СПОСОБ ОЧИСТКИ СКВАЖИННОЙ ЖИДКОСТИ
WELL FLUID FILTRATION METHOD

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в скважине, заполненной нефтью, нефтяной эмульсией и/или попутной пластовой водой при добыче нефти.
Известен способ очистки скважины, включающий спуск в скважину до забоя колонны насосно-компрессорных труб с патрубком диаметром больше диаметра колонны насосно-компрессорных труб, имеющим треугольные окна и внутри острые язычки, обращенные вверх под углом 25-30° к вертикали, циркуляцию скважинной жидкости с расходом в пределах от 3,5 до 8 л/с по межтрубному пространству, патрубку и колонне насосно-компрессорных труб через желобную емкость в объеме не менее объема скважины и подъем из скважины колонны насосно-компрессорных труб с патрубком (патент РФ №2541984, кл. Е21В 21/00, Е21В 37/00, Е21В 31/03, опубл. 20.02.2015).
Известный способ позволяет очистить скважину от длинномерных резиновых обрезков, но не позволяет очищать скважинную жидкость от загрязнений, поступающих в скважину с добываемой нефтью.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ очистки скважинной жидкости, описанный при работе устройства для очистки жидкости в стволе скважины. Устройство, включающее контейнер-накопитель мусора, клапан, расположенные снизу заглушку и фильтр-отстойник, выполненный с продольными щелями и закрытый мелкоячеистой сеткой с размером ячеек меньше минимального размера улавливаемых загрязнений в скважине, и расположенные выше контейнера-накопителя мусора щелевой патрубок, соединительные муфты и нижний и верхний герметизатор межтрубного пространства скважины, спускают в скважину и поднимают из скважины. При подъеме устройства из скважины скважинная жидкость проходит через устройство, а загрязнения задерживаются сеткой (патент РФ №2474672, кл. Е21В 27/00, Е21В 43/08, опубл. 10.02.2013 - прототип).
Известный способ позволяет очищать скважинную жидкость от загрязнений, поступающих в скважину с добываемой нефтью, однако при этом быстро засоряются щели и мелкоячеистая сетка. В результате устройство перестает выполнять фильтрующие свойства, а скважинная жидкость начинает перетекать между устройством и стенками скважины.
В предложенном изобретении решается задача более эффективной очистки скважинной жидкости.
Задача решается тем, что в способе очистки скважинной жидкости, включающем спуск в скважину и подъем из скважины фильтра очистки скважинной жидкости, содержащего фильтрующую сетку и щелевой патрубок, согласно изобретению спуск фильтра производят со скоростью, не допускающей налипания загрязнений на сетке и щелях при спуске, после спуска проводят технологическую выдержку в течение времени оседания взмученных загрязнений в интервале размещения фильтра, подъем производят со скоростью, исключающей возможность продавливания загрязнений через сетку и щели за счет напора жидкости, а во время подъема проводят периодические остановки на время оседания загрязнений с сетки и щелей.
Сущность изобретения
В целом ряде случаев промывка скважины циркуляцией промывочной жидкостью невозможна из-за проникания промывочной жидкости в околоскважинную зону и изменения ее свойств. При этом снижается продуктивность скважины, а на восстановление свойств околоскважинной зоны тратится большое количество кислоты.
Более приемлемым является способ промывки, при котором скважинная жидкость не изменяет своих свойств. При этом фильтр спускают в скважину и поднимают из скважины. При подъеме скважинная жидкость фильтруется через фильтр и очищается от загрязнений. При протекании скважинной жидкости через фильтр, содержащий фильтрующую сетку и щелевой патрубок, в ячейках сетки и щелях патрубка накапливаются загрязнения. Постепенно вся площадь ячеек и щелей засоряется и фильтр перестает задерживать загрязнения, а скважинная жидкость с загрязнениями начинает перетекать мимо фильтра. В предложенном способе решается задача более эффективной очистки скважинной жидкости за счет самоочищения фильтра.
Задача решается следующим образом.
