РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2534116 (13) C1
(51)  МПК

E21B43/18   (2006.01)
E21B43/25   (2006.01)
E21B28/00   (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 29.12.2014 - действует
Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2013140427/03, 30.08.2013

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
30.08.2013

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 30.08.2013

(45) Опубликовано: 27.11.2014

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2011118834 А, 20.11.2012. RU 2366806 С1, 20.06.2005. RU 2310059 С1, 10.11.2007. RU 2232261 С1, 10.07.2004. RU 2235865 С1, 10.09.2004. RU 2230893 С1, 20.06.2004. US 5184678 А, 09.02.1993

Адрес для переписки:
450000, г.Уфа, ул. Ленина, 28, а/я 1362, патентному поверенному РФ Сафиной М.Б.

(72) Автор(ы):
Ерилин Сергей Александрович (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Ерилин Сергей Александрович (RU)

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ГИДРОТАРАНА ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА И ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к импульсной гидроударной обработке призабойной зоны пласта - ПЗП и освоению скважин. Обеспечивает повышение эффективности и технологичности способа и устройства за счет увеличения мощности и вариативности гидравлического воздействия на ПЗП при упрощении устройства и способа. Сущность изобретений: способ включает изоляцию пласта кольцевым пакером, барообработку призабойной зоны пласта циклическими импульсами давления репрессии и депрессии на призабойную зону пласта с откачкой пластовой жидкости. Для создания импульсов давления репрессии и депрессии разъединяют подпакерное пространство с надпакерным пространством. Дают время на выравнивание подпакерного давления с пластовым. Давление в надпакерной зоне без прокачки рабочего агента с поверхности обеспечивают выше пластового для прямого гидротарана или ниже пластового для обратного гидротарана. Объединяют подпакерное пространство с насосно-компрессорной трубой - НКТ или подпакерное пространство с надпакерным пространством для прямого или обратного гидротарана. Возможность разъединения или объединения подпакерного пространства с надпакерным пространством или насосно-компрессорной трубой обеспечивают применением скважинной компоновки с гильзой, седлом на ней и кольцевым пакером, поршня с крестовиной, который перемещают в гильзе с помощью колонны НКТ с возможностью входа и выхода поршня из гильзы, управляемого поршневого клапана на нижнем торце НКТ, взаимодействующего с седлом гильзы, для его открывания и закрывания при перемещении НКТ с поршнем. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к импульсной гидроударной обработке призабойной зоны пласта (ПЗП) и освоению скважин.

Известно устройство /заявка 2011118834, Е21В 43/00, опубл. 20.11.2012/ для гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважин, которое в одном из вариантов включает обсадную колонну с пакером, гильзой (последняя с циркуляционными отверстиями) и насосно-компрессорную трубу (НКТ) в качестве трубчатого корпуса; трубчатый поршень внутри гильзы подвешен на пружине с возможностью перемещения внутри гильзы вверх-вниз, и устанавливаемый в поршне струйный насос. Устройство работает следующим образом. При посаженном пакере после установки в поршне струйного насоса при закрытых циркуляционных отверстиях в гильзе включают подачу рабочего агента насосным агрегатом с поверхности через НКТ, через внутренние органы струйного насоса в подпакерное пространство. Давление в подпакерном пространстве повышается выше пластового и происходит репрессионное воздействие. Далее при увеличении подачи рабочего агента насосным агрегатом с поверхности происходит сжатие пружины и перемещение трубчатого поршня с установленным в нем струйным насосом вниз, при этом в гильзе открываются циркуляционные отверстия, струйный насос начинает работать, и рабочий агент через внутренние органы струйного насоса направляется в кольцевое пространство. При этом в подпакерном пространстве снижается давление ниже пластового и происходит приток за счет депрессионного воздействия. Далее снижают подачу рабочего агента с поверхности и пружина перемещает трубчатый поршень со струйным насосом внутри него вверх, перекрывая циркуляционные отверстия в гильзе. Многократно изменяя подачу рабочего агента с поверхности и тем самым, открывая-перекрывая циркуляционные отверстия в гильзе, обеспечивают импульсное репрессионно-депрессионное воздействие на ПЗП. К недостаткам данного варианта устройства относится, в частности, недостаточная технологичность в связи с подверженностью пружины коррозионным воздействиям.

