Способ работы струйной установки эмпи угис (31-40)г при освоении и эксплуатации нефтегазовых скважин

Способ работы струйной установки эмпи угис (31-40)г при освоении и эксплуатации нефтегазовых скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для испытания нефтегазовых скважин.

Известен способ работы скважинной струйной установки, заключающийся в том, что активную среду по колонне труб подают в сопло струйного насоса, которая, истекая из него, увлекает в камеру смешения перекачиваемую жидкостную среду, из последней смесь сред направляют в диффузор, где кинематическую энергию потока частично преобразуют в потенциальную энергию, и из диффузора по затрубному пространству колонны труб смесь сред подают потребителю, при этом физические параметры откачиваемой среды и продуктивного пласта (давление, плотность, газонасыщенность, содержание твердой фазы, температуру, скорость потока, расход и др.) на входе в насос измеряют при помощи прибора, включающего излучатели и приемники-преобразователи физических полей, и передают по кабелю на поверхность, причем, изменяя расход и давление активной среды, проводят необходимые измерения и выбирают оптимальный режим работы струйного насоса, а при необходимости производят обработку откачиваемой среды и продуктивного пласта (прогрев, ультразвуковое дробление кольматанта и т.п.) при помощи излучателей физических полей (см. патент RU 2059891, кл.F04F 5/02, 10.05.1996).

Данный способ работы позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой и исследованием добываемой среды и прискважинной зоны пласта, однако в данной установке предусмотрена подача рабочей среды в сопло струйного аппарата по колонне труб, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной установки, заключающийся в том, что колонну труб с пакером и корпусом опускают в скважину и располагают пакер над продуктивным пластом, приводят пакер в рабочее положение, разобщая окружающее колонну труб пространство скважины, на кабеле спускают в колонну труб вкладыш со струйным насосом и герметизирующим узлом и размещенные ниже вкладыша на кабеле приборы и оборудование, фиксируют в корпусе вкладыш со струйным насосом посредством фиксирующего механизма, в окружающее колонну труб затрубное пространство закачивают активную среду, которая на выходе из сопла формируется в устойчивую струю, увлекающую в струйный насос окружающую ее среду, что вызывает снижение давления сначала в канале подвода откачиваемой среды, а затем и в подпакерном пространстве скважины, создавая депрессию на продуктивный пласт, смесь сред за счет энергии рабочей среды по колонне труб поступает из скважины на поверхность, причем во время откачки пластовой среды с помощью установленного на кабеле оборудования и приборов проводят контроль параметров откачиваемой пластовой среды, а также воздействие на продуктивный пласт физическими полями (см. US, патент №2004/0071557, кл. F04F 5/00, 15.04.2004).

Данный способ работы позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем снижения перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данный способ не позволяет в полной мере использовать возможности скважинной установки, что связано с ограниченными конструкционными возможностями скважинной струйной установки при проведении исследований продуктивных пластов в скважине, а также при закачке в пласт кислотных растворов и жидкостей гидроразрыва.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей способа работы скважинной струйной установки при освоении, эксплуатации и проведении других работ в скважине.

