Способ освоения скважины

(54) СПОСОБ ОС (57) Изобретен зодобывающей и ние эффективноключения прежд НЫ ОЕНИЯ СКВАЖИ е относитс ом-ти. Цел ти способа временного к нефтега - повыше- а счет исреагироваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧЯРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокогоразведочного бурения(56) Амиян А.В Освоение нефтяных игазовых скважин пенами: Тематическиеи научно-технические обзоры. Сер.:Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИОЭНГ,1977, с. 30-31.Квашнин Г.П. Технология вскрытияи освоения водоносных пластов, - М.:Недра, 1987, с. 142-143. Изобретение относится к нефтегазо" добывающей промышленности, в частности к способам освоения скважин.Цель изобретения - повышение эф-, фективности способа за счет исключения преждевременного реагирования скважинкой жидкости с газообразователем.На фиг. 1 представлена зависимость величины снижения гидростатического давления от объема продавочной жидкости и массы газообразователя,- гид 2ния скважинной жидкости с газообразователем. Перед освоением скважины задаются величиной снижения гидростатического давления Рсн и определяют не- обходимое количество газообразователя в виде гидридов щелочных или щелочно-земельных металлов и объем про" давочной жидкости по графику, построенному согласно математической формулы. Из расчетного количества газообразователя приготавливают его взвесь в углеводородной жидкости. Закачивают жидкость в затрубное пространство и продавливают в скважину вязкоупругим разделителем и продавочной жидкостью. При открытом затрубном пространстве осуществляют выпуск продавочной жьщкости за счет упругой энергии газа, образовавшегося при взаимодействии газообразователя с водой. Снижают избыточное давление в затрубном пространстве до атмосферного, после чего процесс понижения гидростатического давления в скважине считают законченным. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. рида кальция (СаН ); на фиг. 2 - зат. висимость величины снижения гидростатического давления от объема продавочной жидкости и массы газообразователя " гидрида лития (Е 1 Н),Способ освоения скважины осуществляют следующим образом.В эатрубное пространство скважины вводят газообразователь в виде взвеси в углеводородной жидкости, которыйпродавливают вязкоупругим разделителем и продавочной жидкостью. В качест 3 1590544 4ве газообразователя используют гидри ды щелочных и щелочноземельных металлов,Количество реагента. и объем продавочной жидкости определяют исходя из планируемой неличины снижения гидро- статического давления по графику, построенному согласно формуле: 10 Р---- (Ч + 2 10 ф(Р +Е ) "Р 15 где Р - снижение нидростатическогодавления, МПа;- плотность скважинной жидкости, кг/м" объем газа, выделяющегося с Оединицы массы газообразователя, м/кг;я - ускорение свободного падеР - площадь затрубного пространТства, мУ - площадь поперечного сечения .трнасосно"компрессорных труб,2мС - масса газообразонателя, кг; 30Ч д - объем продавочной жидкосР - атмосферное давление, МПа,Величину О определяют из уравнения взаимодействия гидрида щелочного или 35 щелочноземельного металла с водой: МеНц + ВНО = пН+Ме(ОН),(2) где Ь, и - стехиомегрические коэффициенты, определяющие количество взаимодействующих иобразовавшихся в результате реакции веществ;а - .коэффициент, характеризующий валентность щелочногоили щелочноземельного металла;Ме - индекс щелочного или щелочноземельнаго металла. ,50Задаваясь величиной снижения гидростатического давления, которая определяется конкретными геолого-промысловыми условиями и зная О, определяют необходимое количество реагента и55 объем продавочной жидкости,Использование в качестве разделителя газа и продавочной жидкости вязко упругого состава позноляет устранить явление барботаци.л, повысить эффективность использования упругой энергии газа.Вывод формулы, связывающей планируемую,величину снижения гидростатического давления с объемом продавоч-. ной жидкости н массой газообразователя, производится.из следующих соображений,При снижении гидростатического давления часть объема скважины сказывается свободным от жидкости.Величину этого объема можно выразить зависимостью(4) где Н - глубина контакта разделаярмежду продавочной жидкостьюи газовой "подушкой 1Н - толщина газовой "подушки";Н - глубина контакта между газовой подушкой и скважинной жидкостью.Приравнивая выражения (3) и (4), определяют величину Нчерез НН.