Наиболее близок к заявляемому другой вариант устройства /заявка 2011118834, Е21В 43/00, опубл. 20.11.2012/ для гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважин, которое включает обсадную колонну с пакером и гильзой (последняя с циркуляционными отверстиями) в качестве трубчатого корпуса и НКТ в качестве канала подвода рабочего агента с возможностью перемещения НКТ в виде цилиндрического полого штока, на конце НКТ жестко закреплен трубчатый поршень, образующий управляемый поршневой клапан, с возможностью перекрытия циркуляционных отверстий в гильзе, и устанавливаемый в гильзе струйный насос. Длина трубчатого поршня подобрана таким образом, чтобы обеспечить в верхнем положении штока вскрытие циркуляционных отверстий в гильзе, а в нижнем положении - их герметизацию.

Устройство-прототип работает следующим образом. При посаженном пакере после установки в гильзе струйного насоса при открытых циркуляционных отверстиях включают подачу рабочего агента насосным агрегатом с поверхности через НКТ, через внутренние органы струйного насоса в кольцевое надпакерное пространство. При работе струйного насоса в подпакерном пространстве снижается давление ниже пластового и происходит приток за счет депрессионного воздействия. Далее перемешают НКТ вниз и перекрывают циркуляционные отверстия в гильзе. При этом подаваемый с поверхности рабочий агент поступает через внутренние органы струйного насоса в подпакерное пространство. Давление в подпакерном пространстве повышается выше пластового и происходит репрессионное воздействие. Многократные операции перемещения НКТ с поршнем и открывания-перекрывания циркуляционных отверстий приводят к импульсному депрессионно-репрессионному воздействию на ПЗП.

Устройство-прототип сложное, недостаточно эффективное и технологичное. Устройство-прототип имеет постоянно объединенные подпакерное пространство и НКТ (и без струйного насоса и со спущенным струйным насосом через его внутренние органы) и не имеет возможности разъединения подпакерного пространства с надпакерным пространством. Собственно депрессионное воздействие без спуска струйного насоса и без прокачки рабочего агента с поверхности невозможно; депрессионно-репрессионное воздействие на ПЗП перемещением полого поршня (даже со струйным насосом в нем) без прокачки рабочего агента с поверхности также невозможно. Поэтому до спуска струйного насоса закачивают в НКТ химреагент и продавливают в ПЗП, после чего в скважину спускают струйный насос, включают насос на устье скважины, прокачивая рабочий агент через НКТ, и, перемещая НКТ, открывают и закрывают циркуляционный клапан (циркуляционные отверстия), таким образом воздействуя импульсами репрессии и депрессии на ПЗП через внутренние органы струйного насоса с соплом, имеющим размер всего 4 6 мм; соответственно, объем жидкости, участвующий в разовом гидравлическом импульсе, мал, а мощность устройства недостаточна. При необходимости закачать новую порцию химреагента в ПЗП струйный насос приходится поднять на поверхность, пакер распакеровывают, забой скважины промывают, снова устанавливают пакер и для продолжения работы устройства-прототипа в скважину снова спускают струйный насос. Дальнейшая эксплуатация скважины фонтанным способом без извлечения на поверхность деталей устройства-прототипа, а именно струйного насоса невозможна.

Прототипом заявляемых вариантов способа гидротарана призабойной зоны пласта и освоения скважин является способ импульсной гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважины / Аглиуллин М.М. и др. Техника и технология гидроударно-волнового воздействия на прискважинную зону пласта в процессе ремонта скважин в ОАО «ТАТНЕФТЬ» - Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2013, 1, с.166-180 - http://www.ogbus.ru/, включающий изоляцию пласта пакером, барообработку призабойной зоны пласта циклическими импульсами давления репрессии и депрессии на призабойную зону пласта с закачкой и прокачкой рабочего агента насосным агрегатом с поверхности через НКТ, через внутренние органы спущенного струйного насоса в кольцевое надпакерное пространство и откачку пластовой жидкости. При работе струйного насоса в подпакерном пространстве снижается давление ниже пластового и происходит приток за счет депрессионного воздействия. Далее перемешают НКТ вниз, при этом подаваемый с поверхности рабочий агент поступает через внутренние органы струйного насоса в подпакерное пространство. Давление в подпакерном пространстве повышается выше пластового и происходит репрессионное воздействие.

