанцией, а всю наземную часть установки стационарно монтируют на шасси автомобиля высокой проходимости и оборудуют утепленным технологическим блоком.

Мобильная проходная гидроимпульсная установка для очистки призабойной зоны пласта (УПГС-М) (см. чертеж) состоит из подземной части - гидроимпульсного насоса с аккумулятором давления, при этом нагнетание химически активной жидкости происходит сквозь полый шток гидроимпульсного насоса в камеру аккумулятора давления, где упругий клапан, проходя через калиброванное отверстие, создает гидроудары, а после сбрасывания в седло обратного клапана запирающего элемента - стального шара упругий клапан, перемещаясь в верхнюю часть аккумулятора давления, становится обратным клапаном гидроимпульсного насоса и наземной силовой части с автоматическим переключением гидравлического привода насоса. Силовая часть установки состоит из насоса, нагнетающего рабочую жидкость в систему узла переключения потока жидкости и узла автоматики системы переключения потока рабочей жидкости.

Гидроимпульсный насос отсекается пакером и создает депрессию в локальной подпакерной зоне. При этом в глубинной части устройства находится корпус со встроенным в него аккумулятором давления, имеющим упругий клапан и калиброванное отверстие, формирующее дополнительный гидроудар, и обратный клапан, позволяющий производить разрядку подпакерной зоны за счет сброса извлеченной из пласта жидкости в надпакерную затрубную зону.

Аккумулятор давления установлен в самой нижней части глубинной установки, а шток, соединяющий поршни 7 и 10 насоса, выполнен полым.

Через проходной канал полого штока по НКТ осуществляется закачка химически активной жидкости в гидроимпульсном режиме с помощью аккумулятора давления в подпакерную зону и дается выдержка на реагирование либо производится нагнетание буферной жидкости для продавливания химического реагента. Весь период нагнетания химического реагента в затрубном пространстве создается избыточное давление и затрубная задвижка закрыта. После завершения операции по химическому воздействию без СПО включается насосная часть установки с помощью специального клапана, установленного на полом штоке.

Осуществление возможности включения насосной установки обеспечивается сбросом в НКТ стального шара 6, который перекрывает верхнюю часть полого штока посадкой в седло (5) клапана.

На чертеже показан общий вид устройства для создания в подпакерной зоне химически активной ванны и гидроимпульсного воздействия в режиме многократных депрессий.

Всю наземную часть установки стационарно монтируют на шасси автомобиля высокой проходимости и оборудуют утепленным технологическим блоком. Подача энергопитания осуществляется от энергосистемы куста скважин на период производства работ по освоению.

Подземная часть установки транспортируют на место производства работ по освоению скважин тем же автомобилем, на котором смонтирована наземная часть.

Наземная часть установки УПГС-М (1) состоит из силового насосного агрегата, на прием которого из емкости долива (2) поступает рабочая жидкость через устьевую арматуру (3). Насосный агрегат подает рабочую жидкость по нагнетательной линии (4) в узел переключения потоков, при этом переключение потоков производится клапанами, привод которых осуществляется гидростанцией. Сигналы о переключении клапанов подаются с пульта управления наземной части установки.

До начала освоения скважин химически активная жидкость (ХАЖ) подается по НКТ и через проходной канал полого штока попадает в подпакерную зону. В режиме гидроударов, создаваемых аккумулятором давления, расположенном в подпакерной зоне, ХАЖ разрушает связи, удерживающие кольматант в поровом пространстве ПЗП. После проведения первого цикла гидроударов подачей ХАЖ проверяется приемистость скважины выдержкой под давлением. При неудовлетворительном результате закачку ХАЖ в режиме гидроударов можно повторить.

После завершения операции по разрушению связей кольматанта в НКТ сбрасывается шар, который посадкой в седло, установленное на полом штоке, перекрывает проходной канал и позволяет начать цикл по гидроимпульсному освоению скважины в режиме многократных депрессий.

В начале освоения скважины рабочая жидкость подается в затрубное пространство между обсадной трубой и нагнетательной линии - НКТ (4) и через дренажное отверстие (8) давление передается на привод насоса, при этом поршень (7) начинается двигаться вверх, увлекая за собой жестко соединенный с ним посредством штока (16) поршень нижний (10). Обратный клапан, встроенный в поршень (7), остается закрытым и в подпоршневое простанство поступает жидкость из пласта, при этом упругий клапан (13) аккумулятора давления (12) перекрывает калиброванное отверстие (17), аккумулируя давление за счет сжатия упругого клапана при движении поршня (7) вверх. Во время «проскакивания» упругого клапана через калиброванное отверстие происходит гидравлический удар, сопровождаемый «мгновенной» депрессией на пласт.

Для сбрасывания жидкости, извлеченной из пласта, в наземной части происходит автоматическое переключение потока, начинает подаваться давление через НКТ (4), при этом затрубное пространство остается открытым.

Под действием давления на поршень (7) шток начинает двигаться вниз, толкая поршень (10), при этом всасывающий клапан (18) открывается и пластовая жидкость из подпакерного пространства через перепускной клапан (9) перетекает в затрубное надпакерное пространство, при этом пакер (11) обеспечивает перекрытие репрессионного воздействия на пласт.

Цикл считается завершенным, когда из затрубного пространства заданный извлеченный объем жидкости перетекает в мерную емкость. Затем в той же последовательности начинается следующий цикл. Количество рабочих циклов задается технологически из расчета объема жидкости, необходимого для извлечения из пласта, и осуществляется автоматически наземной станцией, смонтированной на самоходной шасси. Расходомер, установленный на линии сброса, позволяет вести учет извлеченной из-под пакерного пространства жидкости. Все изменения температуры и давления записываются автономным прибором ИМСП-14.