Способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины

Способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при изоляции водопритоков в горизонтальном или наклонном участках стволов добывающих скважин.

Известен способ ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины (патент RU №2379472, МПК Е21В 33/13, опубл. 20.01.2010, бюл. №2), включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами и последующее вымывание водоизоляционного раствора из ствола скважины, причем сначала колонну труб оборудуют гидромониторной насадкой и седлом для пробки, имеющим отверстия, сообщающие пространство внутри насосно-компрессорных труб (НКТ) и ствол скважины, через эти отверстия закачивают в изолируемый интервал сначала высоковязкий гидрофобный водонерастворимый состав, затем цементный раствор на основе цемента марки I-G с водоцементным отношением 0,44, устанавливают пробку с разрушаемой диафрагмой, перекрывающей сквозной внутренний канал, затем закачивают продавочную жидкость до посадки пробки на седло, приподнимают колонну труб в безопасную зону, а после загустевания цементного раствора до консистенции 100 Вс производят спуск колонны труб и поднимают давление в трубах закачиванием продавочной жидкости до разрушения диафрагмы, после чего вымывают цемент из ствола скважины закачиванием промывочной жидкости с замедлителем схватывания цементного раствора по колонне труб через гидромониторную насадку.

Недостатками данного способа являются:

- во-первых, сложный технологический процесс реализации способа, связанный с последовательной закачкой высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава, цементного раствора, а также продавочной жидкости;

- во-вторых, низкая эффективность проведения ремонтно-изоляционных работ в горизонтальном участке ствола скважины, обусловленная непродолжительностью эффекта водоизоляции путем закачки высоковязкого гидрофобного водонерастворимого состава и цементного раствора;

- в-третьих, низкая надежность реализации способа, связанная с обязательным выполнением ряда последовательных технологических операций, при этом устанавливают пробку с разрушаемой диафрагмой, перекрывающей сквозной внутренний канал, затем закачивают продавочную жидкость до посадки пробки на седло, приподнимают колонну труб в безопасную зону, а после загустевания цементного раствора до консистенции 100 Вс производят спуск колонны труб и поднимают давление в трубах закачиванием продавочной жидкости до разрушения диафрагмы. Все это зависимые друг от друга технологические операции, и при нарушении одной из них, например при загустевании цементного раствора до консистенции менее 100 Вс, срывается реализация всего способа.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины (патент RU №2273722, МПК Е21В 33/13, опубл. 10.04.2006, бюл. №10), включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны насосно-компрессорных труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами, при этом напротив интервалов водопроявляющих пластов образуют непроницаемую корку, для чего в качестве водоизоляционного раствора используют цементный раствор, модифицированный поливинилацетатным реагентом в количестве 0,25-0,5% к массе цемента, с объемом, обеспечивающим заполнение затрубного пространства необсаженного горизонтального участка через колонну НКТ, спущенную до забоя горизонтального участка ствола скважины, и выдержкой в течение 2-3 ч с последующим его вымыванием из затрубного пространства прямой или обратной циркуляцией после начала схватывания цемента.

Недостатками данного способа являются:

- во-первых, низкая надежность, что связано с быстрым разрушением непроницаемой корки (водоизоляционного экрана) в интервале водопроявляющего пласта, установленной в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины, при последующей эксплуатации скважины вследствие отсутствия крепления ствола скважины в изолируемом интервале;

- во-вторых, низкое качество крепления водоизоляционных работ, что связано с разрушением непроницаемой корки (водоизоляционного экрана) в интервале водопроявляющего пласта, установленной в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины, вследствие создания депрессии в скважине при освоении и последующей эксплуатации;

- в-третьих, низкая эффективность реализации способа, связанная с непродолжительным эффектом от создания непроницаемой корки (изоляции) в интервалах водопроявляющих пластов, так как при последующей эксплуатации вода из водопроявляющего пласта прорывается либо в необсаженный горизонтальный участок ствола добывающей скважины путем обхода непроницаемой корки, либо вода из водопроявляющего пласта через непроницаемую корку перетекает в другие нефтеносные интервалы горизонтального участка ствола добывающей скважины, вызывая их преждевременное обводнение;

- в-четвертых, после разрушения изоляции и выпадения ее в необсаженный горизонтальный участок ствола добывающей скважины происходит более интенсивное обводнение необсаженного горизонтального участка ствола добывающей скважины из интервалов водопроявляющего пласта.