Способ-прототип - так как подпакерное пространство и НКТ постоянно объединены без возможности разъединения подпакерного пространства с надпакерным - не предусматривает собственно депрессионного воздействия без спуска струйного насоса и без прокачки рабочего агента с поверхности. Репрессионное воздействие на ПЗП без прокачки рабочего агента с поверхности также невозможно. Так как воздействие импульсами репрессии и депрессии на ПЗП осуществляется через внутренние органы струйного насоса с соплом, имеющим размер всего 4 6 мм; соответственно, объем жидкости, участвующий в разовом гидравлическом импульсе, мал, а мощность воздействия низка. Дальнейшая эксплуатация скважины фонтанным способом без извлечения на поверхность струйного насоса невозможна.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности и технологичности способа и устройства за счет увеличения мощности и вариативности гидравлического воздействия на ПЗП, при упрощении устройства и способа. Гидравлическое воздействие предлагаемыми способом и устройством на ПЗП обусловлено возможностью разъединения подпакерного пространства с надпакерным пространством с последующим выравниванием подпакерного давления с пластовым, в то время как давление в надпакерной зоне даже без прокачки рабочего агента с поверхности может быть: значительно выше пластового для прямого гидротарана или значительно ниже пластового для обратного гидротарана; соответственно, резкое объединение подпакерного пространства с надпакерным в любых вариантах гидротарана обеспечивает мощное гидравлическое воздействие. Площадь проходного сечения гильзы, через которую осуществляется гидравлическое воздействие на ПЗП, и объем жидкости, участвующий в создании гидравлического импульса, составляют, соответственно, десятки см2 и десятки литров, в то время как по прототипу - мм2 и единицы литров. Поэтому воздействие на ПЗП заявляемыми способом и устройством носит характер не просто гидравлического воздействия, а большеобъемного гидравлического тарана. Прокачка рабочего агента - жидкости или газа - с поверхности все указанные эффекты усиливает, а в случае использования в качестве рабочего агента ГЖС - смягчает. Дальнейшая эксплуатация скважины фонтанным способом возможна без подъема на поверхность заявляемого устройства и его частей/деталей.

Поставленная задача решается тем, что способ гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважины, включающий изоляцию пласта кольцевым пакером, барообработку призабойной зоны пласта циклическими импульсами давления репрессии и депрессии на призабойную зону пласта с закачкой рабочего агента и откачкой пластовой жидкости, отличается тем, что для создания импульсов давления репрессии и депрессии разъединяют подпакерное пространство с надпакерным пространством, дают время на выравнивание подпакерного давления с пластовым, давление в надпакерной зоне без прокачки рабочего агента с поверхности обеспечивают выше пластового для прямого гидротарана или ниже пластового для обратного гидротарана, объединяют подпакерное пространство с насосно-компрессорной трубой (НКТ) или подпакерное пространство с надпакерным пространством - для прямого или обратного гидротарана. Давление в надпакерной зоне без прокачки рабочего агента с поверхности выше пластового обеспечивают предварительной закачкой в качестве рабочего агента жидкости или газожидкостной смеси (ГЖС) - для прямого гидротарана, давление в надпакерной зоне без прокачки рабочего агента с поверхности ниже пластового обеспечивают предварительной закачкой в качестве рабочего агента ГЖС или газа - для обратного гидротарана.

Поставленная задача решается также тем, что способ гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважины, включающий изоляцию пласта пакером, барообработку призабойной зоны пласта циклическими импульсами давления репрессии и депрессии на призабойную зону пласта с закачкой и прокачкой рабочего агента и откачкой пластовой жидкости, отличается тем, что для создания импульсов давления репрессии и депрессии разъединяют подпакерное пространство с надпакерным пространством, дают время на выравнивание подпакерного давления с пластовым, давление в надпакерной зоне обеспечивают выше пластового для прямого гидротарана или ниже пластового для обратного гидротарана, объединяют подпакерное пространство с НКТ или подпакерное пространство с надпакерным пространством - для прямого или обратного гидротарана. Давление в надпакерной зоне обеспечивают выше пластового закачкой и прокачкой в качестве рабочего агента жидкости или ГЖС - для прямого гидротарана, давление в надпакерной зоне ниже пластового обеспечивают закачкой и прокачкой в качестве рабочего агента ГЖС или газа - для обратного гидротарана.

