Скважинная струйная установка для гидродинамических испытаний скважин

Скважинная струйная установка для гидродинамических испытаний скважин

Реферат

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин.

Известна скважинная струйная установка, включающая установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйный насос и размещенный ниже струйного насоса в колонне насосно-компрессорных труб геофизический прибор (см. патент RU 2059891 С1, F 04 F 5/02, 10.05.1996).

Данная скважинная струйная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой добываемой среды из прискважинной зоны пласта, однако в данной установке не предусмотрена возможность установки различных функциональных вставок, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка для гидродинамических испытаний скважин, содержащая установленные на колонне труб снизу вверх пакер и струйный насос, включающий корпус с размещенными вдоль колонны труб активным соплом и камерой смешения, и выполненными в корпусе соосно колонне труб каналом подвода откачиваемой среды и выше последнего ступенчатым проходным каналом с посадочным местом для установки вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления (см. патент RU 2208714, кл. F 04 F 5/02, 20.07.2003).

Данная струйная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем создания перепада давлений над и под вставкой. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с неоптимальными соотношениями размеров, входящих в скважинную струйную установку элементов ее конструкции.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация размеров элементов конструкции установки и за счет этого - повышение надежности и производительности работы скважинной струйной установки.

Указанная задача решается за счет того, что скважинная струйная установка для гидродинамических испытаний скважин содержит установленные на колонне труб снизу вверх пакер и струйный насос, включающий корпус с размещенными вдоль колонны труб активным соплом и камерой смешения и выполненными в корпусе соосно колонне труб каналом подвода откачиваемой среды и выше последнего ступенчатым проходным каналом с посадочным местом для установки вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления. Во вставке для регистрации кривых восстановления пластового давления выполнены перепускные каналы, первый из которых сообщен со стороны входа с каналом подвода откачиваемой среды корпуса струйного насоса и со стороны выхода - с входом в камеру смешения и в этом перепускном канале установлен обратный клапан, второй перепускной канал со стороны выхода сообщен с каналом подвода откачиваемой среды и со стороны входа сообщен с выходом из установленного выше него цилиндрического клапана, подпружиненного относительно вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления, и перекрывающего в исходном положении вход во второй перепускной канал, а третий перепускной канал со стороны входа сообщен с выходом из активного сопла и входом в камеру смешения и со стороны выхода сообщен с входом в цилиндрический клапан, причем в нижней части цилиндрического клапана установлен датчик давления во втором перепускном канале с подключенным к датчику кабелем для передачи информации о давлении на поверхность, а площадь входного поперечного сечения каждого из перепускных каналов не менее суммарной площади входного поперечного сечения камеры смешения и выходного поперечного сечения активного сопла.

Со стороны входа в вставку для регистрации кривых восстановления пластового давления установлены автономный манометр и выполненный в виде обечайки с перфорированными боковыми стенками фильтр, причем диаметр отверстий фильтра ≤0,9 диаметра выходного сечения активного сопла.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность и производительность работы установки можно повысить путем выполнения различных элементов конструкции установки со строго определенными размерами. На производительность работы установки существенное влияние оказывает сбалансированность проходных сечений каналов во вставке для регистрации кривых восстановления пластового давления с величиной проходных сечений в проточной части струйного насоса, в частности проходных сечений активного сопла и камеры смешения. В ходе исследования было установлено, что наиболее оптимальным является выполнение во вставке для регистрации кривых восстановления пластового давления трех перепускных каналов, два из которых сообщены со стороны входа с каналом подвода откачиваемой среды корпуса струйного насоса. Это позволяет с одной стороны обеспечить подвод откачиваемой среды к камере смешения струйного насоса при создании струйным насосом депрессии в подпакерном пространстве скважины, а с другой стороны - быстро выравнивать давление в пространстве скважины над и под струйным насосом. Установка в одном из перепускных каналов обратного клапана позволяет разделять пространство скважины при остановке струйного насоса, что важно при регистрации кривых восстановления пластового давления. Выполнение второго перепускного канала с возможностью его перекрытия цилиндрическим клапаном в исходном положении последнего позволяет при необходимости сообщать пространство скважины над и под струйным насосом в обход обратного клапана и за счет этого выравнивать давление в этих пространствах скважины, что необходимо при создании репрессии на пласт в ходе проведения гидродинамических испытаний скважины. При выполнении скважинной струйной установки с установленными на вставке для регистрации кривых восстановления пластового давления в канале подвода откачиваемой среды автономным манометром и выполненным в виде обечайки с перфорированными боковыми стенками фильтром расширяются возможности проведения исследований пласта и предотвращается повреждение струйного насоса кольматирующими частицами из пласта. Выполнением скважинной струйной установки с площадью входного поперечного сечения перепускных каналов не менее суммарной площади входного поперечного сечения камеры смешения струйного насоса и выходного поперечного сечения активного сопла и диаметром отверстий фильтра ≤0,9 диаметра выходного сечения активного сопла достигается снижение гидродинамических потерь при обеспечении оптимальных условий для работы струйного насоса.

