способ обработки призабойной зоны скважины

Формула изобретения

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей, открывание и закрывание полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости, периодически повышают давление в скважине соединением полости скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости, причем на первом этапе призабойную зону обрабатывают созданием периодических импульсов давления в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания и долива скважинной жидкости, на втором этапе призабойную зону обрабатывают раскачкой массы скважинной жидкости с закачанным в скважину рабочим агентом за счет открывания вентилей слива и долива жидкости с периодичностью, обеспечивающей возвратно-поступательное движение массы жидкости, на третьем этапе проводят обработку призабойной зоны раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости и вентиля долива жидкости, с периодичностью, обеспечивающей движение массы жидкости в режиме резонанса и циркуляцию для обратной промывки скважины, отличающийся тем, что при проведении второго этапа обработки периодически повторяют операции раскачки массы скважинной жидкости за счет открывания только вентиля долива жидкости для повышения давления в скважине и максимального раскрытия трещин пласта, затем повторяют операции раскачки массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости и вентиля долива жидкости для снижения давления в скважине до первоначального уровня.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ обработки продуктивного пласта (патент № 2258803, кл. Е21В 43/25), в котором последовательно проводят промывки скважины и периодическое депрессионно-репрессионное воздействие с промывкой на стадии циркуляции или излива. Затем изолируют пакером обрабатываемый интервал пласта и осуществляют циклическое изменение давления с последующей закачкой рабочей жидкости при колебательном воздействии излучателем, установленным напротив обрабатываемого интервала продуктивного пласта.

Однако излучатель создает импульсы малой мощности, недостаточной для периодического раскрытия и смыкания трещин пласта и активной его промывки.

Известны способ реагентно-импульсного воздействия на скважину и продуктивный пласт и установка для его осуществления (патент № 2275495, кл. Е21В 37/06), в котором активную жидкую среду, содержащую смесь алифатических и ароматических углеводородных растворителей, задавливают в пласт, осуществляют выдержку в течение 12-24 ч и удаляют из призабойной зоны с волновой разгрузкой скважины импульсно-волновым депрессионным воздействием, затем осуществляют гидроимпульсную поинтервальную обработку призабойной зоны технологической жидкостью плоскими веерными струями на уровне пласта, после чего удаляют технологическую жидкость из пластовой зоны.

Однако активная жидкая среда задавливается в пласт с постоянной скоростью, что не позволяет ей проникать в мелкие трещины; при выдержке в толще пласта активная жидкая среда находится в неподвижном состоянии, что не способствует ее активному реагированию с пластовыми элементами.

Известны способ и устройство освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием (патент № 2272902, кл. Е21В 43/25), включающий формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб путем закачки флюида в трубное пространство скважины при создании заданного давления в ресивере в течение времени Т1 и стравливания до заданного давления, которое производят при открытии клапана управления в течение времени Т2 через ресивер и полость затрубного пространства, при этом давление контролируют по устьевому датчику и датчику давления призабойной зоны.

Однако способ предназначен для обработки скважин за счет депрессионного воздействия, при насосной закачке жидкости в скважину трещины пласта раскрываются незначительно.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (патент № 2266404, кл. Е21В 43/25), включающий создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье с применением вентилей, один из которых соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй - с источником жидкости, находящейся под давлением.

Однако способ предназначен для обработки скважин за счет ударного депрессионного воздействия, при насосной закачке жидкости в скважину трещины пласта раскрываются незначительно.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (патент № 2344281, кл. Е21В 43/25), включающий формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны, вентиль слива жидкости открывают при движении скважинной жидкости от забоя к устью с периодичностью, обеспечивающей раскачку ее массы в режиме резонанса.

Однако для развития трещин пласта необходимо их интенсивное деформирование, что достигается импульсным изменением давления скважинной жидкости в широком диапазоне.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины (патент № 2349747, кл. Е21В 43/25), принятый за прототип, включающий создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье с применением вентилей излива и долива, на первом этапе призабойную зону обрабатывают созданием периодических импульсов давления, на втором этапе циркуляцией закачивают рабочий агент в призабойную зону и обрабатывают ее раскачкой массы скважинной жидкости, на третьем этапе проводят обработку призабойной зоны раскачкой массы скважинной жидкости с периодичностью, обеспечивающей движение ее массы в режиме резонанса и циркуляцию для обратной промывки скважины.

Однако для развития трещин пласта необходимо их интенсивное деформирование, что достигается импульсным изменением давления скважинной жидкости в широком диапазоне.

Задачей изобретения является развитие в призабойной зоне скважины трещин пласта за счет их регулярной деформации периодически изменяющимися по амплитуде импульсами давления, в том числе с применением рабочего агента.