Поставленная задача решается также тем, что устройство для гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважин, включающее обсадную колонну в качестве трубчатого корпуса с НКТ в качестве цилиндрического полого штока, управляемый поршневой клапан с гильзой, поршень жестко соединен с НКТ, гильза жестко соединена с кольцевым пакером, установленным выше интервала перфорации, поршень выполнен с возможностью выхода из гильзы вниз, управляемый циркуляционный клапан, расположенный выше кольцевого пакера, и узел депрессионного воздействия с возможностью объединения или разъединения подпакерного пространства и НКТ с кольцевым надпакерным пространством, отличается тем, что поршень размещен на крестовине и выполнен входящим/выходящим из гильзы управляемого поршневого клапана и вниз и вверх, управляемый циркуляционный клапан выполнен на торце НКТ и имеет в качестве седла торец гильзы, нахождение поршня внутри гильзы при открытом циркуляционном клапане разъединяет подпакерное пространство с надпакерным, выход поршня из гильзы вверх при открытом циркуляционном клапане объединеняет подпакерное пространство и НКТ с кольцевым надпакерным пространством, выход поршня из гильзы вниз при закрытом циркуляционном клапане разъединяет подпакерное пространство и НКТ с кольцевым надпакерным пространством, при движении поршня управляемого поршневого клапана в гильзе вниз поршень выполняет репрессионное воздействие без прокачки рабочего агента, при движении поршня управляемого поршневого клапана в гильзе вверх поршень выполняет депрессионное воздействие и выполняет функцию узла депрессионного воздействия без прокачки рабочего агента.

На фиг.1-5 представлено заявляемое устройство, реализующее оба варианта заявляемого способа - как с прокачкой, так и без прокачки рабочего агента с поверхности. Здесь:

1 - обсадная колонна

2 - радиальные каналы в обсадной колонне-корпусе - каналы перфорации

3 - НКТ

4 - поршень управляемого поршневого клапана

5 - забой или дно корпуса

6 - отрезок трубы, установленный с упором на забой и жестко скрепленный с пакером 8 (6 - необязательный элемент устройства)

7 - отверстия в стенках отрезка трубы 6

8 - кольцевой пакер

9 - шток-крестовина или шток-штырь, закрепленный на конце НКТ 3, с поршнем 4

10 - седло управляемого циркуляционного клапана - верхний торец гильзы 12

11 - управляемый циркуляционный клапан - нижний торец НКТ 3

12 - гильза управляемого поршневого клапана, жестко соединенная с пакером 8

13 - захват для спуска и подъема компоновки (компоновка - заявляемое устройство за исключением элементов 5, 2, 1).

Реализация заявляемых способов осуществляется следующей работой устройства.

Компоновка (все элементы устройства кроме 5, 2, 1) собирается на поверхности и спускается в скважину на захвате 13, образуя заявляемое устройство.

Обычно скважина перед спуском компоновки заполнена жидкостью, компенсирующей пластовое давление (ЖКПД). После спуска компоновки до забоя 5 при сложенном пакере 8 (фиг.1) проводится прямая промывка забоя скважины жидкостью/химреагентом или газожидкостной смесью (ГЖС) или ГЖС на основе химреагента. При этом управляемый циркуляционный клапан 11 с седлом 10 закрыт, и поршень 4 управляемого поршневого клапана на штоке-крестовине 9, жестко закрепленной на конце НКТ 3, выведен из гильзы 12 управляемого поршневого клапана вниз.

Далее устанавливается пакер 8 (фиг.2). Поршень 4 управляемого поршневого клапана на штоке-крестовине 9 на конце НКТ 3 устанавливают в гильзе 12 управляемого поршневого клапана и разобщают подпакерное пространство с надпакерным, тем самым выравнивая (приближая) давление в подпакерном пространстве и пластовое давление. Так как в скважине находится жидкость, жидкость с химреагентом или ГЖС, она остается там в состоянии покоя или осуществляют ее прокачку (циркуляцию) через канал подвода рабочего агента - канал НКТ 3 и кольцевое пространство между НКТ 3 и обсадной колонной 1 через открытый управляемый циркуляционный клапан 11 с седлом 10.

ПРЯМОЙ ГИДРОТАРАН (ГТ) ПЗП.

