способ установки моста, отсекающего нижележащий нефтяной пласт

Формула изобретения

Способ установки моста, отсекающего нижележащий нефтяной пласт от вышележащих пластов, включающий спуск в скважину башмака на колонне насосно-компрессорных труб, намыв столба песка, перекрывающего интервал перфорации, и закачку выше него тампонажного состава, отличающийся тем, что в качестве башмака используют рыхлитель, спускаемый в скважину на НКТ, через который намывают песчаный мост, определяют приемистость пласта и, исходя из приемистости пласта, закачивают выше него глинистый раствор соответствующей плотности, оставляют глинистый раствор на ожидание седиментации глинистых частиц не менее чем на 2 ч и после седиментации проводят ремонтные работы, далее рыхлитель на НКТ доспускают вниз до глинистого слоя, разрыхляют рыхлителем глинистый слой и промывкой удаляют глинистый слой и песчаный мост.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам установки изолирующих мостов в скважине.

Известен способ ремонта нагнетательной скважины (патент RU № 2323324, МПК Е21В 33/134, опубл. 27.04.2008, бюл № 12), включающий создание в интервале перфорации песчаного моста и проведение ремонтно-изоляционных работ.

Недостатками известного способа являются большое количество скважино-операции и их большая длительность, связанных с ожиданием затвердевания цемента (ОЗЦ), его разбуриванием с затратой времени на спуск насосно-компрессорных труб (НКТ) с забойным двигателем, его подъем (в случае возвращения к эксплуатации нижележащего продуктивного пласта).

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является способ установки моста, отсекающего нефтяной пласт (патент RU № 2276250, МПК Е21В 33/13, опубл. 10.05.2006 г.). Согласно этому способу в скважине через спущенные НКТ с открытым концом намывают мост из песка, перекрывающий интервал перфорации нижележащего нефтяного продуктивного пласта. Затем через них же в скважину закачивается водная дисперсия из пресной воды и порошка водонабухающего полимера - ВНП на основе АК-639 в соотношении 1,5 весовых частей на 100 частей пресной воды с вводом в дисперсию гелевых агрегатов ВНП в количестве до 5% к весу пресной воды дисперсии.

Недостатком известного способа является то, что гель из ВНП, сформированный поверх песчаного моста, не обеспечивает создание надежного барьера, стойкого к перепаду давления, существующему в стволе скважины, в результате проведение работ будет безрезультативным.

Техническими задачами предложения являются создание моста, отсекающего нижележащий нефтяной пласт, стойкого к перепадам давления, существующего в колонне при проведении надлежащих ремонтных работ и легкоудаляемого при необходимости с минимальным количеством технологических операций, а также снижение материальных затрат и времени по сравнению со штатными технологиями.

Задача решается способом установки моста, отсекающего нижележащий нефтяной пласт от вышележащих пластов, включающим спуск в скважину башмака на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), через который намывают песчаный мост, перекрывающий интервал перфорации не менее чем на 5-10 м, закачку выше него глинистого раствора, ожидание седиментации глинистых частиц раствора не менее двух часов и проведение надлежащих ремонтных работ в скважине.

Новым является то, что в качестве башмака используют рыхлитель, спускаемый в скважину на НКТ, через который намывают песчаный мост, определяют приемистость пласта и, исходя из приемистости пласта, закачивают выше него глинистый раствор соответствующей плотности, оставляют глинистый раствор на ожидание седиментации глинистых частиц не менее чем на 2 ч и после седиментации проводят ремонтные работы, далее рыхлитель на НКТ допускают вниз до глинистого слоя, разрыхляют рыхлителем глинистый слой и промывкой удаляют этот слой и песчаный мост.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой технологии.