з Р эт и Р тр Нсн (Ртр Р т) Р зт(Н и Н г) ф Откуда Р зт (Н д+Нг)НЕ тсн Р +Р 1(6) где Ч - объем скважинного пространства, свободный от жидкости;Н - глубина уровня скважинноГ. жидснкости после снижения гидростатического давления; Р ,Р в . площади трубного и затрубногоьтпространств соответственно.Исходя из того, что снижение гидростатического давления производится посредством последовательной закачки в затрубное пространство скважины реагента-газообразователя и проданочной жидкости и, допуская, что п 11 и ,снижении избыточного давления в затрубном пространстве после продавки реагента происходит полныйвынос или излив продавочной жидкости, объем скважинного пространства, освободившийся от жидкости, можно представить в виде51Нпр Нпр 10 С О РопР + +Я (16)г 24 К РзтЧпо аВыражая величину Н через апр Р1 ОНчерез Рс=8 Нсн и подставляя (14)в (6), получают окончательную формулу(7) где Р - избыточное давление в затрубье на устье скважины;Рп - давление от столба продавочной жидкости.Р у равно давлению столба жидкости в НКТ и его представляют как Р,1 = уН, где р плотность скважинкой жидкости, так какр+ Нгв то Р + Р 8 Нпр= Д(Нг + Нпр); (9)Р= уаН. Рн =--- (Ч(Ртр+гзп ). тт Формула справеии использования ива лишь ри услоснижениязообразопроцесс лениягидростатичес дав гавателя.П р и м е р 1. Исходные данные: освоению подлежит скважина, обсаженнаяэксплуатационной колонной диаметром146 мм, диаметр спущенных насосно-компрессорных труб 73 мм, следовательноРз = 0,008 м, Гтр0,003 м . Сква жина заполнена водой р = 1000 кг/мй,планируемая величина снижения гидростатического давления 8,0 МПа, используемый реагент-газообраэователь - гидрид кальция СЯН (гидрид щелочно 5земельного металла).Согласно уравнению (2) определяютобъем газа, вьделяющегося при взаимодействии 1 кг газообраэователя с водой- и: бъем газа Ч , вУколичеством газ деляемого некото образователя в т.е. при атмовыражают как нормальных условияхсферном давлении Ро Я вгаза Ч , выделяющ Р , определяют из Объем ося пр оотнош давленииния Рп Ч =Р 1 Чг откуда читывая (7) - (9)сывают(12) О СаН +2 Н О =Са(ОН)т+2 Н р. ичины Откуда идно, что иэ 1 г-моль гидобразуется 2 г-моль водоолекулярный вес гидрида дорода, а также, что объев а равен 22,4 л, определяют вьделяющегося из 1 кг гид. 3)(14) де 10 опо и д 1,1 м /кг ыра вид по диаграмме (фиг. 1), на графически представлено урав), исходя из заданной величиния гидростатического давлееделяют необходимое количестида кальция и объем продавочости. Зате которой нение ( ны сниж 8 РзтН г + ВРьтН прНт10 Р, С ц, (15 ния, оп во гидр ной жид Решая данное квадратное уравнениеносительно Н , и используя только 5 1590544 6Величина Нможет меняться в эави" положительные корни, так как отрица- симости от количества газообразователя тельные не имеют физического смысла, С, его способности выделить некоторое , полУчают:количество газа из единицы массы и идавления, под которым находится газовая "подушка" - РДавление Р, представляют в видеДля этого, на оси, соответствую-, щей изменению величины снижения гидростатичесшого давления Р, находят точку с отметкой, равной 8,0 ИПа. Перпендикулярно оси Рпроводят из этой5 точки линию до пересечения ее с кривой снижения гидростатического давления, соответствующей объему продавочной жидкости 8 м . Затем из точки пеэресечения проводят линию параллельную оси Р , По точке пересечения этой 1линии с осью С определяют необходимое количество газообразователя, равное 100 кГ. Таким образом, для обеспечения снижения гидростатического давления на 8,0 ИПа необходимое количество гидрида кальция составляет 100 кг при объеме продавки 8 мС целью предотвращения преждевре менного реагирования гидрида кальция с водой его в количестве 100 кг перемешивают в отдельной емкости с ди". зельным топливом (углеводородной жидкостью) в соотношении 1 кг на 1 л. Полученную таким образом-взвесь насосным агрегатом подают в.затрубное пространство скважины и продавливают вяз коупругим разделителем в объеме 75 л . и продавочной жидкостью в объеме 8 м, ЗОэ В процессе: закачки происходит седиментационное разделение гидрида ., кальция и дизельного топлива с последующим химическим взаимодействием гидрида кальция с водой и выделением газа.После проведения указанных операций насосный агрегат останавливают, а эатрубное пространство скважины открывают. Благодаря упругой энергии сжатого газа происходит вытеснение всей закачанной жидкости в объеме 8 мЭ. После снижения избыточного давления в затрубном пространстве до атмосферного процесс снижения гидро- статического давления в скважине заканчивается.