способ обработки прискважинной зоны пласта

Формула изобретения

Способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий спуск в скважину насосно-компрессорных труб - НКТ и формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, в емкость и ее закрывании при движении скважинной жидкости, отличающийся тем, что нижний срез НКТ оборудуют профилированным каналом и гидроимпульсным устройством, содержащим гидропневмоаккумулятор и клапаны для заряда и разряда гидропневмоаккумулятора, в качестве клапанов для заряда гидропневмоаккумулятора применяют обратные клапаны для заполнения через них камеры гидропневмоаккумулятора скважинной жидкостью, а клапаны для разряда гидропневмоаккумулятора, быстродействующие на открывание, имеют возможность предварительной, перед спуском НКТ, установки порога их открывания от величины давления и выталкивания сжатым газом жидкости через профилированный канал, который направляют на перфорацию скважины, при этом в процессе обработки скважины нижний срез НКТ перемещают по высоте перфорации.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации прискважинной зоны пласта асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта и устройство для его осуществления (Аглиуллин М.Н., Курпанов А.С., Рахматуллин Р.Х., Абдуллин М.М. Патент №2123591, Кл. Е 21 В 43/25), при котором производят одновременное физическое и импульсное депрессионно-репрессионное воздействие до стабилизации текущих значений гидропроводности.

Однако для осуществления способа требуется использование колонны насосно-компрессорных труб, спуск оборудования и кабеля с применением лебедки и т.д.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта (Орлов Г.А., Хусаинов В.М., Мусабиров М.Х., Пестриков В.И. Патент №2169821, Кл. Е 21 В 43/25), при использовании которого спускают в скважину имплозионное устройство, закачивают обрабатывающий состав, продавливают его в пласт, проводят очистку созданием многократного имплозионного воздействия.

Однако для осуществления способа требуется применение колонны насосно-компрессорных труб, пакера, имплозионного устройства, обрабатывающего состава и т.д.

Известен способ очистки скважины от отложений в процессе ее эксплуатации (Велиев Ф.Г., Курбанов Р.А-И., Алиев Э.Н. Патент №1700207, Кл. Е 21 В 37/00), в котором периодически создают на устье скважины волны отрицательного давления, для чего перекрывают задвижки на выкидной линии и выдерживают ее в перекрытом состоянии, затем открывают.

Однако максимальное изменение давления от гидравлического удара при открытии выкидной линии составляет 1,5 МПа в течение долей секунды, что недостаточно для формирования мощной волны, кроме того, необходимо использование колонны насосно-компрессорных труб и насоса с обеспечением его питания.

Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием (Носов П.И., Сеночкин П.Д., Нурисламов Н.Б. и др. Патент №2159326, Кл. Е 21 В 43/25), взятый за прототип, в котором формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины производится путем предварительной закачки флюида в скважину, создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, и стравливания давления при перемещении флюида по скважине из прискважинной зоны пласта к дневной поверхности при резком открытии полости скважины.

Однако в глубоких скважинах амплитуда ударной волны значительно затухает, кроме того, фронт волны размывается, не позволяя создавать резкого перепада давления в забое для эффективной обработки прискважинной зоны пласта.

Задачей изобретения является создание в прискважинной зоне пласта значительных импульсов давления при обработке глубоких скважин и высокой степени затухания стоячей волны.

Задача решается тем, что, применяя способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий спуск в скважину насосно-компрессорных труб НКТ и формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины, путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, в емкость и ее закрывании при движении скважинной жидкости, нижний срез НКТ оборудуют профированным каналом и гидроимпульсным устройством, содержащим гидропневмоаккумулятор и клапаны для заряда и разряда гидропневмоаккумулятора, в качестве заряда гидропневмоаккумулятора применяют обратные клапаны для заполнения через них камеры гидропневмоаккумулятора скважинной жидкостью, а клапаны для разряда гидропневмоаккумулятора, быстродействующие на открывание, имеют возможность предварительной, перед спуском НКТ, установки порога их открывания от величины давления и выталкивания сжатым газом жидкости через профилированный канал, который направляют на перфорацию скважины, при этом в процессе обработки скважины нижний срез НКТ перемещают по высоте перфорации.