Способ реализуется следующим образом. В скважину 1 спускают рыхлитель 2 на НКТ 3, через который намывают песчаный мост 4, перекрывающий интервал перфорации нижележащего нефтяного продуктивного пласта 5 не менее чем на 5-10 м. В качестве песка используют песок фракции 1-2 мм. Песок большей фракции не обеспечивает герметичности песчаной пробки, песок меньшей фракции кольматирует пласт, кроме того, оседание его происходит неравномерно и продолжительное время. Затем определяют приемистость пласта 5 и, исходя из приемистости, готовят глинистый раствор соответствующей плотности. При приготовлении глинистого раствора использовали стандартный глинопорошок марки ПБН согласно ТУ 39-0147001-105-93. Использование глинопорошка других марок с различными модифицирующими добавками не приведет к созданию глинистого слоя, выдерживающего необходимые перепады давления и повысит материальные затраты. Затворение глинопорошка водой для приготовления суспензии производится на скважине с использованием цементосмесительной машины (на чертеже не изображено) аналогично приготовлению цементного раствора. Глинопорошок подается на блок перемешивания цементосмесительной машины, куда одновременно подается пресная вода из цементировочного агрегата (на чертеже не изображено). Полученная суспензия поступает в чанок (на чертеже не изображено) и далее подается в скважину 1. В таблице 1 приведены данные по подбору наиболее оптимального соотношения глинопорошка с пресной водой в зависимости от приемистости пласта 5 (получено эмпирическим путем).

Таблица 1
Зависимость концентрации глинистого раствора от приемистости пласта
Степень проницаемости песчаного моста	Приемистость пласта, (м 3/ч·МПа)	Соотношение глинопорошка и пресной воды, мас.ч	Плотность глинистой суспензии, кг/м3
Низкопроницаемый песчаный мост	0,5-0,9	1:4,7	1110-1120
Среднепроницаемый песчаный мост	0,9-1,5	1:2,7	1180-1202
Высокопроницаемый песчаный мост	более 1,5	1:1,7	1250-1300

Затем через них же в скважину 1 закачивают глинистый раствор и продавливают жидкостью до равновесия столбов жидкости в НКТ 3 и затрубном пространстве 6, после этого НКТ 3 с рыхлителем 2 поднимают до кровли вышележащего пласта 7 и промывают НКТ 3 и эксплуатационную колонну скважины 1 в этом интервале. При этом на контакте глинистого раствора с песком происходит процесс фильтрации воды из глинистого раствора, т.е вода из глинистого раствора фильтруется в пласт 5. При этом частицы глины оседают в песчаном мосте 4, это происходит до полной закупорки пор моста из песка, в результате на контакте с песком образуется непроницаемый слой из глины. Далее оставляем его в покое на 2-3 ч для оседания под действием силы тяжести крупных частиц глины, глинистый раствор в состояние покоя загустевает, что приводит к утолщению глинистого слоя 8. После этого в НКТ 3 закачивают продавочную жидкость и при отсутствии приемистости пласта 5 давление поднимается до предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну скважины 1 (стоп). Далее проводим технологическую выдержку при конечном давлении и если давление не снизилось, то отсекающий мост, состоящий из песчаного моста 4 и глинистого слоя 8, герметичен. После проведения ремонтных работ (например, водоизоляция пласта) выше глинистого слоя 8 спускают рыхлитель 2 на НКТ 3 и разрыхляют глинистый слой 8. Далее промывкой с допуском НКТ 3 удаляют его и песчаный мост 4 до забоя.

Для оценки эффективности в лабораторных условиях были произведены стендовые испытания на трубчатых моделях. В качестве моделей использовали цилиндрические стальные трубки с внутренним диаметром 30 мм и длиной 300 мм, оборудованные с обоих концов штуцерами для подачи рабочих жидкостей. Последовательность проведения экспериментов следующая. Предварительно модели заполнили на 1/3 объема крупнозернистым песком с размером гранул от 1 до 2 мм. В первую модель после ее заполнения песком заливали состав, представляющий собой дисперсию из пресной воды и порошка водонабухающего полимера - ВНП на основе АК-639 в соотношении 1,5 весовых частей на 100 частей пресной воды с вводом в дисперсию гелевых агрегатов ВНП в количестве до 5% к весу пресной воды дисперсии. Во вторую модель после ее заполнения песком заливали глинистый раствор плотностью 1300 кг/ м³, затворенным из стандартного глинопорошка марки ПБН. Заполненные модели испытали на устойчивость к выдавливанию закачанных реагентов под влиянием перепада давления, возникаемого за счет нагнетаемой в модель продавочной жидкости. Для этого через штуцер подавали продавочную жидкость, постепенно повышая давление до начала сдвига и выдавливания из модели закачанных реагентов. Замеренную величину давления начала сдвига поделили на длину модели для определения величины градиента сдвига (в МПа/м). При моделировании наиболее близкого технического решения градиент давления сдвига составил 0,65 МПа/м. Во второй модели при постепенном повышении давления происходил процесс фильтрации воды из глинистого раствора и лишь при градиенте давления сдвига 3,75 МПа/м произошла «полная глинизация» песчаного моста, т.е фильтрация прекратилась. Таким образом, величина градиента давления у предлагаемого способа в 6 раз больше, чем у наиболее близкого технического решения.

