Способ освоения скважины

(19 В 43/2 51)5 Т ИЗОБ ПИСА Недостаткоего низкая эффжинах. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Туркменский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(72) Р, А. Аллахвердиев и Э. С. Джани-Заде (56) Минеев Е, П, и др, Практическое руководство по испытанию скважин, М,; Недра, 1981, с. 118 - 120.Амиян А, В, Освоение нефтяных и газовых скважин пенами. ТНТО, - Серия "Нефтепромысловое дело", М.: ВНИИОЭНГ, 1973, с. 30 - 31. Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть использовано для вызова притока из пласта,Известен способ освоения скважины путем закачки в затрубное пространство воздуха от компрессора, вытеснение жидкости через трубки с последующей разрядкой затрубного пространства.Недостатком такого способа является небольшая глубина снижения уровня, которая зависит от максимального рабочего давления применяемой передвижной компрессорной установки.Известен также способ освоения нефтяных и газовых скважин путем закачки в затрубное пространство пенной системы с доведением ее до устья через насосно-компрессорные трубы с последующей разрядкой через затрубное пространство за счет самоизлива пены вследствие перехода потенциальной энергии сжатых пузырьков воздуха в кинетическую,(54) СПОСОБ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к вызову притока из пласта, Цель - ускорение ввода скважины в эксплуатацию, повышение глубины снижения уровня жидкости в стволе и уменьшение скорости всплытия пузырьков воздуха(газа).Для этого в затрубное пространство закачивается многоступенчатая подушка воздуха (газа) и загу 1 ценной жидкости с доведением их до башмака насосно-компрессорных труб, На каждой ступени давление подушки воздуха (газа) превышает вышенаходящийся столб загущенной жидкости, Затем производится разрядка затрубного пространства. При этом каждая подушка воздуха (газа) выносит вышенаходящийся столб загущенной жидкости, 3 ил,такого способа является ивность в глубоких скваНаиболее близким техническим реше - ъ нием (прототипом) является способ включающий нагнетание газовых (воздушных) , пачек в эатрубное пространство до тех пору пока давление не достигнет максимальной величины для установленной компрессорной установки. Затем жидкостью, закачиваемой с помощью насосного агрегата, проталкивают находящийся в загрубное пространство газ к башмаку насосно-комп- рессорных труб. При снижении давления на выкиде агрегата снова нагнетают газ, Чередование операций работы компрессорной установки и насосного агрегата прсодятдо момента выхода газа через башма насос- но-компрессорных труб, Далее за счет нагнетания и энергии расширяющегося газа происходит выброс газовых и жидкостныхпачек через НКТ, снижение уровня в скважине.Основными недостатками известного способа являются низкая эффективность и незначительное снижение уровня в скважине.Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет снижения уровня жидкости в стволе и увеличения депрессии на призабойную зону пласта,Поставленная цель достигается тем, что в затрубное пространство скважины последовательно закачивают пачки газа (воздуха) и загущенной жидкости с доведением их до башмака насосно-компрессорных труб, с последующей их разрядкой через затрубное пространство при одновременном перетоке жидкости из труб в затрубное пространство, причем высоту каждой пачки загущенной жидкости устанавливают такой, чтобы давление предыдущей газовой пачки было больше давления находящейся над ней пачки жидкости,На фиг. 1 изображено состояние затрубного пространства скважины, заполненное многоступенчатыми пачками газа и загущенной жидкости; на фиг. 2 - состояние после разрядки затрубного пространства и выравнивания уровней в стволе скважины; на фиг, 3 - блок-схема алгоритма вычисления значений давлений и высот пачек.