При очистке скважинной жидкости в скважину на необходимую глубину спускают фильтр, содержащий фильтрующую сетку и щелевой патрубок. Спуск фильтра производят со скоростью, не допускающей налипания загрязнений на сетке и щелях при спуске. Как правило, скорость спуска устанавливают не менее 0,1 м/с, что позволяет избежать налипания загрязнений на сетке и щелях при спуске. При спуске фильтра происходит взмучивание загрязнений. После спуска и размещения фильтра на рабочей глубине, например в интервале перфорации продуктивного пласта, проводят технологическую выдержку в течение времени оседания взмученных загрязнений в интервале размещения фильтра. Как правило, технологическая выдержка, необходимая для оседания взмученных загрязнений, составляет 15-20 минут. После этого поднимают фильтр из скважины с организацией протекания скважинной жидкости через фильтр. Подъем производят со скоростью, исключающей возможность продавливания загрязнений через сетку и щели за счет напора жидкости. Как правило, подъем производят со скоростью не более 0,25 м/с. Такая скорость подъема, а следовательно, и протекания скважинной жидкости с загрязнениями через фильтр исключает возможность проникания загрязнений через сетку и щели за счет напора жидкости и продавливания загрязнений через сетку и щели. Во время подъема проводят периодические остановки на время оседания загрязнений с сетки и щелей. Как правило, такие остановки выполняют через 300-400 м подъема, а продолжительность остановок составляет 5-10 минут, что гарантирует осыпание загрязнений с сетки и щелей в приемную емкость фильтра. При остановках наблюдается колебание уровня жидкости в скважине, что в свою очередь вызывает протекания жидкости в фильтре в переменном направлении через сетку и щели. За счет этого загрязнения отслаиваются от сетки и щелей и оседают вниз.
В применяемых фильтрах для очистки скважинной жидкости пространство между фильтром и стенками скважины герметизируют разными устройствами типа сальников, например применением резиновых, полиуретановых, капроновых колец разного вида. Скорость подъема не более 0,25 м/с исключает протекание скважинной жидкости между такими сальниками и стенками скважины. Весь поток скважинной жидкости с загрязнениями проходит через фильтр.
В качестве фильтра для реализации предложенного способа очистки скважинной жидкости может быть использован фильтр с сеткой и щелевым патрубком, сальником и приемной емкостью загрязнений, способный быть опущенным в скважину и быть поднятым из скважины.
Указанные режимы получены при опытных работах на скважине.
Примеры конкретного выполнения
Пример 1. Выполняют очистку скважинной жидкости нефтедобывающей скважины. Скважина имеет глубину 1081 м, диаметр эксплуатационной колонны 146 мм. Скважина заполнена скважинной жидкостью - нефтяной эмульсией с вязкостью 29 мПа·с. Эксплуатация насосов в скважине невозможна из-за быстрого засорения поднасосных фильтров. Поднимают из скважины компоновку с насосом. Спускают в скважину на тросе фильтр, показанный на фиг. 1.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - щелевой патрубок, 2 - сетка, 3 - клапан, 4 - герметизатор межтрубного пространства скважины, 5 - муфта, 6 - корпус, 7 - цилиндрическое днище, 8 - подкосы. Щелевой патрубок 1 снабжен щелями 9.
Сетка 2 размещена вокруг части щелевого патрубка 1 со щелями 9. Щелевой патрубок 1 и корпус 6 закреплены нижними частями соответственно внутри и снаружи цилиндрического днища 7. В то же время щелевой патрубок 1 расположен внутри корпуса 6 и соединен в верхней части выше щелей 9 с корпусом 6 подкосами 8, представляющими собой плоские пластины. В качестве клапана 3 использован клапан тарельчатого типа. Клапан 3 и муфта 5 размещены в верхней части щелевого патрубка 1. Герметизатор межтрубного пространства скважины 4 размещен на наружной части цилиндрического днища 7. В качестве герметизатора используют резиновые, полиуретановые, капроновые и т.п. кольца. Отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 составляет (3,5-5):(0,7-3,5).
Цилиндрическое днище 7 вместе с нижней частью щелевого патрубка 1 и корпуса 6 образуют емкость для сбора загрязнений. Верхняя часть между щелевым фильтром 1 и корпусом 6 открыта для протекания скважинной жидкости между подкосами 8. Муфта 5 предназначена для соединения фильтра с тяговым органом типа троса, кабеля, проволоки и т.п. или для соединения с колонной труб, например насосно-компрессорных труб.