Как результат сокращаются сроки освоения скважин, а также повышается надежность эксплуатации скважин за счет повышения эффективности работ по интенсификации притока из продуктивного пласта.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ работы скважинной струйной установки заключается в том, что к колонне труб прикрепляют последовательно сверху вниз корпус струйного насоса, пакер с осевым каналом и хвостовик с входной воронкой, причем в корпусе струйного насоса выполнены перепускные окна и установлена подпружиненная опорная втулка с перепускными отверстиями и посадочным местом, при этом перепускные окна корпуса перекрыты опорной втулкой, которая под действием пружины находится в своем верхнем положении, после чего сборку колонны труб спускают в скважину, при этом входную воронку устанавливают над кровлей продуктивного пласта, затем проводят распакеровку пакера и на каротажном кабеле спускают в скважину вкладыш со струйным насосом, причем предварительно каротажный кабель пропускают через осевой канал герметизирующего узла и проходной канал вкладыша, герметизирующий узел устанавливают на посадочном месте в проходном канале вкладыша, а к нижнему концу каротажного кабеля подсоединяют перфоратор, далее устанавливают вкладыш со струйным насосом и герметизирующим узлом на посадочное место опорной втулки, а перфоратор располагают с помощью каротажного кабеля в скважине напротив продуктивного пласта, после чего через окружающее колонну труб затрубное пространство скважины и перепускные окна корпуса подают активную среду, например природный газ или жидкий азот, в зазор между корпусом и опорной втулкой и таким образом, воздействуя на фланец опорной втулки, перемещают подпружиненную опорную втулку вниз до упора, совмещая при этом перепускные отверстия опорной втулки с перепускными окнами корпуса, и через перепускные отверстия подают активную среду в канал подвода активной среды и далее в сопло струйного насоса с формированием на выходе из сопла устойчивой струи, которая, истекая из сопла, вызывает снижение давления сначала в канале подвода откачиваемой среды, а затем во внутренней полости колонны труб ниже корпуса струйного насоса, создавая в скважине депрессию на продуктивный пласт, в режиме депрессии путем подрыва перфоратора проводят перфорацию продуктивного пласта с последующим дренированием скважины, далее прекращают подачу активной среды в сопло струйного насоса и тем самым прекращают дренирование пласта и перемещают под действием пружины опорную втулку с вкладышем в верхнее положение и, таким образом, изолируют внутреннюю полость колонны труб от затрубного пространства, после чего с помощью каротажного кабеля извлекают на поверхность вкладыш со струйным насосом и остатки перфоратора и далее через колонну труб и корпус струйного насоса закачивают в продуктивный пласт кислотный раствор или жидкость гидроразрыва, спускают в скважину на каротажном кабеле вкладыш со струйным насосом, при этом каротажный кабель предварительно пропускают через осевой канал герметизирующего узла, а также через проходной канал вкладыша, герметизирующий узел устанавливают на посадочное место в проходном канале, к нижнему концу каротажного кабеля подсоединяют геофизический прибор, далее устанавливают вкладыш со струйным насосом и герметизирующим узлом на посадочное место опорной втулки, а геофизический прибор опускают до забоя скважины, регистрируя при этом физические поля горных пород от входной воронки до забоя скважины, далее через окружающее колонну труб затрубное пространство скважины и перепускные окна корпуса подают активную среду в зазор между корпусом и опорной втулкой и, таким образом, воздействуя на фланец опорной втулки, перемещают подпружиненную опорную втулку вниз до упора, совмещая при этом перепускные отверстия втулки с перепускными окнами корпуса, и через перепускные отверстия подают активную среду в канал подвода активной среды и далее в сопло струйного насоса с формированием на выходе из сопла устойчивой струи, которая, истекая из сопла, вызывает снижение давления сначала в канале подвода откачиваемой среды, а затем во внутренней полости колонны труб ниже корпуса струйного насоса, создавая в скважине депрессию на продуктивный пласт, и с помощью активной среды откачивают из пласта продукты реакции или жидкость гидроразрыва, а после дренирования скважины при работающем струйном насосе с помощью каротажного кабеля поднимают геофизический прибор до входной воронки, регистрируя при этом с помощью последнего физические параметры горных пород вдоль ствола скважины, далее прекращают дренирование пласта и тем самым перемещают под действием пружины опорную втулку с вкладышем в верхнее положение и изолируют внутреннюю полость колонны труб от затрубного пространства, после чего с помощью каротажного кабеля извлекают на поверхность вкладыш со струйным насосом и геофизический прибор и запускают скважину в работу фонтанным способом.

При падении дебита скважины вследствие накопления на забое скважины жидкости, например воды или конденсата, во внутреннюю полость колонны труб сбрасывают вкладыш со струйным насосом и установленным на нем автономным манометром, устанавливают вкладыш на посадочном месте подпружиненной опорной втулки, подают по затрубному пространству активную газообразную среду и, воздействуя на фланец опорной втулки, перемещают опорную втулку в нижнее ее положение и совмещают таким образом перепускные окна и перепускные отверстия и через последние подают на сопло струйного насоса активную газообразную среду и дренируют скважину, удаляя при этом из ее ствола жидкость, далее прекращают подачу активной среды и тем самым перемещают под действием пружины опорную втулку с вкладышем в верхнее положение, а потом с помощью ловильного инструмента, спускаемого на каротажном кабеле или проволоке, извлекают вкладыш со струйным насосом и автономным манометром на поверхность и запускают скважину в работу фонтанным способом.

