УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЛАСТА С ЗОНАМИ РАЗЛИЧНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ
DEVICE FOR OPERATION OF FORMATION WITH ZONES OF VARIOUS PERMEABILITY

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке и эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости, в том числе с помощью боковых и боковых горизонтальных стволов из эксплуатационных колонн.
Известно устройство для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости (патент ПМ RU №94628, МПК Е21В 43/33, Е21В 43/12, Е21В 43/14, опубл. Бюл. №15 от 27.05.2010), включающее обсадную колонну с пакерами и клапанами, размещенными между пакерами и имеющими возможность управления с устья, каждый из которых выполнен в виде корпуса с проходными отверстиями и подвижной в осевом направлении втулкой, выполненной с возможностью открытия и закрытия отверстий в крайних положениях и оснащенной сужением, при этом оно имеет пластыри для изоляции зон с низкой проницаемостью, пакеры предусмотрены для установки в пределах пластырей, а снаружи клапанов размещены фильтры, при этом для перемещения втулки вниз технологическая колонна оснащена толкателем, поджатым вниз пружиной, усилие которой превосходит усилие сдвига втулки, патрубка с кольцевым выступом, наружный диаметр которого больше проходного диаметра соответствующего ему сужения втулки, но меньше аналогичных проходных диаметров сужений втулок, дальше расположенных от забоя скважины, а для перемещения втулки вверх технологическая колонна оснащена захватом, выполненным в виде корпуса с поджатыми наружу пружинами шариками, диаметр описанной окружности вокруг которых больше проходного диаметра соответствующего ему сужения втулки, но меньше аналогичных проходных диаметров сужений втулок, дальше расположенных от забоя скважины, а усилие пружин достаточно для сдвига соответствующей втулки шариками.
Недостатком данного устройства является то, что в случае обводнения той или иной зоны необходимо сначала спустить оборудование для определения зоны водопритока, а уже второй спуско-подъемной операцией закрыть определенную зону перемещением соответствующей втулки. Это трудоемкая операция, требующая значительных временных затрат. Кроме того, в процессе эксплуатации перемещение втулки может быть затруднено, вследствие появления очагов коррозии, запарафинивания и т.д.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство (патент RU №2410534, МПК Е21В 43/24, Е21В 43/08, опубл. Бюл. №03 от 27.01.2011), включающее двухустьевые верхнюю нагнетательную и нижнюю добывающую скважины с горизонтальными участками, расположенными друг над другом, при этом горизонтальный участок добывающей скважины оборудован фильтром, выполненным в виде трубы, установленной внутри вскрытого участка обсадной трубы с зазором, который разбит на секции герметичными кольцевыми вставками, причем зазоры в секциях заполнены водонабухающими гранулами.
Недостатком устройства является то, что оно позволяет пропускать добываемую продукцию как внутрь устройства, так и наружу. И если из одной из нижерасположенных зон будет поступать вода в верхние зоны, то может произойти набухание гранул и перекроются полностью все зоны, включая и те, которые еще не обводнились.
Технической задачей предлагаемого устройства для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости является создание надежной конструкции, позволяющей надежно перекрывать зону при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы, а также исключить воздействие обводненной продукции из ниже расположенных зон на набухающие манжеты зон, расположенных выше, и их преждевременное перекрытие.
Техническая задача решается устройством для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости, включающим горизонтальный участок добывающей скважины, оборудованный фильтром, выполненным в виде трубы, установленной коаксиально вскрытой обсадной трубы с зазором, который разбит поперечными перемычками на секции, причем зазоры в некоторых секциях снабжены водонабухающим материалом.
Новым является то, что фильтр установлен снаружи обсадной трубы, водонабухающий материал выполнен в виде манжеты, установленной над вскрытием обсадной трубы и герметично перекрывающей изнутри фильтр в соответствующей секции, которые изготовлены чередующимися с сообщенными с ними секциями без водонабухающей манжеты, выполненной с возможностью перекрытия вскрытия обсадной трубы при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы, при этом обсадная труба изнутри вскрытия снабжена клапаном, пропускающим внутрь.