Задача решается тем, что, применяя способ обработки призабойной зоны скважины, оборудованной штанговым насосом, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей, открывание и закрывание полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости, периодически повышают давление в скважине соединением полости скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости, причем на первом этапе призабойную зону обрабатывают созданием периодических импульсов давления в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания и долива скважинной жидкости, на втором этапе призабойную зону обрабатывают раскачкой массы скважинной жидкости с закачанным в скважину рабочим агентом за счет открывания вентилей слива и долива жидкости с периодичностью, обеспечивающей движение массы жидкости в режиме резонанса, на третьем этапе проводят обработку призабойной зоны раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости и вентиля долива жидкости, с периодичностью, обеспечивающей движение массы жидкости в режиме резонанса и циркуляцию для обратной промывки скважины, при проведении второго этапа обработки периодически повторяют операции раскачки массы скважинной жидкости за счет открывания только вентиля долива жидкости для повышения давления в скважине и максимального раскрытия трещин пласта, затем повторяют операции раскачки массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости и вентиля долива жидкости для снижения давления в скважине до первоначального уровня.

Такой способ позволяет на первом этапе проводить очистку призабойной зоны скважины от солевых и углеводородных отложений, на втором этапе - осуществлять резонансное возвратно-поступательное движение столба скважинной жидкости при закачанном рабочем агенте для его проникновения в призабойную зону скважины за счет массы и инерции скважинной жидкости. Сочетание возвратно-поступательного движения столба скважинной жидкости и изменения давления в призабойной зоне в широком диапазоне способствует очистке и развитию трещин пласта за счет регулярной деформации - расширений и смыканий. На третьем этапе - осуществляется резонансное возвратно-поступательное движение столба скважинной жидкости, с одновременной обратной промывкой скважины с удалением остатков непрореагировавшего рабочего агента и продуктов его химической реакции с породой пласта.

Способ реализуют следующим образом. На устье скважины устанавливают вентили, из которых: вентиль слива соединяет полость НКТ со сливной емкостью, вентиль долива - полость НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением, например линией жидкости, предназначенной для закачки в нагнетательные скважины, или агрегатом ЦА-320. Затрубное пространство заполняют жидкостью до технологически допустимого давления.

На первом этапе открывают вентиль слива, скважинная жидкость изливается в сливную емкость, давление жидкости на устье резко падает до атмосферного, формируется волна разрежения, которая перемещается от устья к забою скважины и формирует в призабойной зоне импульс депрессии. При закрытии вентиля слива жидкости и прерывании движущегося потока жидкости на устье формируется область высокого давления, которая перемещается от устья к забою скважины и формирует в призабойной зоне импульс репрессии. Периодическое открывание и закрывание вентиля слива приводит к регулярному прохождению волн давления и разрежения по полости НКТ.

Волны давления и разрежения, перемещаясь по полости скважины от устья к забою и обратно, создают удары, в том числе в призабойной зоне, и способствуют отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов и трещин, разрушению скелета пласта. Импульсы депрессии способствуют извлечению кольматантов из пор и трещин пласта, выводу их в полость скважины для последующего удаления изливом или промывкой.

На втором этапе в призабойную зону циркуляцией доставляют рабочий агент (кислотный раствор, дистиллят или другие растворители). Чередованием открытия вентилей слива и долива жидкости скважинная жидкость приводится в состояние вертикальных возвратно-поступательных колебаний. Перемещение многотонной массы жидкости через затрубное пространство способствует созданию в призабойной зоне значительных перепадов давления и регулярному расширению и смыканию трещин пласта. Резонанс колебаний поддерживают периодическим открытием вентилей в такт с собственными колебаниями столба скважинной жидкости.

Периодически прекращают открывание вентиля слива жидкости. При отсутствии слива жидкости давление в призабойной зоне скважины поднимается, на трещины пласта оказывает влияние сочетание периодических пульсаций от долива жидкости и общее повышение давления. Трещины расширяются в пульсирующее режиме. При возобновлении открывания вентиля слива жидкости давление в призабойной зоне снижается, трещины смыкаются в пульсирующем режиме.

Регулярное движение жидкости через призабойную зону при переменном давлении способствует ее промывке, отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов и трещин, расшатыванию и выкрашиванию низкопроницаемых фрагментов скелета пласта, более равномерному распределению рабочего агента в призабойной зоне, ускорению химической реакции, размыву углеводородной пленки на стенках трещин пласта.

Для удаления остатков непрореагировавшего рабочего агента и продуктов его химической реакции с породой пласта осуществляют третий этап обработки призабойной зоны. Производится обратная промывка скважины через затрубное пространство и насосно-компрессорную трубу. Промывка полости скважины сочетается с раскачкой столба жидкости и промывкой призабойной зоны скважины.

Скорость изменения давления ограничивается условиями сохранения целостности обсадной колонны и исправности штангового насоса.

В процессе обработки скважины этапы по необходимости чередуют в последовательности, определяемой геологическими условиями, степенью кольматации, техническим состоянием колонны труб, технологическим планом работ и т.д.