Анализ способа работы скважинной струйной установки показал, что интенсивность работы по освоению и эксплуатации скважины можно повысить путем расширения диапазона работ и интенсификации притока из продуктивного пласта, которые могут быть проведены в скважине без подъема скважинной струйной установки на поверхность. Выполнение корпуса скважинной струйной установки с подпружиненной относительно корпуса опорной втулкой позволяет в ходе проведения ряда технологических операций, например при закачке химических реагентов или жидкости гидроразрыва в продуктивный пласт, перекрывать перепускные окна и таким образом разобщать внутреннюю полость корпуса и колонны труб и окружающее корпус и колонну труб затрубное пространство. При необходимости вкладыш со струйным насосом может быть извлечен из опорной втулки без подъема колонны труб на поверхность и в скважину по колонне труб и через опорную втулку и корпус может быть подана жидкая среда для промывки забоя скважины или установки цементного моста. После проведения необходимых технологических операций, например тех, что описаны выше, вкладыш со струйным насосом может быть возвращен на посадочное место в опорной втулке для продолжения работ по освоению или ремонту скважин, а также для удаления продуктов реакции или жидкости гидроразрыва. Возможна установка различных по конструкции вкладышей со струйным насосом. В результате, в ходе работ по освоению и эксплуатации скважины с помощью скважинной струйной установки предоставляется возможность проводить исследования при различных режимах работы как до обработки продуктивного пласта, так и после такой обработки.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи расширения технологических возможностей по освоению и эксплуатации скважины с помощью скважинной струйной установки, а также при проведении других работ в скважине с использованием скважинной струйной установки.

На фиг.1 представлен продольный разрез скважинной струйной установки без вкладыша. На фиг.2 представлен продольный разрез скважинной струйной установки при установленном вкладыше и пропущенном через вкладыш каротажном кабеле с перфоратором. На фиг.3 представлен продольный разрез скважинной струйной установки при установленном вкладыше и присоединенном к нему автономном манометре.

Скважинная струйная установка содержит корпус 1, в котором выполнены перепускные окна 2 и установлен вкладыш 3 со струйным насосом 4. Кроме того, во вкладыше 3 выполнены канал 5 подвода активной среды в сопло 6 струйного насоса 4, канал 7 подвода откачиваемой среды в струйный насос 4 и выходной канал 8. Канал 7 подвода откачиваемой среды сообщен с выполненным во вкладыше 3 проходным каналом 9. Над каналом 7 подвода откачиваемой среды в проходном канале 9 выполнено посадочное место 10, на котором в проходном канале 9 установлен герметизирующий узел 11. В последнем выполнен осевой канал 12 с возможностью пропуска через него и проходной канал 9 каротажного кабеля 13 для прикрепления к нему размещенного ниже вкладыша 3 перфоратора 14 или, если это необходимо, других приборов и оборудования с возможностью перемещения их вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе 4. Выходной канал 8 сообщен с внутренней полостью 15 корпуса 1 выше струйного насоса 4. В корпусе 1 установлена подвижная в осевом направлении опорная втулка 17, подпружиненная относительно корпуса 1 с помощью пружины 18. На выполненное в опорной втулке 17 посадочное место 19 установлен вкладыш 3 со струйным насосом 4, а во втулке 17 выполнены перепускные отверстия 20, через которые и перепускные окна 2 корпуса 1 в крайнем нижнем положении опорной втулки 17 канал 5 подвода активной среды сообщен с окружающим корпус 1 затрубным пространством. При этом нижняя часть опорной втулки 17 под перепускными отверстиями 20 имеет больший диаметр, чем ее верхняя часть, и выполнена в виде фланца 21. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью опорной втулки 17 выполнен зазор 24. Фланец 21 опорной втулки 17 размещен в корпусе 1 под перепускными окнами 2 в кольцевой расточке 25. Кольцевая расточка выполнена с образованием в корпусе 1 верхнего и нижнего торцов 26. Передвижение опорной втулки 17 вниз ограничено нижним торцом 26, а ее передвижение вверх ограничено верхним торцом 26.