Прямой ГТ 1- го типа. Далее, возможно, при продолжающейся циркуляции или в ее отсутствие спускают колонну НКТ 3, перемещая поршень 4 управляемого поршневого клапана на штоке-крестовине 9 на конце НКТ 3 вниз в пределах гильзы 12 управляемого поршневого клапана; при этом происходит репрессионное воздействие на ПЗП. Выводя поршень 4 управляемого поршневого клапана далее вниз из гильзы 12 и сажая клапан 11 управляемого циркуляционного клапана на седло 10, закрывают управляемый циркуляционный клапан (фиг.3), при этом происходит сообщение канала подвода рабочей жидкости НКТ 3 с подпакерной зоной, резко прекращается циркуляция рабочей жидкости через кольцевое пространство между НКТ 3 и обсадной колонной 1, и вся энергия столба прокачиваемой по НКТ 3 рабочей жидкости направляется в подпакерное пространство, гидравлически репрессионно воздействуя на ПЗП. Если прокачки рабочей жидкости (рабочего агента) не было, то и в этом случае вся энергия столба находящейся в перемещаемой вниз НКТ 3 рабочей жидкости направляется в подпакерное пространство, гидравлически репрессионно воздействуя на ПЗП. Описанная операция является прямым гидротараном ПЗП 1-го типа.

Прямой ГТ 2-го типа. Далее поднимают колонну НКТ 3, открывая таким образом циркуляционный клапан 11 и выводя поршень 4 управляемого поршневого клапана на штоке-крестовине 9 на конце НКТ 3 из гильзы 12 управляемого поршневого клапана вверх (фиг.4). При этом сначала происходит депрессионное воздействие на ПЗП за счет перемещения поршня 4 вверх в пределах гильзы 12, а затем - при выведении поршня 4 из гильзы 12 вверх - резкая смена воздействия на репрессионное при сообщении канала подвода рабочей жидкости НКТ 3 и кольцевого пространства с подпакерным пространством, когда клапан 11 управляемого циркуляционного клапана с седлом 10 открыт, и вся энергия столба рабочей жидкости, находящейся или, возможно, прокачиваемой через канал подвода рабочей жидкости - канал НКТ 3 и кольцевое пространство (надпакерное пространство) направляется в подпакерное пространство, гидравлически репрессионно воздействуя на ПЗП. Описанная операция является прямым гидротараном ПЗП 2-го типа.

Прямые ГТ 1-го типа и 2-го типа чередуются, обеспечивая цикличность и вариативность прямых гидротаранов.

ОБРАТНЫЙ ГИДРОТАРАН (ГТ) ПЗП.

Предварительно может быть проведена закачка в ПЗП химреагента или оторочки ГЖС или проведено воздействие прямым гидротараном ПЗП.

Перемещая колонну НКТ 3, вводим поршень 4 управляемого поршневого клапана на штоке-крестовине 9 на конце НКТ 3 в гильзу 12 управляемого поршневого клапана, управляемый циркуляционный клапан 11 с седлом 10 открыт (фиг.5). При этом разделяются подпакерное и надпакерное пространства, и в подпакерном пространстве происходит выравнивание давления с пластовым давлением (подпакерное давление приближается к пластовому).

Проводят продувку скважины, например, азотом для освобождения НКТ 3 и межтрубного надпакерного пространства от рабочего агента или продолжают продувку скважины азотом или скважину заполняют ГЖС или продолжают прокачку скважины ГЖС, чтобы обеспечить давление в надпакерном пространстве ниже, чем в подпакерном и в пласте.

Обратный ГТ 1-го типа. Поднимают колонну НКТ 3, выводят поршень 4 управляемого поршневого клапана на крестовине 9 на конце НКТ 3 из гильзы 12 управляемого поршневого клапана вверх; управляемый циркуляционный клапан 11 с седлом 10 открыт (фиг.4); при этом происходит депрессионное воздействие на ПЗП от перемещения поршня 4 управляемого поршневого клапана вверх в пределах гильзы 12 и депрессионное воздействие на ПЗП от снижения давления в подпакерном пространстве при его объединении с надпакерным пространством при выведении поршня 4 из гильзы 12 вверх. Пластовая жидкость, ранее закачанные в ПЗП химреагент или ГЖС из ПЗП через каналы перфорации 2, через отверстия 7 в отрезке трубы 6 из подпакерного пространства направляются в надпакерное - в НКТ 3 и кольцевое надпакерное пространство, гидравлически депрессионно воздействуя на ПЗП. Описанная операция является обратным гидротараном ПЗП 1-го типа.

