Патент на изобретение №2349747

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Способ обработки призабойной зоны скважины включает формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины. Создают периодические импульсы давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны, образующейся при периодическом открывании насосно-компрессорной трубы (НКТ) на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей. Один из которых – вентиль слива жидкости соединяет НКТ со сливной емкостью, другой – вентиль долива жидкости, соединяет НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением. Открывание и закрывание полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости. Периодически повышают давление в скважине соединением НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости. НКТ через вентиль соединяют с ресивером, заполненным газом. Устанавливают второй вентиль долива жидкости, соединяющий источник жидкости, находящийся под давлением, с затрубным пространством. На первом этапе перекрывают вентиль, соединяющий НКТ с ресивером. Призабойную зону обрабатывают созданием периодических импульсов давления. На втором этапе открывают вентиль, соединяющий НКТ с ресивером. Циркуляцией закачивают рабочий агент в призабойную зону. Обрабатывают ее раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости с периодичностью, обеспечивающей движение ее массы в режиме резонанса. По необходимости повышают давление в полости скважины путем открытия первого вентиля долива жидкости. На третьем этапе, при открытом вентиле, соединяющем НКТ с ресивером, проводят обработку призабойной зоны раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости и второго вентиля долива жидкости с периодичностью, обеспечивающей движение ее массы в режиме резонанса и циркуляцию для обратной промывки скважины. Техническим результатом является применение различных по форме и мощности периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта для каждого из чередующихся этапов обработки скважины.

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

Известен способ обработки призабойной зоны нагнетательной скважины (Ибрагимов Н.Г., Закиров А.Ф., Никитин В.Н., Ожередов Е.В. Патент №2258134, кл. Е21В 43/18), при котором в интервале перфорации организуют ванну рабочего агента его продавкой в режиме импульсного дренирования с технологической выдержкой.

Однако способ не позволяет создавать для различных этапов обработки призабойной зоны гидравлические волны с регулируемой скоростью и частотой изменения давления.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта скважин (Губарь В.А., Губарь Д.В. Патент №2262591, кл. Е21В 43/18), включающий гидравлическую очистку зоны перфорации продуктивного пласта скважины, закачку химического реагента в призабойную зону, промывку скважины и последующее высокоэнергетическое газоимпульсное воздействие на призабойную зону пласта скважины с давлением на фронте ударной волны, равным или превышающим горное давление в зоне обработки.

Однако способ не позволяет создавать для различных этапов обработки призабойной зоны гидравлические волны с регулируемой скоростью и частотой изменения давления.

Известен способ обработки малопроницаемого продуктивного пласта (Тахаутдинов Р.Ш., Курочюан Б.М., Магалимов А.А. и др. Патент №2283946, кл. Е21В 43/18), в котором осуществляют спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с гидропульсатором до зоны продуктивного пласта, закачку по ним расчетного объема кислоты в скважину, продавку ее в обрабатываемый продуктивный пласт под давлением, создание гидроимпульсов с помощью гидропульсатора и промывку скважины.

Однако гидропульсатор создает импульсы малой мощности, не достаточной для периодического раскрытия и смыкания трещин пласта и активной его промывки.

Известен способ обработки продуктивного пласта (Дыбленко В.П. Туфанов И.А. 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, не достаточной для периодического раскрытия и смыкания трещин пласта и активной его промывки.

Известен способ реагентно-импульсного воздействия на скважину и продуктивный пласт и установка для его осуществления (Кононенко П.И., Богуслаев В.А., Квитчук К.К. и др. 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.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (Шипулин А.В. Патент №2266404, кл. Е21В 43/25), взятый 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, один из которых соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй – с источником жидкости, находящейся под давлением.

Однако способ не позволяет создавать для различных этапов обработки призабойной зоны гидравлические волны с регулируемой скоростью и частотой изменения давления, а также активно промывать прискважинную зону пласта.

Задачей изобретения является применение различных по форме и мощности периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта для каждого из чередующихся этапов обработки скважины.

Задача решается тем, что, применяя 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 ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей, один из которых – вентиль слива жидкости – соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй – вентиль долива жидкости – с источником жидкости, находящейся под давлением, открывание и закрывание полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости, периодически повышают давление в скважине соединением устья скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости, НКТ через вентиль соединяют с ресивером, заполненным газом, устанавливают второй вентиль долива жидкости, соединяющий источник жидкости, находящийся под давлением, с затрубным пространством, на первом этапе перекрывают вентиль, соединяющий НКТ с ресивером, призабойную зону обрабатывают созданием периодических импульсов давления в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании НКТ на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентиля слива, соединяющего НКТ со сливной емкостью, и вентиля долива жидкости, соединяющего НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением, на втором этапе открывают вентиль, соединяющий НКТ с ресивером, циркуляцией закачивают рабочий агент в призабойную зону и обрабатывают ее раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости с периодичностью, обеспечивающей движение ее массы в режиме резонанса, по необходимости повышают давление в полости скважины открытием вентиля долива жидкости, соединяющего НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением, на третьем этапе при открытом вентиле, соединяющем НКТ с ресивером, проводят обработку призабойной зоны раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости и вентиля долива жидкости, соединяющего затрубное пространство с источником жидкости, находящейся под давлением, с периодичностью, обеспечивающей движение ее массы в режиме резонанса и циркуляцию для обратной промывки скважины.