Таким образом достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи - оптимизация размеров элементов конструкции установки и за счет этого повышение надежности работы и производительности скважинной струйной установки.

На чертеже представлен продольный разрез описываемой скважинной струйной установки.

Скважинная струйная установка для гидродинамических испытаний скважин содержит установленные на колонне труб 1 снизу вверх пакер 2 и струйный насос 3, включающий корпус 4 с размещенными вдоль колонны труб 1 активным соплом 5 и камерой смешения 6, и выполненными в корпусе 4 соосно колонне труб 1 каналом 7 подвода откачиваемой среды и выше последнего ступенчатым проходным каналом 8 с посадочным местом 9 для установки вставки 10 для регистрации кривых восстановления пластового давления. В вставке 10 для регистрации кривых восстановления пластового давления выполнены перепускные каналы 11, 12, 13. Первый перепускной канал 11 сообщен со стороны входа с каналом 7 подвода откачиваемой среды корпуса 4 струйного насоса 3, а со стороны выхода - с входом 22 в камеру смешения 6, и в этом перепускном канале 11 установлен обратный клапан 14. Второй перепускной канал 12 со стороны выхода сообщен с каналом 7 подвода откачиваемой среды и со стороны входа сообщен с выходом из установленного выше него цилиндрического клапана 15, подпружиненного относительно вставки 10 для регистрации кривых восстановления пластового давления и перекрывающего в исходном положении вход во второй перепускной канал 12. Третий перепускной канал 13 со стороны входа сообщен с входом 22 в камеру смешения 6 и выходом из активного сопла 5 и со стороны выхода сообщен с входом в цилиндрический клапан 15, причем в нижней части цилиндрического клапана 15 установлен датчик давления 16 во втором перепускном канале 12 с подключенным к датчику кабелем 17 для передачи информации о давлении на поверхность. Площадь входного поперечного сечения каждого из перепускных каналов 11, 12, 13 не менее суммарной площади входного поперечного сечения камеры смешения 6 и выходного поперечного сечения активного сопла 5. Со стороны входа в вставку 10 для регистрации кривых восстановления пластового давления установлены автономный манометр 18 и фильтр 19, выполненный в виде обечайки с перфорированными боковыми стенками, причем диаметр отверстий 20 фильтра 19 ≤0,9 диаметра выходного сечения активного сопла 5.