Обратный ГТ 2-го типа. Спускают колонну НКТ 3, перемещают поршень 4 управляемого поршневого клапана на штоке-крестовине 9 на конце НКТ 3 вниз, при этом сначала - при перемещении поршня 4 вниз в пределах гильзы 12 - происходит репрессионное воздействие на ПЗП; при выведении поршня 4 из гильзы 12 вниз управляемый циркуляционный клапан 11 с седлом 10 закрыт (фиг.3); пластовая жидкость, ранее закачанные в ПЗП химреагент или ГЖС из ПЗП через каналы перфорации 2, через отверстия 7 в отрезке трубы 6 из подпакерного пространства направляются в надпакерное - в НКТ 3, гидравлически депрессионно воздействуя на ПЗП. Описанная операция является обратным гидротараном ПЗП 2-го типа.

Обратные ГТ 1-го типа и 2-го типа чередуются, обеспечивая цикличность и вариативность обратных гидротаранов.

Обратный гидротаран ПЗП по сути является операцией освоения скважины.

Как видно, для обеспечения возможности перемещения поршня 4 за пределы гильзы 12 вверх и вниз шток-крестовина 9 должна быть длиннее гильзы 12. Сплошной поршень 4 управляемого поршневого клапана предпочтительнее выполнять с несколькими герметизирующими кольцами на нем. Технический результат достигается перемещением поршня 4 управляемого поршневого клапана на штоке-крестовине 9, жестко закрепленной на конце НКТ 3 как в пределах гильзы 12, так и с выведением поршня 4 управляемого поршневого клапана за пределы гильзы 12, соответственно, и закрывая, и открывая управляемый циркуляционный клапан 11, находящийся на конце НКТ 3, перемещением НКТ 3; используя при этом объем и межтрубного кольцевого пространства, и НКТ 3. Обеспечивается высокая вариативность как прямого, так и обратного воздействия на ПЗП без прокачки рабочего агента; прокачка рабочего агента - жидкости или газа - с поверхности все описанные эффекты усиливает, а в случае использования в качестве рабочего агента ГЖС - смягчает; без прерывания работ на подъем на поверхность и спуск в скважину частей устройства, при необходимости промывки забоя пакер распакеровывается и устанавливается для продолжения работы устройства.

Мощность гидравлического воздействия зависит также, в частности, от пластового давления; от высоты столба накопленных в надпакерном пространстве пластовой жидкости, технологической жидкости, жидкости с химреагентом или ГЖС при первом и последующих гидротаранах; от времени, объективно необходимого и реально предоставляемого для восстановления и выравнивания давления в ПЗП и подпакерном пространстве; от состояния ПЗП, в частности, от гидравлической проницаемости, характеристик пластовых флюидов, технологических жидкостей, предварительно закачанных в ПЗП и т.п.

Последовательности операций на скважине могут быть, например, следующими.

Вариант А:

- промывка забоя при необходимости жидкостью;

- воздействие прямыми ГТ без прокачки рабочего агента (жидкости или ГЖС);

- воздействие с закачкой рабочего агента (жидкости или ГЖС с химреагентом) в ПЗП и прокачкой рабочего агента в надпакерном пространстве прямыми ГТ;

- воздействие прямыми ГТ без прокачки рабочего агента (жидкости или ГЖС), во время реагирования химреагента в ПЗП;

- воздействие обратными ГТ при освоении скважины, рабочий агент - ГЖС или газ;

- промывка забоя при необходимости жидкостью или ГЖС;

- воздействие при закачке в ПЗП ГЖС или жидкости и прокачке рабочего агента (ГЖС или жидкости) прямыми ГТ.

Вариант Б:

- промывка забоя при необходимости жидкостью или ГЖС;

- воздействие прямыми ГТ без прокачки рабочего агента (жидкость или ГЖС);

- воздействие обратными ГТ при освоении скважины, рабочий агент - ГЖС или газ;

- промывка забоя при необходимости жидкостью или ГЖС;

- воздействие с закачкой рабочего агента (жидкости или ГЖС с химреагентом) в ПЗП и прокачкой рабочего агента в надпакерном пространстве прямыми ГТ.

