СКВАЖИННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ БЕСПРОМЫВОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Полезная модель относится к технике и технологии добычи углеводородов и предназначена для очистки ствола или пласта добывающей, нагнетательной или артезианской скважины, в частности от отложений (например, песка, шлама, механических примесей, кольматанта и т.д.), а также для очистки верхней части аварийного оборудования, ликвидации осложнений, проведения подземного и капитального ремонта скважин.
Известно в качестве аналога устройство для очистки скважины (патент РФ №2068079), включающее корпус с верхним и нижним уплотнителями, полый шток с перепускными каналами в виде радиальных отверстий, установленный в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения, спиральную пружину, хвостовик (т.е. наконечник), связанный с корпусом и выполненный с возможностью взаимодействия с забоем скважины, подпружиненный обратный клапан и пакер, установленный на корпусе.
Известно в качестве аналога устройство для очистки скважины (патент РФ №2068078), включающее корпус с уплотнителями, хвостовик, наконечник, клапан, подвижный полый шток с радиальными перепускными каналами в виде перфорационных отверстий, связанный с колонной труб и установленный в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения.
Известен в качестве прототипа гидравлический комплекс для очистки глубинных скважин (патент РФ №2173380), содержащий желонку, в корпусе которой размещена нагнетательная полость, клапан и полый шток, соединенный с колонной труб в нижней ее части, и приемную камеру, имеющую приемную полость и клапан в виде заслонки, а также контейнер со шламосборной полостью, соединенной с приемной камерой и плунжерным насосом.
Описанные выше технические решения имеют следующие основные недостатки:
- устройство может работать только при отсутствии подпружиненного обратного клапана или герметичности полого штока в корпусе;
- корпус не имеет наружного обратного клапана для перепуска жидкости из него, из-за чего устройство является неработоспособным при герметичности полого штока в корпусе, то есть в скважине при работе полость корпуса заполняется жидкостью через подпружиненный обратный клапан, что не дает возможности движения полого штока вниз под нагрузкой колонны труб для очистки забоя скважины от песка;
- при движении полого штока в корпусе быстро разрушается нижний уплотнитель корпуса и возникает не герметичность, учитывая, что при открытии и закрытии устройства перепускные каналы (в частности, поврежденные при прохождении через них песка) полого штока проходят через нижний уплотнитель корпуса и повреждают его, тем самым в процессе работы полость трубы (контейнер) над устройством заполняется не песком, а наоборот, жидкостью вследствие не герметичности;
- устройство имеет низкий коэффициент полезного действия, так как при плотном входе каналов хвостовика в песок движение корпуса вниз (под весом колонны труб) замедляется, то есть имеющаяся жидкость в полости корпуса сопротивляется перемещению его вниз, в результате чего поджатая жидкость в корпусе частично выдавливается вниз из-под песка, после чего полый шток перемещается вниз и открывает перепускные каналы, через которые в полость штока сначала поступает жидкость, а затем только, частично, песок;
- работа пакера в устройстве имеет низкие эффективность и надежность при его спуске и освобождении из ствола ниже пласта скважины.
Целью полезной модели является повышение эффективности, надежности и расширение функциональных возможностей технологии при очистке ствола или пласта добывающей, нагнетательной или артезианской скважины.
Целью полезной модели также является:
- повышение качества ремонтов и освоения добывающих и нагнетательных скважин месторождения;
- улучшение экономических показателей (увеличение межремонтного периода скважин, уменьшение затрат на очистку скважин без снижения качества);
- минимальное использование стандартной промывки при очистке скважин с заменой основного объема очисток на беспромывочную технологию;
- экологическое оздоровление пластов месторождения, так как сбор жидких и твердых шламовых отложений производится за счет всасывающего эффекта гидрожелонки с последующей утилизацией.
Поставленные цели достигаются заменой стандартной промывки скважин, которая практически исчерпала свои возможности и не отвечает современным требованиям по качеству очистки при проведении подземного и капитального ремонта скважин (ПРС и КРС), освоения скважин после бурения и ремонта.
Поставленные цели достигаются применением скважинного комплекса для проведения беспромывочной технологии.
Скважинный комплекс для проведения беспромывочной технологии состоит из технологического оборудования для проведения подземного и капитального ремонта скважин, эксплуатационной колонны, насосно-компрессорных труб, базовой части, модульной части для очистки забоя, модульной части для очистки призабойной зоны пласта, при этом базовая часть включает технологическую компоновку гидрожелонки с перепускным клапаном, который функционально связан с другими элементами комплекса что образует сборный канал для наполнения шламом верхней части ее контейнера, с регулируемой дроссельной муфтой и трубами, с возможностью регулировки скорости потока жидкости для создания депрессии и использования перепада гидростатического давления обеспечивающего полный цикл очистки, причем модульная часть для очистки забоя содержит бурильную насадку, с возможностью фрезеровки и рыхления песчаной пробки, а модульная часть для очистки призабойной зоны пласта включает трубный щелевой фильтр, экранирующий центратор, позволяющий исключить пакер и
оборудование в виде насосно-компрессорных труб, являющееся одновременно контейнером для сбора грязной жидкости и шлама.
