УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ПЛАСТОВ

Полезная модель относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно, к установкам для очистки призабойных зон и фильтров нефтегазодобывающих и водонагнетательных скважин.
Известна установка для обработки призабойных зон нефтяных скважин, содержащая снабженную запорной арматурой линию подвода жидкости в скважину, пневматический генератор, линии подачи сжатого газового агента, снабженные быстродействующей запорной арматурой и систему сброса сжатого газового агента с запорными элементами, где пневматический генератор включает полый оголовок, содержащий выхлопное отверстие, с торцевой стенкой, установленный открытым торцом на скважине, куда по линиям подачи сжатого газового агента поступает сжатый газ (патент на изобретение RU 2318984). В описании патента сказано, что обработка призабойных зон нефтяных скважин производится волнами сжатия разряжения с крутым фронтом.
К недостаткам известной установки относятся отсутствие автоматизации процесса работы установки.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании предлагаемой установки, заключается в получении волн сжатия разряжения с более крутым фронтом и усилении за счет этого воздействия на скважину.
Для достижения указанного технического результата предлагается установка для обработки призабойных зон нефтегазоносных пластов, содержащая снабженную запорной арматурой линию подвода жидкости в скважину, пневматический генератор с полнопроходным сечением, куда по линиям подачи сжатого газового агента поступает сжатый газ, линии подачи сжатого газового агента с быстродействующей запорной арматурой и систему сброса сжатого газового агента с запорными элементами и оборудованную сепаратором (сепаратор-глушитель).
Предпочтительно система сброса сжатого газового агента включает расширительную емкость. В частности система сброса сжатого газового агента снабжена, по меньшей мере одним ускорительным соплом.
Предпочтительно система сброса содержит патрубок, а расширительная емкость расположена на верхнем торце патрубка.
Предпочтительно запорные элементы системы сброса выполнены в виде быстродействующей запорной арматуры.
При применении сепаратора-глушителя, в нем происходит разделение газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазы. Жидкая фаза, состоящая из жидкости глушения и нефти остаются в сепараторе, а газовая фаза, состоящая из экологически безопасных инертных газов, в качестве которых наиболее часто применяют азот, выбрасывается в атмосферу. После окончания цикла воздействий жидкая фаза удаляется из сепаратора и утилизируется в установленном порядке. Применение сепаратора-глушителя, так-же значительно уменьшает уровень шума. Степень очистки газовой фазы от содержащей загрязняющие окружающую среду компоненты жидкой фазы достигаемая в сепараторе составляет 95-99%, а уровень шума не превышает 90 децибелл, что значительно ниже уровня шума установки, принятой за прототип.
Расположение быстродействующей запорной арматуры в различных элементах линии сброса также определяется, исходя из эксплутационных и технологических соображений.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - схематично изображен общий вид установки;
на фиг.2 - схема установки в разрезе в фазе сжатия;
на фиг.3 - схема установки в разрезе в фазе разрежения с расширительной камерой, установленной на патрубке;
на фиг.4 - схематично изображен общий вид установки с установленным ускорительным соплом;
Установка содержит установленный на скважине 1 соосно с ней оголовок пневматического генератора 2, имеющий в верхней части торцевую стенку 3 с выхлопным отверстием 4. В боковую стенку оголовка пневматического генератора 2 встроены линия подвода скважинной жидкости 5 с запорной арматурой 6 и линия подачи сжатого газового агента 7 с быстродействующей запорной арматурой 8 от ресивера 9. На чертежах представлен вариант расположения расширительной емкости 10 соосно оголовку пневматического генератора посредством патрубка 11 с образованием линии сброса сжатого газового агента через отводящие трубопроводы 12,13,14 в сепараторы-глушители 15, 16, 17. Отводящие трубопроводы (по меньшей мере, один из них) снабжен быстроразъемным соединением 18 для предупреждения нештатных ситуаций. В линию сброса или в выхлопное отверстие 4 встроена быстродействующая запорная аппаратура 19 и ускорительные сопла 20.