На фиг. 1 изображено устройство с осевым разрезом.
На фиг. 2 изображено сечение А-А.
Устройство для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости включает горизонтальный участок добывающей скважины (на фиг. не показана), оборудованный фильтром 1 (см. фиг. 1), выполненным в виде трубы, установленной коаксиально вскрытой обсадной трубы 2 с зазором 3, который разбит поперечными перемычками 4 на секции 5 и 6, причем зазоры 3 в некоторых секциях снабжены водонабухающим материалом 7. Фильтр 1 установлен снаружи обсадной трубы 2, а водонабухающий материал 7 выполнен в виде манжеты, установленной над вскрытием 8 обсадной трубы 2 и герметично перекрывающей изнутри фильтр 1 в соответствующей секции 6, которые изготовлены чередующимися с сообщенными с ними секциями 5 без водонабухающей манжеты 7 через каналы 9 (фиг. 2), выполненные в виде проточки 9 в трубе 2 (фиг. 1) или отверстий в перемычке 4 (на фиг. 1 и 2 не показаны). Манжета 7 выполнена с возможностью перекрытия вскрытия 8 обсадной трубы 2 при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы. Кроме того, обсадная труба 2 изнутри вскрытия снабжена клапаном 10, пропускающим добываемую продукцию только внутрь. Клапан 10 может быть выполнен в виде эластичного рукава для труб 2 малого диаметра (до 168 мм включительно) или подпружиненного шарика, прижимающегося к седлу клапана 10 (на фиг. 1 не показаны), для труб 2 большого диаметра (свыше 168 мм).
Устройство работает следующим образом.
После бурения скважины (на фиг. не показана) производят цементирование обсадной колонны выше продуктивного пласта (на фиг. не показан). Вскрытие пласта производят углублением ствола скважины. После чего производят геофизические исследования пласта для выявления зон с низкой проницаемостью. Изоляцию зон с низкой проницаемостью производят установкой, например, пластырей необходимой длины (от 10 до 50 м - на фиг. не показаны), герметично устанавливаемых напротив этих зон. Осуществляют спуск колонны труб с пакерами, изолирующими соответственно зоны с низкой проницаемостью, и фильтрами 1 (см. фиг. 1), размещенными между пакерами (на фиг. не показаны), устанавливаемыми в пределах пластырей, изолирующих зоны с низкой проницаемостью.
Фильтры 1 устанавливают напротив зон с высокой проницаемостью.
В процессе эксплуатации скважины добываемая продукция, проходя через фильтр 1 секции 5, отделенной перемычкой 4, поступает в зазоры 3 обсадной трубы 2, а далее, проходя по ним через каналы 9, попадает через вскрытия 8 обсадной трубы 2 в ее внутреннюю полость. Клапан 10 при ходе штанги насоса вверх открывается, пропуская добываемую продукцию, а при обратном ходе захлопывается, исключая попадание жидкости из трубы 2 в манжету 7. Водонабухающая манжета 7, установленная в секции 6, находится в состоянии покоя до тех пор, пока добываемая продукция не обводнится до технологически определенной нормы (определяется эмпирически, исходя из рентабельности добываемой продукции). В зависимости от параметров обводнения продукции выбирают материал манжеты 7 по данным производителя. Как только количество воды, поступающей через фильтр 1 секции 6, превысит норму, манжета 7 начинает набухать и через некоторое время плотно перекрывает вскрытия 8 обсадной трубы 2. Таким образом обводненный участок отсекается, а насос продолжает извлекать добываемую продукцию из еще не обводненных зон. Точно так же по мере обводнения других зон происходит их перекрытие.
Если в обсадную трубу 2 попадает обводненная добываемая продукция из нижерасположенных зон, то она не может воздействовать на другие водонабухающие манжеты, так как они отделены от внутреннего пространства трубы 2 клапаном 10, который открывается только при поступлении добываемой продукции из затрубного пространства.
Предлагаемая конструкция устройства для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости позволяет надежно перекрывать зону при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы, а также исключить воздействие обводненной продукции из нижерасположенных зон на набухающие манжеты зон, расположенных выше, и их преждевременное перекрытие.