Способ освоения скважин

(51)5 Е 21 В 43 2 ЗОБ РЕТ ОПИСАК ПАТЕНТУ ы, По- агреГА 13 ство СССР22, 1973. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН (57) В скважину опускают. колонку труб (КТ) 2 с отверстием 10 в нижней части. Ниже отверстия 10 в КТ 2 установлено седло 8 под бросовый запорный орган 9, Для понижения уровня жидкости в скважине в затрубное пространство 3 закачивают газообразный агент (ГА) 13 и продавливают его продавочной жидкостью до расчетной глубин сле этого открывают выкид насосного гата, упругой энергией сжатой пачки выбрасывает из скважины закаченную жидкость, Увеличившийся объем свободного пространства 3 вновь заполняют ГА 13 и продавливают его до новой расчетной глубины, пока не заработает продуктивный горизонт 11. В момент остановки скважины на приток, буровой раствор 12, находящийся в трубном канале 7 КТ 2, начнет вытекать в затрубное пространство 3 через отверстие 10. Размеры последнего выбирают в соответствии с выражением, приведенным в тексте описания. 5 ил.В никтльИзобретение относится к горному делу, а именно к освоению скважин.Известен способ освоения скважин, включающий создание в скважине, оборудованной колонной труб, заполненной буровым раствором, депрессии на продуктивный горизонт путем понижения уровня эа счет продавливания газовых подушек и продавочной жидкости с последующим выпуском части последней и заполнения освободившегося объема газообразным агентом.Наличие пакера снижает эффективность применения способа, Способ также не может быть применен в нефтяных и газовых скважинах, так как маневрирование колонной труб Н КТ можно производить только при отсутствии давления на устьи скважины,Целью изобретения является повышение эффективности способа.Цель достигается тем, что в известном способе освоения скважин, включающем создание в скважине, оборудованной колонной труб, заполненной буровым раствором, депрессии на продуктивный горизонт путем понижения уровня за счет продавливания газовых пачек и продавочной жидкости с последующим выпуском части последней и заполнения освободившегося объема газообразным агентом, выпуск части продавочной жидкости осуществляют через затрубное пространство при перекрытом в нижней части трубном канале, а после полного понижения уровня в затрубном пространстве производят слив бурового раствора, находящегося в трубном канале через отверстие в нижней части колонны труб, размер которого выбирают в соответствии с выражением: 10Рпл - н1 12 Я,р. 10Рп 1 где Р - площадь сечения отверстия, см2,Рпл - пластовое давление,. кгс/см;1 - глубина выполнения отверстия в колонне труб, м;л - удельный вес пластового флюида, г/см;1 Ъ,р, - ,удельный вес бурового ОЭаствора, заполняющего колонну труб, г/см,На фиг.1 - 5 схематически показан принцип осуществления способа: на фиг,1 приведен момент заполнения затрубного пространства скважины газообразным агентом при первом цикле понижения уровня жидкости; на фиг,2 - то же, момент окончания продавливания 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 газовой пачки продавочной жидкостью; на фиг.3 - то же, момент выпуска продавочной жидкости из затрубного пространства изаполнения увеличивающегося объема затрубного пространства газообразнымагентом; на фиг.4- то же, момент окончанияпродавливания газовой пачки при второмцикле понижения уровня в затрубном пространстве; на фиг,5 - тоже, момент выпускапродавочной жидкости из затрубного пространства и заполнения увеличившегосяобъема опорожнения газообразным агентом для третьего цикла понижения уровняжидкости.На схемах 1 - 5 приведена скважина, вкоторую спущена эксплуатационная колонна 1, колонна насосно-компрессорных труб2 (НКТ), образующие между собой эатрубное пространство 3, от которого отходят манифольдные линии 4 и 5, и манифольдныелинии б от трубного канала 7,На нижнем конце НКТ 2 установленогнездо 8 под бросовый запорный орган 9,выполняющий роль обратного клапана,обеспечивающего циркуляцию только в одном направлении - от забоя вверх по трубному каналу 7. В нижней части НКТ 2выполнено сливное отверстие 10. Возможен вариант с отверстием 10 в запорноморгане 9. Этот вариант предпочтительней,так как выходящей из отверстия 10 струейне будет размываться обсадная колонна 1.