Такой способ позволяет: на первом этапе осуществлять очистку призабойной зоны скважины от солевых и углеводородных отложений; на втором этапе – при закачанном рабочем агенте осуществлять резонансное возвратно-поступательное движение столба скважинной жидкости, который воздействует на призабойную зону инерцией своей массы и обеспечивает проникновение рабочего агента в расширяющиеся трещины пласта; на третьем этапе – осуществлять резонансное возвратно-поступательное движение столба скважинной жидкости, который воздействует на призабойную зону инерцией своей массы и одновременно проводить обратную промывку скважины с удалением остатков не прореагировавшего 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, второй вентиль долива – затрубное пространство с источником жидкости, находящейся под давлением. Полость НКТ соединяют с ресивером, содержащим безопасный для проведения работ инертный газ. Жидкость закачивают в затрубное пространство 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.

В момент открывания вентиля слива скважинная жидкость начинает изливаться в сливную емкость с увеличивающейся скоростью. При резком закрытии вентиля слива скважинная жидкости в силу инерции своей массы заполняет ресивер и сжимает газ. После максимального сжатия газ, расширяясь, выталкивает жидкость от устья к призабойной зоне. Скважинная жидкость приводится в состояние вертикальных возвратно-поступательных колебаний. Перемещающаяся масса жидкости отражается сверху сжимающимся газом, снизу – расширяющимися и смыкающимися трещинами пласта. Резонанс колебаний поддерживают периодическим открытием вентиля слива и разгоном жидкости за счет ее излива.

На втором этапе открывают вентиль, соединяющий НКТ с ресивером, содержащим безопасный для проведения работ инертный газ, в призабойную зону циркуляцией доставляют рабочий агент (кислотный раствор, дистиллят или другие растворители).

В момент открывания вентиля слива скважинная жидкость начинает изливаться в сливную емкость с увеличивающейся скоростью. При резком закрытии вентиля слива скважинная жидкость в силу инерции своей массы заполняет ресивер и сжимает газ. После максимального сжатия газ, расширяясь, выталкивает жидкость от устья к призабойной зоне. Скважинная жидкость приводится в состояние вертикальных возвратно-поступательных колебаний. Перемещающаяся масса жидкости отражается сверху сжимающимся газом, снизу – расширяющимися и смыкающимися трещинами пласта. Резонанс колебаний поддерживают периодическим открытием вентиля слива и разгоном жидкости за счет ее излива.

Перемещение нескольких тонн жидкости в НКТ способствует созданию в призабойной зоне значительных перепадов давления, а также ее промывке, отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов и трещин, а также расшатыванию и выкрашиванию низкопроницаемых фрагментов скелета пласта.

В связи с регулярным изливом жидкости в процессе обработки призабойной зоны периодически открывают вентиль долива жидкости и производят повышение давления в полости скважины до технологически допустимого уровня. Долив жидкости через НКТ препятствует перемещению рабочего агента вверх и его изливу из скважины при проведении обработки.

На третьем этапе производят обработку призабойной зоны приведением в движение массы скважинной жидкости, описанным выше, долив жидкости для повышения давления производят через второй вентиль долива, соединяющий затрубное пространство с источником жидкости, находящейся под давлением. При доливе жидкости производится ее циркуляция через затрубное пространство и НКТ, то есть обратная промывка с изливом через НКТ остатков не прореагировавшего рабочего агента и продуктов его химической реакции с породой пласта. Промывка полости скважины сочетается с раскачкой столба жидкости и промывкой прискважинной зоны пласта.

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.

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 ударной волны, образующейся при периодическом открывании насосно-компрессорной трубы (НКТ) на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей, один из которых – вентиль слива жидкости соединяет НКТ со сливной емкостью, второй – вентиль долива жидкости – с источником жидкости, находящейся под давлением, открывание и закрывание НКТ на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости, периодически повышают давление в скважине соединением НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости, отличающийся тем, что НКТ через вентиль соединяют с ресивером, заполненным газом, устанавливают второй вентиль долива жидкости, соединяющий источник жидкости, находящийся под давлением, с затрубным пространством, на первом этапе перекрывают вентиль, соединяющий НКТ с ресивером, призабойную зону обрабатывают созданием периодических импульсов давления в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании НКТ на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентиля слива, соединяющего НКТ со сливной емкостью, и вентиля долива жидкости, соединяющего НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением, на втором этапе открывают вентиль, соединяющий НКТ с ресивером, циркуляцией закачивают рабочий агент в призабойную зону и обрабатывают ее раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости с периодичностью, обеспечивающей движение ее массы в режиме резонанса, по необходимости повышают давление в полости скважины открытием вентиля долива жидкости, соединяющего НКТ с источником жидкости, находящейся под давлением, на третьем этапе при открытом вентиле, соединяющем НКТ с ресивером, проводят обработку призабойной зоны раскачкой массы скважинной жидкости за счет открывания вентиля слива жидкости и вентиля долива жидкости, соединяющего затрубное пространство с источником жидкости, находящейся под давлением, с периодичностью, обеспечивающей движение ее массы в режиме резонанса и циркуляцию для обратной промывки скважины.