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. При этом установка оборудована автоматической системой управления (АСУ).
Предпочтительно система сброса сжатого газового агента включает расширительную емкость. В частности система сброса сжатого газового агента может быть 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.
Предпочтительно система сброса сжатого газового агента оборудована сепаратором (сепаратор-глушитель).
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, также значительно уменьшает уровень шума.
Расположение быстродействующей запорной арматуры в различных элементах линии сброса также определяется, исходя из эксплуатационных и технологических соображений.
Установка содержит установленный на скважине соосно с ней оголовок пневматического генератора, имеющий в верхней части торцевую стенку с выхлопным отверстием. В боковую стенку оголовка пневматического генератора встроены линия подвода скважинной жидкости с запорной арматурой и линия подачи сжатого газового агента с быстродействующей запорной арматурой от ресивера. Расширительную емкость предпочтительно располагают соосно оголовку пневматического генератора посредством патрубка с образованием линии сброса сжатого газового агента через отводящие трубопроводы в сепараторы-глушители. Отводящие трубопроводы (по меньшей мере, один из них) снабжены быстроразъемным соединением для предупреждения нештатных ситуаций. В линию сброса или в выхлопное отверстие встроена быстродействующая запорная аппаратура и ускорительные сопла. Установка снабжена датчиками высокого давления, размещенными на корпусе пневматического генератора, а также на линии подачи сжатого газового агента. Датчики подсоединены к предусилителям, связанным с реле управления соленоидным клапаном. Питание датчиков высокого давления осуществляют от компьютера АСУ.
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 подвода скважинной жидкости при открытой запорной арматуре через оголовок пневматического генератора скважину заполняют скважинной жидкостью, после чего линию посредством запорной арматуры закрывают. Компьютер АСУ выдает сигнал на реле управления соленоидным клапаном. При срабатывании реле и открытии соленоидного клапана давление 0,25 МПа передается по пневмолинии на пневмопривод быстродействующего клапана линии подачи сжатого газового агента. Происходит открытие быстродействующего клапана запорной арматуры линии подачи сжатого газового агента и закрытие запорной арматуры системы сброса сжатого газового агента. По линии подачи сжатого газового агента подают сжатый газовый агент (инертный в реакциях окисления газ, например, технический азот) в полость оголовка пневматического генератора. Сжатый газовый агент мгновенно заполняет полость оголовка пневматического генератора 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 поступления сигнала о подходе отраженной волны на компьютер АСУ от датчиков давления, компьютер выдает сигнал на реле управления соленоидным клапаном. Происходит закрытие быстродействующего клапана запорной арматуры линии подачи сжатого газового агента и открытие запорной арматуры системы сброса сжатого газового агента. Сжатый газовый агент через выхлопное отверстие и расширительную емкость мгновенно выбрасывается из оголовка пневматического генератора по линии сброса через отводящие трубопроводы к сепараторам.
При сбросе сжатого газового агента, за счет перепада давления создается подсасывающий эффект, 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 этот эффект усиливается, при этом при резком сбросе сжатого газового агента и последующем подъеме за счет этого жидкости с продуктами очистки, расширительная емкость препятствует попаданию этих продуктов в оголовок пневматического генератора и обеспечивает вынос их через отводящие трубопроводы к сепараторам.
Быстроразъемное соединения обеспечивают 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.
Результат воздействия можно определить контрольно-измерительной аппаратурой, для чего через свободную полость оголовка в призабойную зону опускают контрольно-измерительную аппаратуру.
Конструкция позволяет производить качественную очистку прискважинной зоны пласта от кольматанта и шлама породы с одновременным контролем процесса.
По окончании процесса очистки, что определяется по показаниям контрольно-измерительной аппаратуры, скважинную жидкость в фазе разрежения сливают в специальное хранилище (амбар). Извлеченный из скважины шлам и кольматант, отделенные от газа, утилизируют в специальных хранилищах.
При использовании в предлагаемой установке автоматической системы управления (АСУ), за счет большей синхронизации процесса время нарастания давления до 10 МПа по фронту для волн сжатия было уменьшено в среднем на 5%, а для волн разряжения на 12% по сравнению с прототипом. Таким образом, были получены волны сжатия разряжения с более крутым фронтом, что способствует усилению их воздействия на скважину.