Технической задачей предложения является повышение надежности и эффективности реализации способа за счет повышения качества водоизоляционных работ и исключения обводнения необсаженного горизонтального участка ствола добывающей скважины из интервалов водопроявляющего пласта.

Поставленная задача решается способом изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины, включающим извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами, создание непроницаемого экрана в интервале водопроявляющего пласта и последующее вымывание водоизоляционного раствора из скважины обратной циркуляцией после начала схватывания водоизоляционного состава.

Новым является то, что после извлечения из добывающей скважины насосного оборудования проводят геофизические исследования и определяют длину интервала водопроявляющего пласта в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины, затем в необсаженный горизонтальный участок ствола скважины спускают дополнительную колонну труб, оборудованную сверху направляющей воронкой и уплотнительным пакером, ниже уплотнительного пакера дополнительную колонну труб оснащают двумя водонабухающими пакерами длиной по 1 м каждый, соединенными между собой перфорированным патрубком длиной, равной длине интервала водопроявляющего пласта, а внутри дополнительной колонны труб за перфорированным патрубком устанавливают фиксатор, при этом после спуска дополнительной колонны труб в необсаженный горизонтальный участок ствола скважины и посадки уплотнительного пакера набухающие пакеры размещают на границах интервала водопроявляющего пласта, после ожидания набухания пакеров спускают колонну труб в скважину, производят закачку водоизоляционного раствора по колонне труб через отверстия перфорационного патрубка в интервал водопроявляющего пласта с образованием водоизоляционного экрана, после чего закачиванием промывочной жидкости с созданием обратной циркуляции вымывают водоизоляционный раствор из дополнительной колонны труб скважины, производят перфорацию дополнительной колонны труб до и после границ интервала водопроявляющего пласта, затем в скважину на конце колонны труб спускают гидравлический разъединитель с расширяемой втулкой и обратным клапаном, пропускающим от забоя к устью скважины, при этом расширяемая втулка на концах оснащена уплотнительными кольцами, спуск технологической колонны труб в скважину осуществляют до взаимодействия расширяемой втулки с фиксатором, после чего в технологической колонне труб создают избыточное давление и производят радиальное расширение наружу втулки до герметизации уплотнительными кольцами концов перфорированного патрубка дополнительной колонны труб, после чего производят отсоединение гидравлического разъединителя от расширяемой втулки и извлечение технологической колонны труб с гидравлическим разъединителем из скважины, спускают в скважину насосное оборудование и запускают скважину в работу.

На фиг. 1, 2, 3, 4 и 5 схематично и последовательно изображен предлагаемый способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины.

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности.

Из добывающей скважины 1 (далее скважины) с необсаженным горизонтальным участком ствола 2 (см. фиг. 1) извлекают насосное оборудование.

Проводят геофизические исследования в необсаженном горизонтальном участке ствола 2 скважины, например, с использованием комплексного геофизического прибора типа АГАТ-КГ-42-6В и определяют интервал 3 притока воды из водопроявляющего пласта 4.

Для этого спускают геофизический прибор в необсаженный горизонтальный участок ствола 2, например, длиной 300 м скважины 1 на гибкой трубе с запасованным кабелем, определяют изменение фазового состава по профилю горизонтального ствола при многофазном составе добываемой продукции и определяют длину L интервала 3 водопроявляющего пласта 4 необсаженного горизонтального участка ствола 2 скважины 1, подлежащего проведению водоизоляционных работ, например, длина L составляет 8 м и находится в интервале 207-215 м.

В необсаженный горизонтальный участок ствола 2 скважины 1 спускают дополнительную колонну труб 5 (см. фиг. 2), например, представляющую собой хвостовик из труб диаметром 114 мм с толщиной стенки 7 мм по ГОСТ 633-80, например, длиной 350 м, оборудованную сверху направляющей воронкой 6 и уплотнительным пакером 7.

Дополнительную колонну труб 5 в необсаженный горизонтальный участок ствола 2 скважины 1 спускают, например, на технологической колонне труб (на фиг. 1, 2, 3, 4 и 5 не показана), например 73 мм колонне НКТ по ГОСТ 633-80 с гидравлическим разъединителем любой известной конструкции (на фиг. 1, 2, 3,4, 5 не показан).

Направляющая воронка 6 (см. фиг. 2) имеет сужение сверху вниз и обеспечивает вход в дополнительную колонну труб 5 спускаемого оборудования.

Уплотнительный пакер 7 любой известной конструкции изолирует пространство между скважиной и дополнительной колонной труб в необсаженном горизонтальном участке ствола 2 скважины 1, например пакер марки TSP4 «Weatherfort».