Сливное отверстие 10 должно удовлетворять следующим требованиям, Его размерыдолжны обеспечивать слив жидкости из Н КТ2 за такое время, чтобы пластовый флюид,поступающий из продуктивного горизонта11, успевал выносить из скважины сливающуюся из отверстия 10 жидкость, Скважиназаполнена буровым раствором 12, Понижение уровня жидкости в скважине производится с помощью газообразного агента 13.а его продавливание - продавочной жидкостью 14, в качестве которой наиболее целе-сообразно использовать воду.Возможен вариант без отверстия 10. Вэтом случае запорный орган 9 делается иэразрушаемого в течение заданного времениматериала (путем его растворения, расплавления и т.д.),тобы обеспечить выполнение выше названного условия, размер отверстия 10 должен выбираться следующим путем,Размеры отверстия 10 можно определять из известной формулы-Х)гл, Х уа Р., (г) 10пп, 20 где Х - общая высота бурового раствора 12 в затрубном пространстве 3 в момент его выноса пластовым флюидом на поверхность; 25Е-Х - высота пластового флюида в этот момент.После несложных преобразований пол- учим 30(3) Уб.р. У Из условия работоспособности предлагаемой системы (т.е, пластовый флюид, поступающий из горизонта 11, выносит буровой раствор 12 с забоя скважины) можно записать такое равенство: 40( - Х ц где о - дебит пластового флюида в л/сек.После подстановки значения всех членов, входящих в формулу (1) из формул (3) и 45 (4) получим:) 12б,р, - 10 Рпл 1 Освоениощим образ скважины производя У ер.Кала ям 6 рную иточмер, сный маниф7 подсооказана), азного агенКП), к лО. Прим трубного ка емкость (не ник газооб компрессор агрегат ЦА ольдным линединяют заме к линии 4 - с та 13 (напр инии 5 - насо где 0 - расход бурового раствора, вытекающего в скважину через отверстие 10 в л/сек;уб.р, - удельный вес бурового раствора, заполняющего трубный канал 7 НКТ 2, г/см; 5Р - давление столба бурового раствора 12 в Н КТ 2 на уровне отверстия 10, кгс/см .Так как колонна НКТ 2 спускается в кровлю продуктивного горизонта 11, а отверстие 10 находится на нижнем конце НКТ 10 2, то можно принять, что их глубина одинакова. Пусть эта глубина будет. Тогда после заполнения затрубного пространства 3 на всю высоту смесью пластового флюида с удельным весом у и бурового раствора, вы текающего из отверстия 10, можно составить такое равенство;(6) где Р - давление воздуха 13 в конце цикла вытеснения бурового раствора 12 (см.фиг.1) из затрубного пространства 3.После этого воздушную пачку 13 продавили водой 14 (см.фиг.2) до глубины и + Ь и, насосный агрегат остановили и открыли выкид агрегата на линии 5. Упругой энергией сжатого воздуха 13 закаченную воду 14 вытеснило из затрубного пространства 3 в мерник агрегата (не считая утечек воды через воздушную пачку 13, которые не превышают 10/,). Так как низ НКТ 2 перекрыт обратным клапаном 8-9, то буровой раствор 12, находящийся в трубном канале 7, почти не вытекает из Н КТ 2 (не считая утечек через Вначале производят обратную промывку и проверяют герметичность перекрытия бросовым органом 9 гнезда 8. Предварительно, до спуска НКТ 2 в скважину, выбирают расчетом размер сливного отверстия 10.Приведем расчет для следующих условий:Пластовое давление в продуктивном горизонте 11 Рпл = 500 кгс/см .гГлубина нахождения отверстия 10 1 = =5000 м.Колонна НКТ 2 заполнена буровым раствором 12 с уб,р, = 1,2 г/см .з"Удельный вес пластового флюида у = 0,8 г/см .Дебит скважины о = 1 л/сек,После подстановки всех данных в формулу (5) получим Г = 0,05 см или 5 мм,2Тогда диаметр сливного отверстия 10 равен 2 5 ммПосле проверки качества герметизации бросовым органом 9 гнезда 8 приступили к понижению уровня жидкости в затрубном пространстве 3 (см. фиг,1-5), Для этого через линию 4 в затрубное пространство закачали воздушную пачку 13 (т,е. газообразный агент). Под давлением воздуха 13 буровой раствор 12, находящийся в затрубном пространстве 3, вытесняется в трубный канал 7, а из него по манифольдной линии 6 в замерную емкость. По обьему вытесненного раствора 12 судят о количестве закаченного воздуха 13 и глубине его нижней границы. После достижения на устье скважины заданной величины давления Р (в данном случае Р= 80 кгс/см ) подачу воздуха 13 прекратили. При этом уровень бурового раствора 12 в затрубном пространстве 3 понижается на глубину Н, равную(7) Н 1= Ь+ЛК где и - глубина закачивания продавочной жидкости 14 при