Способ осуществляется в следующей последовательности,Вначале скважину прокачивают жидкостью, После этого в затрубное пространство скважины 1 закачивают пачку газа 2, Затем прокачивающим агрегатом закачивают столб загущенной жидкости 3, При этом давление столба загущенной жидкости устанавливают меньше, чем давление в газовой пачке. Так, последовательно, в зависимости от глубины скважины и давления, развиваемого компрессором, закачивают по расчету пачки газа и загущенной жидкости с доведением их до башмака труб, т. е. до полного заполнения затрубного пространства. При этом прокачивающим агрегатом, при избыточном давлении, осуществляют вытеснение жидкости из затрубного пространства через насосно-компрессорные трубы 4, при заполненной полости труб жидкостью 5. Далее производят разрядку затрубного пространства, При этом каждая пачка газа выбрасывает вышенаходящийся столб загущенной жидкости, Этому способствует и давление столба жидкости в насосно-компрессорных трубах, которое превышает давление а затрубном пространстве. При этом время разрядки затрубного пространства, в зависимости от геолого-технических условий скважины, регулируют установкой насадок или путем ступенчатых остановок процесса разрядки. Вусловиях отсутствия притока из пласта вода5 из насосно-компрессорных труб переместится в затрубное пространство до полнойстабилизации.В процессе освоения скважины, когдамногоступенчатая пачка газа и загущенной10 жидкости в затрубном пространстве доводится до башмака труб, то давление столбажидкости в насосно-компрессорных трубахпревышаетдавление в затрубном пространстве на величину избыточного устьеаого15 давления на затрубном пространстве, компенсирующее эту разницу, При разрядке избыточного давления происходитперемещение жидкости из полости труб взатрубное пространство. что дополнитель 20 но способствует вьбросу газовых и жидкостных пачек, При этом превышениедавления в пачках газа над давлением встолбах жидкости способствует ускорениюпроцесса освоения скважины.25 Использование загущенной жидкостиприводит к уменьшению скорости всплытиягазовых пузырьков и тем самым способствует повышению эффективности способа засчет поршневого вытеснения вышенаходя 30 щегося столба жидкости.Загущение жидкости (воды или нефтепродукта) производится вводом полимеров:водорастворимых полиакриламида, гипана,карбоксилметилцеллюлозы и др,) и нефтера 35 створимых полиизобутилена, синтегического каучука и др,).Изобретение осуществляется следующим образом,Осуществление способа приводится по40 скважине со следующими исходными данными,Диаметр эксплуатационной колонны 6"Диаметр насосно-компрессорных труб2 1/2"45 Глубина скважины до забоя 5020 мИнтервал фильтра 4990 - 5010 мГлубина спуска насосно-комгрессорных труб 5000 мОбьем одного метзоа насосно-компрес 50 сорных труб 0,0031 мОбъем одного метра затрубного пространства между эксплуатационной колонной и наружным диаметром насосно-компрессорныхтруб 0,0131 м55 Тип передвижного компрессора УКП - 80Тип прокачивающего агрегата ЦА - 320 МВ скважине, заполненной водой, давление на уровне башмака насосно-компрессорных труб составляет 50 МПа, Операциюпо освоению скважины, снижению уровняние первой воздушной пачи (нижней) равняетсяР 1,з = Р жЦ (Нж+ Н 2.1+ Н 1,з 1,Здесь Н 2,1+ Н 1 З = Но =800 мРР 2,1 = Ро = 8 10 Па,Р 1,з= рж д(Нж+Но)=1000 9,81 (750++ 800) = 1550 10 Па = 15,5 МПаВысоты первой и второй воздушных пачек определяют соответственно по форму 10 ламН 1,з=цР 13 Ож цНж+НоН 2 осуществляют в следующей последовательности, Вначале в затрубное пространство закачивают компрессором воздух до максимального давления - 8 МПа. При этом выдавливают воду из насосно-компрессорных 5 труб, а высоту воздушной пачки определяют из выраженияРк, щ = р жид "Нк, щ,800 15 413 м 80 Нж+Н Но+ п 2 НоН 2,1Нж+Й 2Полученное выра 5 собой суммарные выспачек. Значение п 2 выч рации. д Н. де Ро=а Р 1,2 ение представляет ты двух воздушных сляют методом итеРжц (Н 12+ Н2 80021500 + Ь 2Ь 2 = 550 м.Тогда 0 387 750+Ь 2641042050 - 312 м,3096001300+ 312+238) = 2050 х 80014 1500 + 550Н - 800 38755750 + 550Р 1,4 = 1000 9,81 (2 750х 10 Па = 20,5 МПа,Р 2,2 = 1000 9,81 (750 +х 10 Па = 13,0 МПа Й 1=5 а Р 1,2 Па = 12,6Затем закачива жения да 08 м,= 1000 9,81 (5МПа,в затрубноеют воздух (вторвления 8 10 П 8+ 750) = 125810 ространство вновь ую пачку) до достиа, При этом давле+ 238) = 1300 где Рк, п - давление в воздушной пачке, Па;Нк, о - высота воздушной пачки в затрубном пространстве, м;к - индекс, означает порядковый номер воздушной пачки;а - индекс, означает номер позиции воздушной пачки в затрубном пространстве;р ж = 1000 кг/м - плотность воды;зц = 9,81 м/с - ускорение свободного падения,Для исходных данных на устье Р, п =Р 1,1 = Ро = 8 10 Па, Тогда Нк,п 1 = Н 1,1 = Но =6- 81 О 6 001000 9,81Далее, преобразовав известное уравнение Бойля-Мариотта РЧ = сопз 1 для условийзатрубного пространства скважины с равным поперечным сечением по всей глубине,получим РН = сопзт.