Фильтр очистки скважинной жидкости работает следующим образом.
При спуске фильтра вниз на тяговом органе или колонне труб скважинная жидкость протекает через внутреннее пространство цилиндрического днища 7, щелевого патрубка 1, открывающийся под действием напора жидкости тарельчатый клапан 3, муфту 5 и поступает в пространство выше фильтра. Герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне.
При подъеме фильтра вверх тарельчатый клапан 3 закрывается. Герметизатор межтрубного пространства 4 скользит по эксплуатационной колонне и препятствует протеканию жидкости между эксплуатационной колонной скважины и фильтром. Скважинная жидкость протекает мимо подкосов 8 в пространство между щелевым патрубком 1 и корпусом 6, фильтруется через сетку 2 и щели 9, протекает внутрь щелевого патрубка 1 и выходит из фильтра через внутреннее пространство цилиндрического днища 7.
Загрязнения задерживаются сеткой 2 и при остановках или замедлениях подъема фильтра спадают вниз к цилиндрическому днищу 7. При этом предложенная конструкция фильтра обеспечивает знакопеременные движения скважинной жидкости через щели 9 и сетку 2, что в свою очередь способствует отделению загрязнений от сетки и их оседанию вниз на цилиндрическое днище. Подобранное отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2, равное (3,5-5):(0,7-3,5), обеспечивает наилучшее очищение сетки и возобновление работоспособности фильтра.
В качестве примера отношение ширины щелей 9 патрубка 1 к ширине ячейки сетки 2 может быть принято как (3,5 мм - 5 мм):(0,7 мм - 3,5 мм).
Фильтр согласно фиг. 1 на тросе спускают в скважину до забоя со скоростью 0,1 м/с, выдерживают 20 минут и поднимают со скоростью 0,25 м/с. Через каждые 300 м подъема останавливают подъем и проводят технологическую выдержку в течение 10 минут. После извлечения фильтра из скважины фильтр разбирают и удаляют накопившиеся загрязнения.
В скважину спускают компоновку с глубинным насосом и запускают насос в эксплуатацию. Очистку повторяют через 1 год эксплуатации скважины.
Пример 2. Выполняют как пример 1.
В качестве фильтра используют устройство для очистки жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц согласно патенту РФ №2474672, кл. Е21В 27/00, Е21В 43/08, опубл. 10.02.2013. Устройство состоит из расположенных снизу вверх заглушки, фильтра-отстойника, контейнера-накопителя мусора, щелевого патрубка. Также в состав входят соединительные муфты, нижний и верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства скважины. В заглушке размещен клапан с диаметром седла, большим максимального размера загрязнений в скважине. Фильтр-отстойник выполнен с продольными щелями и закрыт мелкоячеистой сеткой. Размер ячеек сетки меньше минимального размера улавливаемых загрязнений в скважине. Нижний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства размещен снаружи контейнера-накопителя мусора. Расположен герметизатор между двумя муфтами на расстоянии от заглушки, равном 15-20% от общей длины устройства. Верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства размещен снаружи контейнера-накопителя мусора. Расположен герметизатор между двумя муфтами на расстоянии от верхнего конца устройства, равном 15-20% от общей длины устройства. Щелевой патрубок выполнен с продольными щелями шириной больше максимального размера загрязнений в скважине.
Устройство на тросе спускают в скважину до забоя со скоростью 0,09 м/с, выдерживают 15 минут и поднимают со скоростью 0,2 м/с. Через каждые 400 м подъема останавливают подъем и проводят технологическую выдержку в течение 5 минут. После извлечения устройства из скважины его разбирают и удаляют накопившиеся загрязнения.
Пример 3. Выполняют как пример 1.
Фильтр согласно фиг. 1 на колонне насосно-компрессорных труб спускают в скважину до забоя со скоростью 0,08 м/с, выдерживают 17 минут и поднимают со скоростью 0,22 м/с. Через каждые 350 м подъема останавливают подъем и проводят технологическую выдержку в течение 7 минут. После извлечения фильтра из скважины фильтр разбирают и удаляют накопившиеся загрязнения.
В результате удается очистить скважинную жидкость от плавающего мусора и взвешенных загрязнений.
Применение предложенного способа позволит решить задачу эффективной очистки скважинной жидкости.