УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН ДЕПРЕССИОННО-ИМПУЛЬСНЫМ ДРЕНИРОВАНИЕМ

Предлагаемая полезная модель относится к области горного дела, к средствам добычи флюида из скважин в процессе разработки залежи, а именно к устройствам для очистки призабойной зоны нагнетательных скважин.
Известны способ и устройство для очистки призабойных зон скважин импульсным дренированием, с формированием депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб (НКТ) путем спуска в обсадную колонну скважины колонны НКТ с прерывателем и пакером на нижнем конце, установки пакера в скважине выше, а прерывателя напротив интервала перфорации, спуска в колонну НКТ плунжера с клапаном на канате и создания разряжения в НКТ при подъеме плунжера наземным тяговым устройством внутри полости прерывателя, стравливание давления при интенсивном передвижении флюида из призабойной зоны пласта по НКТ к дневной поверхности в момент открытия плунжером отверстий в прерывателе, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта путем коммутации прерывателем потока жидкости при возвратно-поступательном движении плунжера (Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М., Недра, 1990, с. 108-109).
Известно устройство для волновой обработки продуктивного пласта, включающего цилиндр, спущенный на тяге в обсаженную скважину, и размещенный в цилиндре с возможностью осевого перемещения плунжер. Плунжер соединен с внешним приводом возвратно-поступательного перемещения посредством тяги с внутренним каналом. Цилиндр и плунжер установлены с возможностью образования изолированной подплунжерной камеры. Плунжер выполнен в виде опрокинутого стакана с окнами на боковой и торцевой поверхностях и снабжен размещенным в канале тяги воздушным клапаном и установленным на верхней торцевой части плунжера переливным клапаном (пат. РФ №2327034, приор. 16.12.2005, опубл. 27.06.2007).
В обсаженную скважину опускают плунжерную пару и закрепляют, например, с помощью хвостовика, пакер-якоря или цементного моста. Плунжер с помощью полой тяги, внутренний канал которой в верхней части постоянно сообщен с атмосферой, соединяют с внешним приводом, например, станком-качалкой, возвратно-поступательного движения.
Указанную подплунжерную камеру герметизируют от пласта и межтрубного пространства и сообщают с атмосферой при ходе плунжера вверх, а в конце хода плунжера вверх - со столбом заполняющей скважину жидкости, при ходе плунжера вниз сообщают эту камеру с межтрубным пространством.
При работе устройства параметры гидродинамического воздействия подбирают путем применения жидкостей с разной плотностью, изменения высоты столба заполняющей скважину жидкости, хода плунжера и частоты воздействий привода на плунжер.
Недостатки известных устройств заключаются в том, что спуск плунжера на тяге в колонну производят всякий раз, когда возникает необходимость очистки закольматированной зоны перфорации, при этом на время проведения этих работ процесс закачки нагнетательной жидкости приостанавливается, что приводит к простою скважин. После окончания работ устройство необходимо поднимать на поверхность. При повторяющейся кольматации неоднократные операции по спуску-подъему оборудования приводят к повышенным трудозатратам, а сам процесс дренирования не позволяет осуществлять текущий контроль процесса восстановления приемистости нагнетательных скважин, что приводит к дополнительным непроизводительным потерям.
Задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции, снижение трудозатрат при его использовании, повышение эффективности контроля процесса дренирования зоны перфорации нагнетательных скважин при сокращении времени их простоя.
Указанная задача решается тем, что устройство для очистки призабойных зон нагнетательных скважин депрессионно-импульсным дренированием, содержащее спущенный в скважину плунжер, выполненный в виде опрокинутого стакана, приводимый в движение наземным приводным устройством с тягой, клапан, установленный на верхней торцевой части плунжера, пакер, размещенный в скважине выше интервала перфорации, в отличие от известного, снабжено лубрикатором для пропуска тяги на устье скважины, плунжер установлен внутри НКТ, нижняя часть которых снабжена заглушкой, а напротив интервала перфорации в НКТ выполнены отверстия, при этом указанные отверстия размещены на расстоянии от заглушки НКТ на величину, превышающую длину опрокинутого стакана плунжера, кроме того, устье скважины оборудовано выкидной линией для выбрасываемого флюида из НКТ, оснащенную запорным вентилем, и нагнетательной линией для закачки жидкости в НКТ с запорным вентилем, которые оборудованы датчиками контроля давления в полости НКТ.