Вариант В:

- промывка забоя жидкостью;

- воздействие прямыми ГТ без прокачки рабочего агента - жидкости;

- воздействие с закачкой рабочего агента (жидкости с химреагентом) в ПЗП и прокачкой рабочего агента в надпакерном пространстве прямыми ГТ.

Подобных технологических последовательностей может быть сколь угодно много, для различных решаемых задач.

Пример

Обработка проводилась на добывающей скважине. Продуктивная толща сложена терригенными отложениями, имеющими в зоне ПЗП пористость 22%. Обсадная колонна перфорирована в интервале 1950 2005 м, всего 55 м.

Плотность кумулятивной перфорации 15 отверстий на 1 м, всего 825 отверстий.

Пластовое давление 10 МПа.

Предварительно скважина была промыта до искусственного забоя до отметки 2015 м, т.е. зумпф составляет 10 м.

При осуществлении способа использовался подъемник А-50, скважинная компоновка (заявляемое устройство, за исключением элементов 1, 2, 5) была спущена на НКТ 3 диаметром 73 мм (дополнительно включает штатный эксплуатационный циркуляционный клапан для эксплуатации скважины с пакером фонтанным способом добычи, который не входит в состав заявляемого устройства и не участвует в реализации заявляемых способов); заявляемое устройство с кольцевым пакером 8 осевого действия с упором на забой 5; отрезок трубы 6 выполнен из НКТ диаметром 73 мм в количестве 7 шт., НКТ оснащены дополнительно переводниками с отверстиями 7 в стенках диаметром 10 мм и на нижнем переводнике - 4 отверстия 7 диаметром 20 мм.

Процесс осуществлялся в три этапа.

1 ЭТАП - при посаженном пакере, скважина заполнена жидкостью до устья; без прокачки жидкости проведено 30 воздействий прямыми гидротаранами в течение 1 часа.

Цель этапа - предварительная дезинтеграция отложений в каналах перфорации и ПЗП. Результат - уровень жидкости в скважине понизился до отметки 750 м.

2 ЭТАП - при посаженном пакере, поршень в управляемом поршневом клапане устанавливался в гильзе и отделял подпакерное пространство от надпакерного, управляемый циркуляционный клапан открыт; скважина была продута азотом до пакера и после этого произведено 10 воздействий обратными гидротаранами по 1 минуте, с перекрыванием подпакерного пространства на 5 минут для восстановления давления в ПЗП близко к пластовому, и 30 воздействий обратными гидротаранами без длительного перекрывания подпакерного пространства от надпакерного пространства при освоении скважины.

Цель этапа - дезинтеграция отложений в каналах перфорации и ПЗП и их вынос пластовой жидкостью в надпакерное пространство и на поверхность. Результат - скважина кратковременно зафонтанировала газом и пластовой жидкостью.

После прекращения фонтанирования пакер был распакерован и забой промыт от осадка жидкостью, и пакер вновь был установлен.

3 ЭТАП - при посаженном пакере, поршень в управляемом поршневом клапане устанавливался в гильзе и отделял подпакерное пространство от надпакерного, управляемый циркуляционный клапан открыт; скважина была заполнена жидкостью до отметки 500 м. Без прокачки жидкости проведено 5 воздействий прямыми гидротаранами в течение 10 минут. Далее в ПЗП была закачана высокодисперсная ГЖС на основе химреагента с воздействием (примерно 90 воздействий) прямыми гидротаранами в течение 4 часов; и скважина была заполнена жидкостью.

Далее при посаженном пакере управляемый циркуляционный клапан заявляемого устройства был закрыт, устье скважины было оборудовано для эксплуатации скважины фонтанным способом, и скважина была освоена азотом, закачкой в кольцевое пространство через штатный эксплуатационный циркуляционный клапан.

Результат: после обработки дебит нефти составил 36 т/сут (дебит нефти до обработки - 8 т/сут).