В скважине на колонне труб 1 устанавливают струйный насос 3 и пакер 2, размещенный ниже струйного насоса 3. Затем проводят распакеровку пакера 2, что позволяет разъединить пространство скважины. Далее в ступенчатом проходном канале 8 устанавливают вставку для регистрации кривых восстановления пластового давления 10 и проводят дренирование скважины и гидродинамические исследования скважины с использованием струйного насоса 3 и вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления 10, для чего подают жидкую рабочую среду в активное сопло 5 струйного насоса 3, что позволяет начать откачку струйным насосом 2 из подпакерной зоны скважины пластовой среды. Таким образом проводят дренирование и очистку пласта 21, например от фильтрата бурового раствора. Величину забойного давления в подпакерной зоне скважины можно контролировать с помощью автономного манометра 18 и/или датчика давления 16. В ходе исследования поэтапно создают различные депрессии на пласт 21, регистрируют при каждой из них забойные давления, состав флюида, поступающего из пласта 21 и дебит скважины. Потом проводят циклическое гидродинамическое воздействие на пласт 21 путем подачи жидкой рабочей среды в активное сопло 5 струйного насоса 3 по схеме: создание скачкообразной депрессии на пласт 21, поддержка этой депрессии, скачкообразное восстановление гидростатического давления жидкой среды на забое скважины и поддержка этого давления, причем время поддержки депрессии на пласт задают больше времени воздействия на пласт 21 гидростатического давления жидкой среды, а количество циклов гидродинамического воздействия (депрессия+репрессия) на пласт 21 не менее пяти. Депрессию на пласт создают при перекрытом клапаном 15 вторым 12 и третьим 13 перепускными каналами, а скачкообразное восстановление гидростатического давления на пласт производят путем подъема подпружиненного клапана 15 и сообщения через второй перепускной канал 12 и третий перепускной канал 13 подпакерного пространства скважины с пространством скважины 23 над струйным насосом 3, при этом в последний прекращают подачу жидкой рабочей среды. После завершения циклического гидродинамического воздействия на пласт 21 проводят контрольный замер дебита скважины при работающем струйном насосе 3 и регистрацию кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве с помощью манометра 18 и/или датчика давления 16 путем передачи информации с него по кабелю 17 на поверхность. После завершения исследований сначала извлекают вставку для регистрации кривых восстановления пластового давления 10, а затем извлекают на поверхность сборку со струйным насосом 3 и проводят мероприятия по запуску скважины в работу.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и горной промышленности при испытании и интенсификации притока нефтегазовых и водных скважин на этапе их бурения или восстановления.

1. Скважинная струйная установка для гидродинамических испытаний скважин, содержащая установленные на колонне труб снизу вверх пакер и струйный насос, включающий корпус с размещенными вдоль колонны труб активным соплом и камерой смешения и выполненными в корпусе соосно с колонной труб каналом подвода откачиваемой среды и выше последнего ступенчатым проходным каналом с посадочным местом для установки вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления, отличающаяся тем, что во вставке для регистрации кривых восстановления пластового давления выполнены перепускные каналы, первый из которых сообщен со стороны входа с каналом подвода откачиваемой среды корпуса струйного насоса и со стороны выхода - с входом в камеру смешения и в этом перепускном канале установлен обратный клапан, второй перепускной канал со стороны выхода сообщен с каналом подвода откачиваемой среды и со стороны входа сообщен с выходом из установленного выше него цилиндрического клапана, подпружиненного относительно вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления и перекрывающего в исходном положении вход во второй перепускной канал, а третий перепускной канал со стороны входа сообщен с выходом из активного сопла и входом в камеру смешения и со стороны выхода сообщен с входом в цилиндрический клапан, причем в нижней части цилиндрического клапана установлен датчик давления во втором перепускном канале с подключенным к датчику кабелем для передачи информации о давлении на поверхность, а площадь входного поперечного сечения каждого из перепускных каналов не менее суммарной площади входного поперечного сечения камеры смешения и выходного поперечного сечения активного сопла.

2. Скважинная струйная установка по п.1, отличающаяся тем, что со стороны входа в вставку для регистрации кривых восстановления пластового давления установлены автономный манометр и выполненный в виде обечайки с перфорированными боковыми стенками фильтр, причем диаметр отверстий фильтра ≤0,9 диаметра выходного сечения активного сопла.