На фиг. 1 представлена схема устройства в рабочем состоянии.
На фиг. 2 представлена схема устройства с установленным стаканом плунжера на заглушку в НКТ.
Устройство включает: скважину 1 с обсадной колонной 2 и интервалом перфорации 3 в ней на уровне призабойной зоны пласта 4, устьевой лубрикатор 5. Устье скважины оборудовано выкидной линией 6 для выбрасываемого флюида из НКТ 7, оснащенной запорным вентилем 8 с датчиком давления 9, и нагнетательной линией 10 для закачки жидкости в НКТ 7 с запорным вентилем 11 с датчиком контроля давления 12 в полости НКТ 7.
В НКТ 7 на тяге 13 закреплен плунжер 14, выполненный в виде опрокинутого стакана, снабженный клапаном 15, установленным на верхней торцевой части плунжера. Пакер 16 размещен в скважине выше интервала перфорации 3 (фиг. 1).
Нижняя часть НКТ 7 снабжена заглушкой 17, а напротив интервала перфорации 3 в НКТ 7 выполнены отверстия 18, при этом указанные отверстия размещены на расстоянии L от заглушки 17 на величину, превышающую длину l опрокинутого стакана плунжера 14. Поз. 19 показывает движение флюида из зоны перфорации в подплунжерную полость 20 во время движения плунжера 14 вверх. Поз. 21 показывает движение флюида по НКТ 7 в выкидную линию 6. Поз. 22 - движение жидкости при ее нагнетании в пласт 4 через интервал перфорации 3 по НКТ 7 из нагнетательной линии 10 (фиг. 2).
Устройство работает следующим образом.
В режиме нагнетания воды в пласт 4 через НКТ 7 плунжер 14 может быть спущен на заглушку 17 НКТ 7 ниже отверстий 18 или поднят на поверхность с помощью тяги 13. Нагнетаемая вода через нагнетательную линию 10 и открытый вентиль 11, далее по НКТ 7 и через отверстия 18 в них поступает через перфорацию 3 в пласт 4. При этом вентиль 8 выкидной линии 6 закрыт, а лубрикатор 5 уплотняет выход тяги 13.
В случае падения приемистости интервала перфорации, которую устанавливают по показаниям датчика давления 12 (давление увеличивается), в связи с кольматацией призабойной зоны пласта 4, начинают ее обработку депрессионными импульсами с помощью плунжера 14. С этой целью временно перекрывают нагнетательную линию 10 при помощи вентиля 11 и открывают выкидную линию 6 с помощью вентиля 8. Затем с помощью наземного приводого устройства (на фиг. не показано) осуществляют периодический подъем и спуск плунжера 14 с помощью тяги 13 внутри НКТ 7. При подъеме плунжера 14 под ним образуется подплунжерная полость 20 с пониженным давлением, много меньшим, чем гидростатическое давление в скважине на глубине расположения отверстий 18. После того, как плунжер 14 пройдет вверх выше отверстий 18, через них внутрь НКТ устремляется под действием перепада давления скважинный флюид 19 из пласта 4, поступающий через перфорационные отверстия 3, который срывает частицы кольматации и уносит в их объем 20 НКТ 7. После чего начинают спуск плунжера 14 вниз на заглушку 17 НКТ 7. При этом скважинный флюид из полости 20 через клапан 15 плунжера 14 вытесняется выше плунжера в полость НКТ 7 и выбрасывается в выкидную линию 6 через открытый вентиль 8.
Подобные операции по спуску-подъему плунжера 14 продолжают до тех пор, пока приемистость пласта 4 не восстанавливается до первоначального уровня, что фиксируется датчиком контроля давления 12 или устанавливается по расходу воды, закачиваемой в пласт 4 по расходомеру, который может быть установлен на нагнетательной линии 10 (на фиг. не показан).
Применение предложенного устройства позволяет с наименьшими трудозатратами, не прерывая на продолжительное время процесс закачки нагнетаемой жидкости в пласт, производить контролируемую очистку призабойной зоны пласта для восстановления приемистости нагнетательных скважин до первоначального уровня.