П р и м е р 2 Исходные данные: освоению подлежит скважина, обсаженная эксплуатационной колонной диаметром 146 мм, диаметр спущенных насос- .но-компрессорных труб 73 мм следова 1 тельно Р .= 0,008 м, Р, = 0,003 м Скважина заполнена водой 9=1000 кг/м, планируемая величина снижения гидро- статического давления 8,0 ИПа, исполь" зуемый газообразователь-гидрид лития (ЬдН) - гидрид щелочного металла..Согласно уравнению (2) определяют объем газа, выпеляющегося при взаимодействии 1 кг гидрида лития с водой -В данном случаеИН+Н 0=1 хОН+Н.Откуда видно, что из 1 г-моль гидрида лития, в результате его взаимодействия с водой образуется 1 г-моль водорада. Зная молекулярный вес гидрида лития и водорода, а также, что объем 1 г-моль газа равен 22,4 л, определяют объем газа, выделяющего из 1.кг гидрида лития:2,8 м /кг.Затем по диаграмме (фиг, 2), на которой графически представлено уравнение (1), исходя из заданной величины снижения гидростатического давления, определяют необходимое количество гидрида лития и.объем продавочной жидкости.Для этого на оси, соответствующей изменению величины снижения гидростатического давления Р н:кбдят точку с отметкой, равной 8,0 ИПа. Перпендикулярно оси Рс проводят из этой точки линию до пересечения ею кривой снижения гидростатического давления,соответствующей объему продавочной жидкости 8 м , Затем из точки пересечения проводят линию, параллельную оси Р н. По точке пересечения этой линии с осью С определяют необходимое количество гидрида лития, равное 35 кг.Таким образом, для обеспечения снижения гидростатического давления на 8,0 ИПа необходимое количество гидрида лития составляет 35 кг при объеме продавочной жидкости 8 мС целью исключения преждевременного реагирования гидрнда лития с водой его в количестве 35 кг перемешивают в отдельной емкости с дизельным топливом (углеводородной жидкостью) в соотношении 1 кг на 1 л. Полученную таким образом взвесь насосным агрегатом подают в затрубное пространство скважины и продавливают вязкоупругим разделителем в объеме 75 л и продавочной жидкостью в объеме 8 мэВ процессе закачки происходит седиментационное разделение гидрида лития и дизельного топлива с последукяцим химическим взаимодействием гидрида лиФор изобретения- снижение гидростатическогодавления, ИПа;плотность скважинной жидкости, кг/м;- ускорение свободного падения, м/с- площадь поперечного сечениянасосно-компрессорных трубмФ е Р 1. Способ освоения скважины, включающий последовательную закачку в затзатрубное пространство скважины газообразователя и продавочного агента до образования газожидкостной сме О си и последующее снижение в ней гидростатического давления путем вывода гаэожидкостной смеси иэ эатрубного пространства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффектив ности способа за счет исключения преждевременного реагирования скважинной жидкости с газообразователем, последний закачивают в эатрубное пространство скважины в виде взвеси в уг- ЗО леводородной жидкости, при этом между продавочным агентом и гаэообразователем вводят вязко-упругий раздели" площадь затрубного простран"г,ства, м- объем продавочного агента, м.;- атмосферное давление, МПа; - масса газообразователя, кг; - объем газа, выделяющегося сединицы массы гаэообразователя, м /кг.3 ю 9 15905441 О тия с водой и выделением газа. После тель, а в качестве газообразователя проведения указанных операций насос- используют гидриды щелочных и щеный агрегат останавливают, а эатруб- лочноземельных металлов. ное пространство скважины открывают. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юБлагодаря упругой энергии сжатого щ и й с я тем, что массу газообразогаэа происходит вытеснение всей эа- вателя и объем продавонного агента качанной жидкости в объеме 8 м. Пос- определяют из выражения ле снижения избыточного давления в затрубном пространстве до атмосферно О Рсн 2 1 О б+р ) 1 вр го, процесс снижения избыточного дав 2 10Итр+Р зт) ления в скважине заканчивают.15.90544 орректор М, Юарощи ставитель Т. Умариевхред М.Дидьйс Бобкова т оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 ЗакаНИИПИ 2616Государственного ко113035, Мо Тираж 483 тета по изобрет ва, Ж, Раушс Подписноеям и открытиям при ГКНТ СЧСР наб., д. 4/5