Вкладыш 3 может быть выполнен с прикрепленным к нему автономным манометром 27, а на посадочное место 10 в проходном канале 9 может быть установлена депрессионная вставка 28 с выполненной на ней профилированной головкой 29 для взаимодействия с ловильным инструментом для извлечения вкладыша 3 со струйным насосом 4 из скважины.

Корпус 1 прикреплен к колонне труб 30. Ниже корпуса 1 к колонне труб 30 прикреплены пакер 31 с осевым каналом 32 и хвостовик 33 с входной воронкой 34.

К колонне труб 30 прикрепляют последовательно сверху вниз корпус 1 струйного насоса 4, пакер 31 с осевым каналом 32 и хвостовик 33 с входной воронкой 34. Сборку колонны труб 30 спускают в скважину, при этом входную воронку 34 устанавливают над кровлей продуктивного пласта 35. Затем проводят распакеровку пакера 31 и на каротажном кабеле 13 спускают в скважину вкладыш 3 со струйным насосом 4, причем предварительно каротажный кабель 13 пропускают через осевой канал 12 герметизирующего узла 11 и проходной канал 9 вкладыша 3. Герметизирующий узел 11 устанавливают на посадочном месте 10 в проходном канале 9 вкладыша 3, а к нижнему концу каротажного кабеля 13 подсоединяют перфоратор 14. Далее устанавливают вкладыш 3 со струйным насосом 4 и герметизирующим узлом 11 на посадочное место 19 опорной втулки 17, а перфоратор 14 располагают с помощью каротажного кабеля 13 в скважине напротив продуктивного пласта 35. После этого через окружающее колонну труб 30 затрубное пространство скважины и перепускные окна 2 корпуса 1 подают активную среду, например природный газ или жидкий азот, в зазор 24 между корпусом 1 и опорной втулкой 17 и таким образом, воздействуя на фланец 21 опорной втулки 17, перемещают подпружиненную опорную втулку 17 вниз до упора, совмещая при этом перепускные отверстия 20 опорной втулки 17 с перепускными окнами 2 корпуса 1, и через перепускные отверстия 20 подают активную среду в канал 5 подвода активной среды и далее в сопло 6 струйного насоса 4 с формированием на выходе из сопла 6 устойчивой струи, которая, истекая из сопла 6, вызывает снижение давления сначала в канале 7 подвода откачиваемой среды, а затем во внутренней полости колонны труб 30 ниже корпуса 1 струйного насоса 4, создавая в скважине депрессию на продуктивный пласт 35. В режиме депрессии путем подрыва перфоратора 14 проводят перфорацию продуктивного пласта 35 с последующим дренированием скважины. Далее прекращают подачу активной среды в сопло 6 струйного насоса и тем самым прекращают дренирование пласта 35 и перемещают под действием пружины 18 опорную втулку 17 с вкладышем 3 в верхнее положение и таким образом изолируют внутреннюю полость колонны труб 30 от затрубного пространства. После этого с помощью каротажного кабеля 13 извлекают на поверхность вкладыш 3 со струйным насосом 4 и остатки перфоратора 14 и далее через колонну труб 30 и корпус 1 струйного насоса 4 закачивают в продуктивный пласт 35 кислотный раствор или жидкость гидроразрыва. Затем спускают в скважину на каротажном кабеле 13 вкладыш 3 со струйным насосом 4, при этом каротажный кабель 13 предварительно пропускают через осевой канал 12 герметизирующего узла 11, а также через проходной канал 9 вкладыша. Герметизирующий узел 11 устанавливают на посадочное место 10 в проходном канале 9. К нижнему концу каротажного кабеля 13 подсоединяют геофизический прибор 14. Далее устанавливают вкладыш 3 со струйным насосом 4 и герметизирующим узлом 11 на посадочное место 19 опорной втулки 17, а геофизический прибор 14 опускают до забоя скважины, регистрируя физические поля горных пород от входной воронки 34 до забоя скважины. Далее через окружающее колонну труб 30 затрубное пространство скважины и перепускные окна 2 корпуса 1 подают активную среду в зазор 24 между корпусом 1 и опорной втулкой 17 и таким образом, воздействуя на фланец 21 опорной втулки 17, перемещают подпружиненную опорную втулку 17 вниз до упора, совмещая при этом перепускные отверстия 20 втулки 17 с перепускными окнами 2 корпуса 1, и через перепускные отверстия 20 подают активную среду в канал 5 подвода активной среды и далее в сопло 6 струйного насоса 4 с формированием на выходе из сопла 6 устойчивой струи, которая, истекая из сопла 6, вызывает снижение давления сначала в канале 7 подвода откачиваемой среды, а затем во внутренней полости колонны труб 30 ниже корпуса 1 струйного насоса 4, создавая в скважине депрессию на продуктивный пласт 35. С помощью активной среды откачивают из пласта 35 продукты реакции или жидкость гидроразрыва, а после дренирования скважины при работающем струйном насосе 4 с помощью каротажного кабеля 13 поднимают геофизический прибор 14 до входной воронки 34, регистрируя с помощью последнего физические параметры горных пород вдоль ствола скважины. Далее прекращают дренирование пласта 35 и тем самым перемещают под действием пружины 18 опорную втулку 17 с вкладышем 3 в верхнее положение и изолируют внутреннюю полость колонны труб 30 от затрубного пространства. После этого с помощью каротажного кабеля 13 извлекают на поверхность вкладыш 3 со струйным насосом 4 и геофизический прибор 14, а затем запускают скважину в работу фонтанным способом.