Гидравлический разъединитель может быть любой известной конструкции, например конструкции института «ТатНИПИнефть» патент RU №2425946 «Скважинный разъединитель», МПК Е21В 17/06, опубл. 10.08.2011 г., бюл. №22.

Ниже уплотнительного пакера 7 дополнительная колонна труб 5 оснащена двумя водонабухающими пакерами 8 и 9 длиной по 1 м каждый, соединенными между собой перфорированным патрубком 10 с отверстиями (на фиг. 2, 3, 4, 5 показаны условно) и длиной Н, равной длине L интервала 3 (см. фиг. 2 и 3) водопроявляющего пласта 4 (на фиг. 2, 3, 4, 5 показан условно).

Внутри дополнительной колонны труб 5 (см. фиг. 2 и 3) за перфорированным патрубком 10 устанавливают фиксатор 11, например, выполненный в виде металлического кольца, жестко закрепленного винтами (на фиг. 1, 2, 3, 4, 5 не показан) к дополнительной колонне труб 5.

Водонабухающие пакеры 8 и 9 выполнены в виде эластичных рукавов длиной 1 м с внутренним диаметром 114 м и, например, наружным диаметром 133 мм.

В качестве патрубка 10 применяют отрезок насосно-компрессорной трубы по ГОСТ 633-80 длиной 8 м.

Надежность реализации способа повышается за счет исключения разрушения интервала изоляции (водоизоляционного экрана 15) при создании депрессии в необсаженном горизонтальном участке ствола 2 скважины 1 путем установки дополнительной колонны труб (хвостовика) 5 в необсаженном горизонтальном участке ствола 2 скважины 1.

После спуска дополнительной колонны труб 5 в необсаженный горизонтальный участок ствола 2 скважины 1 приводят в действие гидравлический разъединитель и производят отсоединение технологической колонны труб от дополнительной колонны труб 5 и посадку уплотнительного пакера 7 в скважине 1, при этом набухающие пакеры 8 и 9 размещают на границах 12 (207-206 м) и 13 (215-216 м) соответственно интервала 3 водопроявляющего пласта 4. После чего колонну технологических труб с гидравлическим разъединителем извлекают из скважины 1. После ожидания набухания пакеров 8 и 9 (см. фиг. 2 и 3), например, в течение 48 ч спускают колонну труб 14 (например, колонну 73 мм НКТ по ГОСТ 633-80) в скважину 1.

Производят закачку и продавку любого известного водоизоляционного раствора, например цементного раствора на основе цемента марки I-G, по колонне труб 14 через отверстия перфорационного патрубка 10 в интервал 3 водопроявляющего пласта 4 с образованием водоизоляционного экрана 15 в интервале 3 водопроявляющего пласта 4. Объем закачки цементного раствора для создания водоизоляционного экрана 15 в интервале 3 водопроявляющего пласта 4 определяет технологическая служба ремонтного предприятия, например 2,5 м³.

Эффективность реализации способа повышается за счет исключения возможности обхода закодированного интервала (водоизоляционного экрана 15) водой из водопроявляющего пласта 4 путем установки водонабухающих пакеров 8 и 9 на границе 12 и 13, соответственно интервала притока вод из водопроявляющего пласта 4 в необсаженный горизонтальный участок ствола 2 скважины 1.

После начала схватывания водоизоляционного состава в интервале 3 водопроявляющего пласта 4 производят закачивание промывочной жидкости, например сточной воды плотностью 1000 кг/м³ с созданием обратной циркуляции, т.е. закачкой промывочной жидкости в скважину 1 по дополнительной колонне труб 5 и подъемом промывочной жидкости по колонне труб 14 вымывают водоизоляционный раствор из дополнительной колонны труб 5 скважины 1.

Извлекают колонну труб 14 из скважины 1.

Производят перфорацию 16 (см. фиг. 4) и 17 дополнительной колонны труб 5 до и после границы 12 и 13 соответственно интервала 3 водопроявляющего пласта 4.

Например, производят поочередную перфорацию 16 и 17 любым известным устройством, например с применением корпусного перфоратора однократного применения КПО - 114.

В скважину 1 на конце колонны труб 14 (см. фиг. 4) спускают гидравлический разъединитель 18 (любой известной конструкции, например такой же конструкции, как описано выше, но меньшего типоразмера, имеющий возможность беспрепятственно перемещаться в дополнительной колонне труб 5) с расширяемой втулкой 19 и обратным клапаном 20, пропускающим от забоя к устью скважины 1, при этом расширяемая втулка 19 на концах оснащена уплотнительными (резиновыми) кольцами 21' и 21''. В качестве обратного клапана 20 (на фиг. 4 и 5 показан условно) применяют любую известную конструкцию, например «Обратный клапан для скважины», описанный в патенте RU №2418154, МПК Е21В 34/06, опубл. 10.05.2011 г., бюл. №13.

