УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ ПОСЛЕ ГИДРОРАЗРЫВА

Предлагаемое устройство относится к оборудованию для добычи и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, более конкретно к оборудованию для ввода скважины в эксплуатацию после гидроразрыва пласта.
Технология гидроразрыва пласта заключается в создании протяженных трещин в продуктивном коллекторе под действием давления, превышающего прочность породы на разрушение. Для предотвращения захлопывания трещины после снятия давления в трещину закачивается смесь, представленная грануллированным материалом под названием проппант. Гранулы проппанта заполняют трещину и поддерживают ее в открытом состоянии после снятия давления и во время процесса эксплуатации скважины. В большинстве случаев операция гидроразрыва проводится на скважинах, которые не являются фонтанирующими и требуют применения механизированных способов добычи. В качестве такого способа добычи используются погружные электрические центробежные насосы (ЭЦН). Перед спуском насоса в скважину фраковая колонна насосно-компрессорных труб с пакером извлекается из скважины. Во многих случаях наличие проппанта, не зашедшего в щель и осевшего в скважине снаруже и внутри фраковой колонны, препятствует извлечению колонны из скважины. В этом случае необходим спуск колонны малого диаметра внутрь фраковой колонны и вымывание проппанта обратной циркуляцией. После завершения процесса очистки пакер может быть сорван с посадочного места и фраковая колонна извлечена из скважины.
Начальный период эксплуатации скважины характеризуется большим количеством выносимых мехпримесей. Основная часть мехпримесей представлена незакрепленным проппантом, выносимом из трещины коллектора. Присутствие проппанта в отбираемой жидкости также приводит к быстрому выводу ЭЦН из строя.
Использование на начальной стадии эксплуатации скважины насоса "жертвы" является одним из распространенных методов очистки скважины от проппанта. В качестве насоса "жертвы" используют насос бывший в ремонте.
Вышеизложенное объясняет важность качественной очистки скважины от проппанта для возможности извлечения фраковой колонны и для безотказной эксплуатации ЭЦН.
Известно устройство струйного насоса, используемого для освоения скважины, выбранное в качестве аналога (RU №2202039 Способ освоения, исследования и эксплуатации скважин).
Преимуществом струйного насоса в отличии от ЭЦН является возможность отбора жидкостей с большим содержанием мехпримесей. Известная схема насоса используется для освоения скважины после гидроразрыва перед установкой ЭЦН. Недостатками аналога являются -невозможность возвратно-поступательного перемещения устройства вдоль ствола скважины, а также невозможность его использования для очистки мехпримесей при установленной фраковой колонне.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство с использованием струйного насоса с двойной колонной (А.Дроздов "Перспективные технологии добычи нефти с применением погружных насосов " Oil and Gas Eurasia, декабрь-январь 2003-2004). По сравнению с аналогом данная схема позволяет осуществлять возвратно-поступательное движение вдоль ствола скважины. Однако, как и в случае аналога, для применения данной компановки фраковая колонна должна быть извлечена из скважины.
Указанный недостаток ликвидируется тем, что устройство для очистки скважины после гидроразрыва, содержащее одинарную колонну труб с установленным на ней струйным насосом, помещается внутрь фраковой колонны, а в пространстве между фраковой колонной и внутренней колонной устанавливается уплотняющей элемент, позволяющий
осуществлять возвратно-поступательное перемещение колонны со струйным насосом внутри фраковой колонны.
Уплотняющей элемент может быть выполненым в виде эластичной манжеты.
На Фиг.1 слева представлена конструкция скважины с установленной фраковой колонной. На Фиг.1 справа изображено устройство для очистки скважины после гидроразрыва с струйным насосом, размещенным внутри фраковой колонны.
Конструкция скважины с предлагаемым устройством включает обсадную колонну 1 с перфорационным интервалом 2. Компановка фраковой колонны состоит из колонны насосно компрессорных труб 3 с пакером 4. Пакер 4 установлен над интервалом перфорации. Проппант, не попавшей в трещину и осевшей на забое скважины, условно представлен под номером 5. Устройство для очистки скважины после гидроразрыва, представленное на Фиг.1 справа, включает колонну насосно-компрессорных труб 6 малого диаметра, хвостовик 9, струйный насос 7 и уплотнение 8. Наружный диаметр хвостовика 9 меньше внутреннего диаметра ствола пакера 4, что позволяет разместить хвостовик в стволе пакера и достичь забоя скважины. Уплотнение 8 выполнено в виде манжеты, обеспечивающей герметичность между внутренним диаметром фраковой колонны 3 и наружним диаметром внутренней колонны 6, при приложении давления с верхней стороны манжеты. Струйный насос может быть выполнен в съемном и несъемном исполнениях и включает сопло 11, камеру смешения 12, обратный клапан 13 и отверстие для входа рабочей жидкости 14. На Фиг.1 справа представлена схема установки струйного насоса, при которой подача рабочей жидкости осуществляется по кольцевому зазору 10 между фраковой колонной и внутренней колонной, а смесь рабочей и отбираемой жидкости транспортируется на поверхность внутри колонны 6. Указанная схема является более надежной с точки
зрения уменьшения вероятности прихвата при извлечении из фраковой колонны.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Описанная компановка со струйным насосом помещается внутрь фраковой колонны. Длина хвостовика 9 подбирается таким образом, чтобы при посадке ограничительного кольца 15 в стволе пакера, хвостовик 9 доставал до забоя скважины. Спуск колонны осуществляют до тех пор, пока низ хвостовика 9 не коснется проппанта, представленного в виде проппантовых пробок образовавшихся внутри фраковой колонны 6 или проппанта, осевшего на забое скважины. Далее приподнимают колонну на несколько метров и начинают циркуляцию рабочей жидкости в кольцевом зазоре 10. В качестве рабочей жидкости может использоваться вода. Одновременно с циркуляцией начинают медленное перемещение колонны 6 вниз. Рабочая жидкость через канал 14 направляется в сопло 11 струйного насоса. Создаваемое разряжение увлекает гранулы проппанта со скважинной жидкостью по хвостовику 9 в камеру смешения 12, и далее осуществляется их подъем по колонне 6 на поверхность. На поверхности производится сепарирование мехпримесей, и рабочая жидкость рециркулируется в скважину. В процессе перемещения колонны 6 вниз этот процесс комбинируется с возвратно-поступательным движением колонны для предотвращения прихвата и более эффективной очисткой скважины.
Заявляемое техническое решение позволяет вести очистку скважины без извлечения фраковой колонны и является более эффективным в сравнении с существующимь методами освоения скважин после гидроразрыва.