Быстродействующая запорная арматура 19 показана на фиг.1, 2, 3 в различных вариантах ее расположения в системе сброса и в выхлопном отверстии, что определяется в каждом случае технологическими соображениями, в зависимости от типа скважины, глубины залегания пласта (которая может превышать 4 км), расчетными соображениями и т.п. быстродействующая запорная арматура может быть выполнена в виде электроклапана, электромагнитного клапана, пневмоклапана и т.п. с обеспечением быстродействия менее 1 сек. Быстродействующая запорная арматура 19 может быть встроена в патрубок между торцевой стенкой оголовка и расширительной емкостью (рис.1) или в выхлопное отверстие полого оголовка (рис.2), или в верхний торец патрубка (рис.3). Ширина выхлопного отверстия и расположение расширительной емкости определяется из тех же соображений.
Быстроразъемное соединение 18 выполнено любым известным соединением, например, в виде байонетного соединения и т.п., для быстрого подвода к отводящему трубопроводу в месте расположения этого соединения гидроагрегата высокого давления 21 и подачи в этот трубопровод жидкости для задавливания несанкционированного поступления нефтегазовой смеси из пласта в скважину.
Работает установка следующим образом.
Очистку осуществляют циклами с чередованием в каждом цикле волн сжатия и разрежения в скважинной жидкости. В зависимости от состояния нефтяного пласта и последующей реакции его на воздействие может потребоваться 2-3 цикла воздействия или более.
Каждый цикл осуществляют следующим образом. По линии 5 при открытой запорной арматуре 6 через оголовок пневматического генератора 2 скважину 1 заполняют скважинной жидкостью, после чего линию 5 посредством запорной арматуры 6 закрывают. Затем открывают запорную арматуру 8 (при закрытой запорной арматуре 19) и по линии 7 подают сжатый газовый агент (инертный в реакциях окисления газ, например, технический азот) в полость оголовка пневматического генератора 2. Поскольку запорная арматура 8 быстродействующая, то сжатый газовый агент мгновенно заполняет полость оголовка пневматического генератора 2 с созданием давления на скважинную жидкость и образования над ее зеркалом газовой подушки. При этом, в скважинной жидкости создается ударная волна давления с крутым фронтом, характеризующаяся высокой плотностью потока энергии и малым затуханием, способная распространяться на большие расстояния и создавать ударно-силовое воздействие на перфорированную или закрытую фильтром зону нефтяного пласта. Давление в оголовке поддерживается постоянным до прихода отраженной от забоя скважины волны.
После чего, линию подачи сжатого газового агента перекрывают при помощи быстродействующей запорной арматуры 8 и открывают линию сброса за счет открытия быстродействующей запорной арматуры 19 (скорость быстродействия менее 1 сек.). Сжатый газовый агент из газовой подушки через выхлопное отверстие 4 и расширительную емкость 10 мгновенно выбрасывается из оголовка пневматического генератора 2 по линии сброса через отводящие трубопроводы 12, 13, 14 к сепараторам 15, 16, 17.
При этом, за счет перепада давления создается подсасывающий эффект при сбросе сжатого газового агента, а также частичная дегазация скважинной жидкости, что препятствует одновременному сбросу смеси газа и жидкости, увеличивает скорость сброса сжатого газового агента и обеспечивает создание волны разрежения в скважинной жидкости с крутым фронтом и создает в скважине кавитационные полости. Благодаря наличию расширительной емкости 10 этот эффект усиливается, при этом при резком сбросе сжатого газового агента и последующем подъеме за счет этого жидкости с продуктами очистки, расширительная емкость 10 препятствует попаданию этих продуктов в оголовок пневматического генератора 2 и обеспечивает вынос их через отводящие трубопроводы 12, 13, 14 к сепараторам 15, 16, 17.
Быстроразъемное соединение 19 обеспечивает в случае нештатной ситуации (несанкционированный выброс нефти, отказ оборудования и т.п.) быстрое разъединение трубопровода, в который оно встроено, подвод в эту зону гидроагрегата высокого давления обеспечивает глушение скважины.
В случае необходимости циклы воздействия повторяются.
Результат воздействия можно определить контрольно-измерительной аппаратурой, для чего через свободную полость оголовка в призабойную зону опускают контрольно-измерительную аппаратуру (на чертежах не показано).
Конструкция позволяет производить качественную очистку прискважинной зоны пласта от кольматанта и шлама породы с одновременным контролем процесса.
Извлеченный из скважины шлам и кольматант, отделенные от газа, утилизируют в специальных хранилищах.