Такой способ позволяет при плавном изменении давления на забое создавать в зоне перфорации скважины ударные импульсы давления для эффективной обработки прискважинной зоны пласта.

Пример устройства для реализации предлагаемого способа, поясняется чертежом, на котором: 1 - обсадная колонна; 2 - насосно-компрессорная колонна; 3 - гидропневмоаккумулятор; 4 - эластичная перегородка; 5 - клапан заряда гидропневмоаккумулятора; 6 - клапаны разряда гидропневмоаккумулятора; 7 - профилированный канал. Стрелки показывают направление выброса жидкости гидроимпульсным устройством.

Способ реализуют следующим образом. Перед спуском колонны насосно-компрессорных труб 2 устанавливают порог открывания клапана разряда гидропневмоаккумулятора 6, спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб и устанавливают ее нижний срез на уровне перфорации.

Гидроимпульсное устройство, аналогичное по принципу действия применяемым в импульсных гидромониторах, содержит гидропневмоаккумулятор 3, включающий камеру для жидкости, заполняемую через клапан заряда гидропневмоаккумулятора 5, и камеру для газа, который сжимается при заряде гидропневмоаккумулятора. Камеры для жидкости и для газа разделены эластичной перегородкой 4. При открывании клапана разряда гидропневмоаккумулятора 6 сжатый газ с высокой скоростью выбрасывает жидкость. Мощность выброса жидкости выше мощности закачки пропорционально отношению времени закачки жидкости ко времени ее выброса, а также зависит от параметров гидроимпульсного устройства. В качестве клапана заряда гидропневмоаккумулятора 5 применяют обратный клапан. Клапаны заряда и разряда гидропневмоаккумулятора 5, 6 могут быть в количестве нескольких штук, расположенных по периметру профилированного канала 7.

При осуществлении технологических операций по способу-прототипу в полости колонны насосно-компрессорных труб образуется стоячая волна, давление на забое изменяется с частотой изменения направления движения стоячей волны. Фронт волны, особенно при движении в глубоких скважинах, размывается и давление на забое изменяется плавно.

При перемещении волны от устья к забою давление на забое нарастает, камера для жидкости через клапан заряда заполняется скважинной жидкостью, эластичная перегородка 4 прогибается, сжимается газ. При снижении давления на забое клапан заряда закрывается, в камере для жидкости сохраняется высокое давление.

Когда разница давлений в камере для жидкости и в полости скважины достигает порогового значения, открывается клапан разряда гидропневмоаккумулятора и сжатый газ выталкивает жидкость через профилированный канал 7 к перфорации скважины. Выброс струи жидкости гидроимпульсным устройством повторяется периодически с частотой изменения направления движения стоячей волны.

Для обработки прискважинной зоны пласта применяют сочетание плавного перехода от высокого давления к разрежению и обратно с приходом и откатом волны, а также ударные импульсы высокого давления, формируемые гидроимпульсным устройством в периоды разрежения на забое, что способствует и депрессивно-репрессивному и ударному воздействию на породу пласта. При осуществлении операции обработки скважины перемещают нижний срез колонны насосно-компрессорных труб по высоте перфорации для полной и равномерной обработки забоя.

Гидроимпульсное устройство располагают на нижнем срезе насосно-компрессорной трубы так, чтобы не препятствовать прохождению волны до зумпфа и ее отражению.

Порог срабатывания клапана разряда гидропневмоаккумулятора устанавливают в зависимости от величины гидростатического давления на забое скважины, пропорциональной ее глубине.

Параметры гидроимпульсного устройства выбирают таковыми, чтобы импульс высокого давления оказывал эффективное воздействие на прискважинную зону пласта, но не нарушал целостность обсадной колонны и цементного камня.

Скважинная жидкость может содержать химические реагенты для более производительной обработки. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, виброимпульсной, акустической и т.д.