Предлагаемый скважинный комплекс для проведения беспромывочной технологии состоит из следующих основных элементов оборудования:
Технологическое оборудование для проведения ПРС и КРС 1, базовая часть (технологическая компоновка гидрожелонки с перепускным клапаном и трубами) обеспечивающая полный цикл очистки 2, эксплуатационная колонна 3, модульная часть для очистки забоя (перо-фильтр или бурильная насадка) 4, модульная часть для очистки призабойной зоны пласта (ПЗП) трубный щелевой фильтр 5 и оборудование для сбора нефти и жидкости 6.(фиг.1)
В базовую часть 2 входят следующие узлы: модульная часть (перо-фильтр или бурильная насадка) 4, обратный клапан 7, дроссельная муфта 8, гидростатический узел с подвижным штоком с отверстиями 9 и штифтами 10, трубы НКТ 11, являющиеся одновременно контейнером для сбора грязной жидкости и шлама, сбивной клапан 12 для слива излишек жидкости из контейнера, (фиг.2)
Первый этап очистки - очистка забоя скважины.
Для этого используется модуль перо - фильтр 4 или бурильная насадка.
Скважинный комплекс на первом этапе работает следующим образом:
С помощью подъемника 1 в эксплуатационную колонну 3 спускается базовая часть 2 (насосно-компрессорные трубы 11, гидрожелонка с перепускным клапаном для всасывания шлама). Если необходимо производить очистку скважины от проппантовой пробки после гидроразрыва пласта (ГРП), используется модуль в виде бурильной насадки 4. Для проведения этой технологии очистки скважина заполняется жидкостью или нефтью, служащей для создания перепада гидростатического давления. Бурильная насадка 4, выполненная в виде механической фрезы, вращающейся от действия продольных сил колонны технологических труб, разбуривает и разрыхляет пробку, а гидрожелонка производит сбор разрыхленной пробки и сбор забойного шлама в контейнеры 11.
В этот момент происходит одновременное взаимодействие: вращение, выдвижение фрез комбинированной буровой насадки и рыхление пробки, а также открытие отверстия подвижного штока, т.е. перепускного клапана гидрожелонки.
Процесс происходит циклично с периодическим подъемом и опусканием технологических труб до достижения положительного результата.
Наличие в скважинном комплексе перепускного клапана гидрожелонки (подвижного штока), его расположение и функциональная связь с другими элементами комплекса, а также образованный сборный канал позволяют расширить эксплуатационные возможности гидрожелонки за счет использования для наполнения шламом верхней части ее контейнера.
Использование регулируемой дроссельной муфты в комплекте с гидрожелонкой позволяют:
- регулировать скорость потока жидкости с целью создания оптимальной и безопасной величины создаваемой депрессии на эксплуатационную колонну;
- эффективно использовать потенциал создаваемой энергии за счет перепада гидростатического давления уровня жидкости в скважине и контейнере гидрожелонки.
Применение вращающегося гидрорыхлителя позволяет стабилизировать поток жидкого и густого шлама для эффективного и надежного заполнения контейнера гидрожелонки.
Применение обратного клапана позволяет собранный шлам надежно сохранить в контейнере во время подъема из скважины для последующей утилизации.
При отсутствии песчаных пробок, солевых отложений в скважинном комплексе применяется модуль - перо-фильтр, где базовая часть сохраняется.
Для проведения второго этапа очистки используется модуль, который состоит из компоновки труб 13 вместе с базовой частью гидрожелонки, экранирующего центратора 14, трубного фильтра 15, установленного напротив
перфорационных отверстий 16 пласта 17, хвостовика 18 с заглушкой, опирающегося на предварительно очищенный забой скважины.(фиг.3)
После очистки забоя скважины производится второй этап беспромывочной технологии, связанный с очисткой ПЗП скважины.
Скважинный комплекс работает следующим образом:
После спуска базовой части 2 совместно с трубным щелевым фильтром 5 в скважину и заполнение ее жидкостью, производится разгрузка всей технологической компоновки. Трубный щелевой фильтр 5 располагают таким образом, чтобы щелевые прорези располагались напротив перфорационных отверстий 16 эксплуатационной колонны скважины. За счет перепада гидростатического давления жидкий шлам ПЗП засасывается в контейнер гидрожелонки.
После использования энергии перепада гидростатического столба жидкости технологическую компоновку поднимают вверх для освобождения контейнера от шлама.
Данная технологическая компоновка может быть использована при освоении скважин после ремонта или после бурения. Для повышения эффективности освоения скважин в скважинном комплексе предлагается совместно использовать оборудование для свабирования.
Использование скважинного комплекса в различных комбинациях с различными модульными устройствами позволяют оптимизировать весь процесс очистки и освоения скважины с минимальными издержками, при этом добиваясь качественных показателей.
Наличие в комплексе контейнера, расположение его и функциональная связь с другими элементами комплекса, а также образованный сборный канал позволяют:
- расширить эксплуатационные режимы, так как комплекс может работать как за счет разности давлений в скважине и комплексе, так и за счет последующего механического отбора шлама;
- повысить качество очистки скважины, так как комплекс осуществляет доочистку шлама со дна скважины при повторяющихся циклах;
- увеличить производительность очистных работ, так как комплекс может быть рассчитан на любой объем забираемого шлама;
- уменьшить время очистки и освоения скважины после ремонта;
- возможна очистка добывающих скважин без добавления жидкости (если скважина не поглощает жидкость);
- очистка позволяет сохранить коллекторные свойства пласта и нагнетательных скважин месторождения;
- увеличить межремонтный период эксплуатационного и нагнетательного фонда скважин;
- уменьшить нагрузку на экологию пласта за счет более качественной очистки скважины и минимального воздействия человеческого фактора на качественные показатели очистки;
- исключить отрицательное воздействие гидравлического удара на эксплуатационную колонну;
Оптимизировать затраты на поддержание работоспособного состояния фонда скважин месторождения.