Пример практического применения при проведении работ по вскрытию верхнего нефтеносного пласта с последующим проведением водоизоляционных работ.Способ реализовали в эксплуатационной колонне диаметром 146 мм нефтедобывающей скважины с текущим забоем 1565 м и интервалом перфорации 1542-1545 м. При реализации способа в эксплуатационную колонну скважины 1 на НКТ 3 диаметром 73 мм спустили рыхлитель 2, через который намыли песчаный мост 4, заполняющий интервал перфорации нижнего нефтяного пласта 5 и перекрывающий его на 10 м, т.е песчаный мост 4 находится на глубине 1532 м. Согласно РД-153-39.0-714-11 «Инструкция по технологии глушения и промывки нефтедобывающих скважин с сохранением коллекторских свойств продуктивных пластов» конструктивно рыхлитель 2 представляет собой цилиндр, на одном конце которого нарезается резьба для соединения с колонной насосно-компрессорных труб 3, а на другом конце крепятся твердосплавные пластины. Кроме того, на торце корпуса между резцами вырезаются пазы для прохода промывочной жидкости. При спуске колонну НКТ 3 предварительно шаблонировали шаблоном. Далее определили приемистость пласта 5, пласт принимает 200 м³/сут при Р=8 МПа. Затем над песчаным мостом 4, т.е на глубине 1531 м установили рыхлитель 2 и закачали через него глинистый раствор плотностью 1120 кг/м ³. Продавили жидкостью до равновесия столбов жидкости в НКТ 3 и затрубном пространстве 6, после этого рыхлитель 2 на НКТ 3 подняли до кровли вышележащего пласта 7, т.е на глубину 1187 м. Промыли НКТ 3 закачиванием по межтрубью технической воды с плотностью жидкости глушения в объеме 1,5 объема НКТ (5,4 м ³). При этом глинистый раствор на контакте с песком образовал непроницаемый слой из глины, далее оставили глинистый раствор в покое для оседания крупных частиц глины на 2 ч. После этого в заливочную колонну начали закачивать продавочную жидкость и в условии отсутствия приемистости пласта 5 давление стало подниматься, при конечном давлении 10,0 МПа был получен стоп (стоп -предельно допустимое давление на эксплуатационную колонну). Произвели технологическую выдержку в течение 30 мин под давлением продавочной жидкости при конечном давлении 10,0 МПа, при этом давление не снизилось, т.е отсекающий мост, состоящий из песчаного моста 4 и глинистого слоя 8, герметичен. Через НКТ 3 спустили малогабаритный модульный перфоратор 9 типа ПМИ-54, произвели перфорацию вышележащего пласта 7 в интервале 1100-1108 м и его освоение свабированием, согласно РД 39-0147585-140-96 «Технология вызова притока свабированием при освоении скважины» с последующим проведением работ по водоизоляции пласта 7. После проведения ремонтных работ рыхлитель 2 на НКТ 3 доспустили вниз до глинистого слоя 8, разрыхляя рыхлителем 2 глинистый слой 8, промывкой удалили его и песчаный мост 4 до забоя скважины.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает без применения забойных двигателей с долотом производство расконсервации нижнего нефтяного продуктивного пласта после проведения ремонтных работ.

Преимуществом заявленного способа перед известным способом является создание моста, отсекающего нижележащий нефтяной пласт, стойкого к перепадам давления, существующего в колонне при проведении надлежащих ремонтных работ и легкоудаляемого при необходимости с минимальным количеством технологических операций, а также снижение материальных затрат и времени по сравнению со штатными технологиями.