После первой воздушной пачки в затрубное пространство прокачивающим агрегатом закачивают загущенную жидкость- 0,5 %-ный водный раствор полиакриламида. Высоту столба загущенной воды (Нж)принимают такой, чтобы давление его быломеньше, чем давление воздушной пачки на0,5 МПа, что составляет Нж = 750 м.Тогда высота воздушной пачки определится из выражения,РоНо1,2 = Тогда Н 1,2 =Н 1,2 + НжЗдесь значение Н 1,2 находят одним из приближенных методов, например методом итерации. При этом в целях обобщения этой формы обозначим Н 1,2 через Ь 1.64 10Тогда Ь 1 = Ь + 750- 413 = 387 мПосле прокачки второй пачки воздуха взатрубное пространство закачивают воду(вторую пачку) высотой Нж = 750 м, котораяпродавливает воздушные пачки вниз. Приэтом с увеличением глубины погружениявоздушных пачек высота пачек уменьшается, а давление в них повышается. Давлениепервой (нижней) воздушной пачки определяется по формулеР 1,4 = р ж д(2 Нж + Н 1,4+ Н 2,2),а давление второй пачки определяетсяпо формулеР 2,2 = Р ж Ц (Нж + Н 1,4 + Н 2,2),обозначив через п 2 = Н 1,4+ Н 2,2, получимгН 14= Р Но - 2 Н, +1Р 2,1, НоН 2,1Н 22= РН 2,1 Н +1Складывая эти равенства, получимАналогичным образом определяют давление и высоты последующих пачек.Таким образом, обобщая изложенные результаты, получают расчетные формулы для вычисления давлений и высот соответ ствующих воздушных пачек в скважине. п - 2 к+1 Н +Н )и+1нечетное число к = ( 1, - у - )(водя н х и воздуши четных и,тся от 1 ЛО, ИЗМ- 12 простран ие на усть марная в й пачки во ее давлен омпрессор м - глубин че башПа; Нк,1 Высотиции (на устье)и -" -сумма2ек в затрубномРу - давленНобщ сумлубина нижнеРобщ - Общака насосно-кНскв = 5000 а "к"-й пачки на первой по,м; 5 рная высота воздушных пастве, м;е, МПа;ысота всех здуха),м; ие на уровне ных труб, У а скважинь Ь Н - высота столба жидкости от нижней пачки воздуха до башмака труб. м,Для ускорения и облегчения расчетов на базе приведенных расчетных формул были составлены блок-схема алгоритма и программа вычисления значений давлений и высот воздушных пачек в затрубном пространстве скважины на персональном компьютере (см, фиг, 3).Как видно из этих данных, для снижения уровня в скважине глубиной 5000 м требуется закачка шести воздушных и шести загущенных водяных пачек. После доведения этих многоступенчатых пачек до башмака насосно-компрессорных труб производят разрядку затрубного пространства, При этом каждая воздушная пачка, начиная - . сверху, выбрасывает вышенаходящийся столб загущенной воды. При этом одновременно происходит переток воры из труб в затрубное пространство.Согласно приведенным данным она заполнит в скважине немногим более 1000 м, следовательно, депрессия на пласт составит порядка 40 МПа.Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно снизить уровень жидкости в стволе скважины и создавать большие депрессии на пласт. При этом плавность депрессии обеспечивают регулировкой выпуска количества жидкости и газа из затрубного пространства во времени, причем данный способ освоения особенно целесобразно применять в глубоких скважинах, а также в скважинах, выходящих из капитального ремонта, где призабойная зона загрязнена и для очистки требуется создание больших депрессий.Кроме того, в ряде случаев освоения глубоких скважин предложенный способ является единственно возможным способом, позволяющим достичь таких высоких депрессий, получить приток пластового флюида,Формула изобретенияСпособ освоения скважины путем поочередного нагнетания в затрубное пространство пачек газа и продавочной жидкости с доведением пачек до башмака насосно-комп- рессорных труб и последующим их выпуском из скважин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет снижения уровня жидкости в стволе скважины и увеличения депрессии на призабойную зону, выпуск нагнетаемых агентов осуществляют через затрубное пространство при заполненной колонне насосно-компрессорных труб скважинной жидкостью с возможностью ее перетока в затоубное пространство, а высоту каждой пачки жид10 1765375 8,кости устанавливают такой, чтобы давление предыдущей газовой пачки было больше давления находящейся над ней пачки жидкости, при этом в качестве продавочнойжидкости используют жидкость, загущенную полимером.1765375 оста вител ь Р,Аллахвердиевехред У,Моргентал Корректор М.Петрова едактор З,Ходаков оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Гагарина, 1 аказ 3363 ВНИИПИ Гос Тиражственного коми113035, Москв Подписноеа по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССЖ, Раушскэя наб 4/5