При падении дебита скважины вследствие накопления на забое скважины жидкости, например воды или конденсата, во внутреннюю полость колонны труб 30 сбрасывают вкладыш 3 со струйным насосом 4 и установленным на нем автономным манометром 27. Устанавливают вкладыш 3 на посадочном месте 19 подпружиненной опорной втулки 17, подают по затрубному пространству активную газообразную среду и, воздействуя на фланец 21 опорной втулки 17, перемещают опорную втулку 17 в нижнее ее положение и совмещают таким образом перепускные окна 2 и перепускные отверстия 20 и через последние подают на сопло 6 струйного насоса 4 активную газообразную среду и дренируют скважину, удаляя при этом из ее ствола жидкость. Далее прекращают подачу активной среды и тем самым перемещают под действием пружины 18 опорную втулку 17 с вкладышем 3 в верхнее положение, с помощью ловильного инструмента, спускаемого на каротажном кабеле 13 или проволоке, извлекают вкладыш 3 со струйным насосом 4 и автономным манометром 27 на поверхность и запускают скважину в работу фонтанным способом.

Изобретение может найти применение в нефтегазовой промышленности при испытании, освоении и эксплуатации нефтяных и газоконденсатных скважин, а также при их капитальном ремонте.

1. Способ работы скважинной струйной установки, заключающийся в том, что к колонне труб прикрепляют последовательно сверху вниз корпус струйного насоса, пакер с осевым каналом и хвостовик с входной воронкой, причем в корпусе струйного насоса выполнены перепускные окна и установлена подпружиненная опорная втулка с перепускными отверстиями и посадочным местом, при этом перепускные окна корпуса перекрыты опорной втулкой, которая под действием пружины находится в своем верхнем положении, после чего сборку колонны труб спускают в скважину, при этом входную воронку устанавливают над кровлей продуктивного пласта, затем проводят распакеровку пакера и на каротажном кабеле спускают в скважину вкладыш со струйным насосом, причем предварительно каротажный кабель пропускают через осевой канал герметизирующего узла и проходной канал вкладыша, герметизирующий узел устанавливают на посадочном месте в проходном канале вкладыша, а к нижнему концу каротажного кабеля подсоединяют перфоратор, далее устанавливают вкладыш со струйным насосом и герметизирующим узлом на посадочное место опорной втулки, а перфоратор располагают с помощью каротажного кабеля в скважине напротив продуктивного пласта, после чего через окружающее колонну труб затрубное пространство скважины и перепускные окна корпуса подают активную среду, например природный газ или жидкий азот, в зазор между корпусом и опорной втулкой и, таким образом воздействуя на фланец опорной втулки, перемещают подпружиненную опорную втулку вниз до упора, совмещая при этом перепускные отверстия опорной втулки с перепускными окнами корпуса, и через перепускные отверстия подают активную среду в канал подвода активной среды и далее в сопло струйного насоса с формированием на выходе из сопла устойчивой струи, которая, истекая из сопла, вызывает снижение давления сначала в канале подвода откачиваемой среды, а затем во внутренней полости колонны труб ниже корпуса струйного насоса, создавая в скважине депрессию на продуктивный пласт, в режиме депрессии путем подрыва перфоратора проводят перфорацию продуктивного пласта с последующим дренированием скважины, далее прекращают подачу активной среды в сопло струйного насоса и тем самым прекращают дренирование пласта и перемещают под действием