Формула изобретения

1. Способ гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважины, включающий изоляцию пласта кольцевым пакером, барообработку призабойной зоны пласта циклическими импульсами давления репрессии и депрессии на призабойную зону пласта с откачкой пластовой жидкости, отличающийся тем, что для создания импульсов давления репрессии и депрессии разъединяют подпакерное пространство с надпакерным пространством, дают время на выравнивание подпакерного давления с пластовым, давление в надпакерной зоне без прокачки рабочего агента с поверхности обеспечивают выше пластового для прямого гидротарана или ниже пластового для обратного гидротарана, объединяют подпакерное пространство с насосно-компрессорной трубой - НКТ или подпакерное пространство с надпакерным пространством - для прямого или обратного гидротарана, причем возможность разъединения или объединения подпакерного пространства с надпакерным пространством или насосно-компрессорной трубой обеспечивают применением скважинной компоновки с гильзой, седлом на ней и кольцевым пакером; поршня с крестовиной, который перемещают в гильзе с помощью колонны НКТ с возможностью входа и выхода поршня из гильзы; управляемого поршневого клапана на нижнем торце НКТ, взаимодействующего с седлом гильзы для его открывания и закрывания при перемещении НКТ с поршнем.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, давление в надпакерной зоне без прокачки рабочего агента с поверхности выше пластового обеспечивают предварительной закачкой в качестве рабочего агента жидкости или газожидкостной смеси - ГЖС - для прямого гидротарана, давление в надпакерной зоне без прокачки рабочего агента с поверхности ниже пластового обеспечивают предварительной закачкой в качестве рабочего агента ГЖС или газа - для обратного гидротарана.

3. Способ гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважины, включающий изоляцию пласта пакером, барообработку призабойной зоны пласта циклическими импульсами давления репрессии и депрессии на призабойную зону пласта с прокачкой рабочего агента и откачкой пластовой жидкости, отличающийся тем, что для создания импульсов давления репрессии и депрессии разъединяют подпакерное пространство с надпакерным пространством, дают время на выравнивание подпакерного давления с пластовым, давление в надпакерной зоне обеспечивают выше пластового для прямого гидротарана или ниже пластового для обратного гидротарана, объединяют подпакерное пространство с НКТ или подпакерное пространство с надпакерным пространством - для прямого или обратного гидротарана, причем возможность разъединения или объединения подпакерного пространства с надпакерным пространством или насосно-компрессорной трубой обеспечивают применением скважинной компоновки с гильзой, седлом на ней и кольцевым пакером; поршня с крестовиной, который перемещают в гильзе с помощью колонны НКТ с возможностью входа и выхода поршня из гильзы; управляемого поршневого клапана на нижнем торце НКТ, взаимодействующего с седлом гильзы, для его открывания и закрывания при перемещении НКТ с поршнем.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, давление в надпакерной зоне обеспечивают выше пластового закачкой и прокачкой в качестве рабочего агента жидкости или ГЖС - для прямого гидротарана, давление в надпакерной зоне ниже пластового обеспечивают закачкой и прокачкой в качестве рабочего агента ГЖС или газа - для обратного гидротарана.

5. Устройство для гидроударной обработки призабойной зоны пласта и освоения скважин, включающее обсадную колонну в качестве трубчатого корпуса с НКТ в качестве цилиндрического полого штока, управляемый поршневой клапан с гильзой, поршень жестко соединен с НКТ, гильза жестко соединена с кольцевым пакером, установленным выше интервала перфорации, поршень выполнен с возможностью выхода из гильзы вниз, управляемый циркуляционный клапан, расположенный выше кольцевого пакера, и узел депрессионного воздействия с возможностью объединения или разъединения подпакерного пространства и НКТ с кольцевым надпакерным пространством, отличающееся тем, что поршень размещен на крестовине и выполнен входящим/выходящим из гильзы управляемого поршневого клапана и вниз и вверх, управляемый циркуляционный клапан выполнен на торце НКТ и имеет в качестве седла торец гильзы, при нахождении поршня внутри гильзы при открытом циркуляционном клапане обеспечена возможность разъединения подпакерного пространства с надпакерым, при выходе поршня из гильзы вверх при открытом циркуляционном клапане обеспечена возможность объединения подпакерного пространства и НКТ с кольцевым надпакерным пространством, при выходе поршня из гильзы вниз при закрытом циркуляционном клапане обеспечена возможность разъединения подпакерного пространства и НКТ с кольцевым надпакерным пространством, выполнение поршнем репрессионного или депрессионного воздействия и функции узла депрессионного воздействия без прокачки рабочего агента обеспечено возможностью движения поршня управляемого поршневого клапана в гильзе вниз или вверх.

РИСУНКИ