Спуск колонны труб 14 в скважину 1 осуществляют до взаимодействия расширяемой втулки 19 с фиксатором 11. В процессе спуска колонна труб 14 заполняется скважинной жидкостью благодаря открытому обратному клапану 20, пропускающему от забоя к устью скважины 1.

После чего колонну труб 14 доливают жидкостью, например пресной водой плотностью 1000 кг/м³, и создают в колонне труб 14 избыточное давление, например 10 МПа, при этом обратный клапан 20 закрывается, то есть не пропускает жидкость из расширяемой втулки 19 в скважину 1. Таким образом производят расширение втулки 19 до герметизации уплотнительными кольцами 21' и 21'' концов перфорированного патрубка 10 дополнительной колонны труб 5.

После чего производят отсоединение гидравлического разъединителя 18 от расширяемой втулки 19 и извлечение колонны труб 14 с гидравлическим разъединителем 18 из скважины 1.

Расширяемая втулка 19 герметизирует изнутри отверстия перфорированного патрубка 10, благодаря этому при создании депрессии в скважине 1, при освоении и последующей эксплуатации исключается разрушение непроницаемой корки (водоизоляционного экрана 15) в интервале водопроявляющего пласта 4, что повышает качество водоизоляционных работ.

Спускают в скважину 1 насосное оборудование 22 (см. фиг. 5) и запускают скважину 1 в работу. В процессе работы скважины исключается обводнение горизонтального участка ствола 2 скважины 1 из интервала 3 водопроявляющего пласта 4 за счет исключения разрушения изоляции из интервала 3 водопроявляющего пласта 4 в необсаженный горизонтальный участок ствола 2 скважины 1.

Предлагаемый способ позволяет:

- повысить надежность и эффективность реализации способа;

- повысить качество водоизоляционных работ;

- исключить обводнение горизонтального участка ствола скважины из интервала водопроявляющего пласта.

Способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины, включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами, создание непроницаемого экрана в интервале водопроявляющего пласта и последующее вымывание водоизоляционного раствора из скважины обратной циркуляцией после начала схватывания водоизоляционного состава, отличающийся тем, что после извлечения из добывающей скважины насосного оборудования проводят геофизические исследования и определяют длину интервала водопроявляющего пласта в необсаженном горизонтальном участке ствола скважины, затем в необсаженный горизонтальный участок ствола скважины спускают дополнительную колонну труб, оборудованную сверху направляющей воронкой и уплотнительным пакером, ниже уплотнительного пакера дополнительную колонну труб оснащают двумя водонабухающими пакерами длиной по 1 м каждый, соединенными между собой перфорированным патрубком длиной, равной длине интервала водопроявляющего пласта, а внутри дополнительной колонны труб за перфорированным патрубком устанавливают фиксатор, при этом после спуска дополнительной колонны труб в необсаженный горизонтальный участок ствола скважины и посадки уплотнительного пакера набухающие пакеры размещают на границах интервала водопроявляющего пласта, после ожидания набухания пакеров спускают колонну труб в скважину, производят закачку водоизоляционного раствора по колонне труб через отверстия перфорационного патрубка в интервал водопроявляющего пласта с образованием водоизоляционного экрана, после чего закачиванием промывочной жидкости с созданием обратной циркуляции вымывают водоизоляционный раствор из дополнительной колонны труб скважины, производят перфорацию дополнительной колонны труб до и после границ интервала водопроявляющего пласта, затем в скважину на конце колонны труб спускают гидравлический разъединитель с расширяемой втулкой и обратным клапаном, пропускающим от забоя к устью скважины, при этом расширяемая втулка на концах оснащена уплотнительными кольцами, спуск технологической колонны труб в скважину осуществляют до взаимодействия расширяемой втулки с фиксатором, после чего в технологической колонне труб создают избыточное давление и производят радиальное расширение наружу втулки до герметизации уплотнительными кольцами концов перфорированного патрубка дополнительной колонны труб, после чего производят отсоединение гидравлического разъединителя от расширяемой втулки и производят извлечение технологической колонны труб с гидравлическим разъединителем из скважины, спускают в скважину насосное оборудование и запускают скважину в работу.