первом цикле понижения, м;Ь и - высота сжатой пачки 13, закаченной на глубину Н 1, в м,Таким образом новый уровень бурового раствора 12 в затрубном пространстве 3 будет на глубине Н 1. Если на этой глубине снижения уровня не будет получен приток, это означает, что уровень в затрубном пространстве 3 понижен недостаточно. В этом случае начинают второй цикл понижения уровня жидкости (см, фиг.4 и 5), Для этого в затрубное пространство 3 вновь подают воздух 13 и заполняют им весь увеличивающийся обьем от опорожнения при первом цикле понижения до глубины Н 1, При достижения на устье давления воздуха 13, равного Р, его. продавливают водой 14 до следующей расчетной глубины Ь 1, После этого вновь открывают выкид насосного агрегата, который закачивал воду 14, и выпускают из эатрубного пространства 3 закаченную воду 14, После полного вытеснения этой жидкости уровень бурового раствора 12 в затрубном пространстве 3 окажется пониженным на глубину Н 2. Таким образом, после каждого нового цикла уровень бурового раствора 12 в затрубном пространстве 3 поникается нэ большую глубину, чем при предыдущем цикле. Это позволяет при каждом последующем цикле в затрубное пространство 3 закачивать больший объем воздуха 13, хотя давление во всех циклах одинаковое и равно "Р" (в данном случае Р = 80 кгс/см ), Понижение производят до тех пор, пока продуктивный горизонт 11 не начнет работать или пока затрубное пространство 3 не осушится полностью.После того, как горизонт 11 начал работать, скважину отрабатывают в течение 4-5 ч, чтобы через отверстие 10 стекло не менее половины объема трубного пространства 7. После этого скважину переключают с затрубного пространства 3 на трубное 7. Имеющимся давлением в скважине (оно близко к пластовому) остатки бурового раствора 12, находящиеся в трубном канале 7 НКТ 2, вы 35 40 50 отверстие 10, которые незначительны). Поэтому уровень бурового раствора в затрубном пространстве 3, полученный за первый цикл понижения (см. фиг,1 - 3), остается почти неизменным и находится на глубине Н 1, равной 5 10 15 20 25 30брасывает из скважины и начинается нормальная отработка - через трубный канал 7.Так как способ позволяет производить многоцикловое понижение уровня, вплоть до полного осушения скважины, то это дает возможность его применять для освоения как глубоких скважин, так и мелких, от аномально с высоким давлением до истощенных продуктивных горизонтов,Способ позволяет производить как резкое, так и плавное понижение уровня жидкости в скважине, При необходимости можно произвести динамическое воздействие на испытываемый горизонт путем резкого выпуска газообразного агента 13. Это обеспечивает приток флюида даже из тех скважин, которые при известных способах освоения считались сухими. Способ ускоряет очистку призабойной зоны скважин, что способствует увеличению дебита скважин.Способ позволяет исключить многоцикловую замену жидкости в скважине (т.е, переход на воду, потом на нефть и т.д.). В результате снижается выпадение твердой фазы, находящейся в буровом растворе. Это предотвращает образование шламовых пробок в зоне перфорации, которые сникают эффективную площадь рабочей зоны продуктивного горизонта. Формула изобретения Способ освоения скважин, включающий создание в скважине, оборудованной колонной труб, заполненной буровым раствором, депрессии на продуктивный горизонт путем понижения уровня за счет продавливания газовых пачек и продавочной жидкости с последующим выпуском части последней и заполнением освободившегося обьема газообразным агентом, о т л и ч.а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности способа, выпуск части продавочной жидкости осуществляют через затрубное пространство при перекрытом в нижней части трубном канале, а после полного понижения уровня в затрубном пространстве производят слив бурового раствора, находящегося в трубном канале, через отверстие в нижней части колонны труб, размер которого выбирают в соответствии с выражением; Р Ч 10 Рпл .,Ун1-) 121776301 1 О д емкаст- глубина выполнения отверстия в колонне труб, м;ун - удельный вес пластового флюида, г/см;)Ъ,р, - удельный вес бурового раствора.заполняющего колонну труб, г/см .1776301 Составитель В.Курт Техред М.Моргентал рректор Н.Корол дак каз 4048 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101