пружины опорную втулку с вкладышем в верхнее положение и таким образом изолируют внутреннюю полость колонны труб от затрубного пространства, после чего с помощью каротажного кабеля извлекают на поверхность вкладыш со струйным насосом и остатки перфоратора и далее через колонну труб и корпус струйного насоса закачивают в продуктивный пласт кислотный раствор или жидкость гидроразрыва, спускают в скважину на каротажном кабеле вкладыш со струйным насосом, при этом каротажный кабель предварительно пропускают через осевой канал герметизирующего узла, а также через проходной канал вкладыша, герметизирующий узел устанавливают на посадочное место в проходном канале, к нижнему концу каротажного кабеля подсоединяют геофизический прибор, далее устанавливают вкладыш со струйным насосом и герметизирующим узлом на посадочное место опорной втулки, а геофизический прибор опускают до забоя скважины, регистрируя при этом физические поля горных пород от входной воронки до забоя скважины, далее через окружающее колонну труб затрубное пространство скважины и перепускные окна корпуса подают активную среду в зазор между корпусом и опорной втулкой и, таким образом воздействуя на фланец опорной втулки, перемещают подпружиненную опорную втулку вниз до упора, совмещая при этом перепускные отверстия втулки с перепускными окнами корпуса, и через перепускные отверстия подают активную среду в канал подвода активной среды и далее в сопло струйного насоса с формированием на выходе из сопла устойчивой струи, которая, истекая из сопла, вызывает снижение давления сначала в канале подвода откачиваемой среды, а затем во внутренней полости колонны труб ниже корпуса струйного насоса, создавая в скважине депрессию на продуктивный пласт, и с помощью активной среды откачивают из пласта продукты реакции или жидкость гидроразрыва, а после дренирования скважины при работающем струйном насосе с помощью каротажного кабеля поднимают геофизический прибор до входной воронки, регистрируя при этом с помощью последнего физические параметры горных пород вдоль ствола скважины, далее прекращают дренирование пласта и тем самым перемещают под действием пружины опорную втулку с вкладышем в верхнее положение и изолируют внутреннюю полость колонны труб от затрубного пространства, после чего с помощью каротажного кабеля извлекают на поверхность вкладыш со струйным насосом и геофизический прибор и запускают скважину в работу фонтанным способом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при падении дебита скважины вследствие накопления на забое скважины жидкости, например воды или конденсата, во внутреннюю полость колонны труб сбрасывают вкладыш со струйным насосом и установленным на нем автономным манометром, устанавливают вкладыш на посадочном месте подпружиненной опорной втулки, подают по затрубному пространству активную газообразную среду и, воздействуя на фланец опорной втулки, перемещают опорную втулку в нижнее ее положение и совмещают таким образом перепускные окна и перепускные отверстия и через последние подают на сопло струйного насоса активную газообразную среду и дренируют скважину, удаляя при этом из ее ствола жидкость, далее прекращают подачу активной среды и тем самым перемещают под действием пружины опорную втулку с вкладышем в верхнее положение, а потом с помощью ловильного инструмента, спускаемого на каротажном кабеле или проволоке, извлекают вкладыш со струйным насосом и автономным манометром на поверхность и запускают скважину в работу фонтанным способом.