Установка с многоштуцерной задвижкой револьверного типа

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи на нефтегазовом месторождении.
Известна установка для закачки жидкости в пласт, включающая нагнетательную скважину с устьевой запорной арматурой, колонну насосно-компрессорных труб. (Патент РФ №34628, E21B 43/00, 20, оп. 10.12.2003 г.).
Недостатком данного технического решения является использование в скважине дополнительного оборудования типа электрического насоса и компенсатора, что значительно усложняет, удорожает закачку и снижает межремонтный период ее работы по причине использования электронасоса.
Также данная установка ограничена в режимах регулирования закачки, которые зависят от характеристик электронасоса.
Наиболее близкими техническими решениями является установка для закачки жидкости в пласт, включающая трубопровод, снабженный устьевой запорной арматурой, содержащей запорно-перепускное устройство с запорным элементом, нагнетательную скважину, НКТ (Патент РФ №46808, E21B 43/00, 20, оп. 27.07.2005 г., прототип).
Недостатком данного технического решения является то, что является использование в скважине дополнительного оборудования типа электрического насоса, что значительно усложняет, удорожает закачку и снижает межремонтный период ее работы по причине использования электронасоса. Также данная установка ограничена в режимах регулирования закачки, которые зависят от характеристик электронасоса.
Предлагаемое техническое решение устраняет вышеперечисленные недостатки и повышает эффективность добычи нефти из пласта, увеличивая добычу нефти за счет закачки регулируемого потока рабочего агента, изменяемого во времени и при изменении размера диаметра пропускного отверстия, управляя потоком рабочего агента в пределах заданного коридора в виде диапазона параметров закачки рабочего агента, с возможностью сохранения или не сохранения суточного объема его закачки, повышая тем самым нефтеотдачу пласта; также заявленное техническое решение повышает оперативность контроля и качество мониторинга за процессом дистанционного и онлайн регулирования и контроля закачки.
Поставленная цель достигается тем, что установка с многоштуцерной задвижкой револьверного типа включает нагнетательную скважину с устьевой запорной арматурой, включающей запорно-перепускное устройство с запорным элементом и НКТ, она дополнительно снабжена станцией управления, запорно-перепускное устройство представляет собой многоштуцерную дисковую задвижку револьверного типа и дополнительно снабжено приводом, запорный элемент выполнен с возможностью создания импульса пластового давления с заданным количеством пропускных отверстий и с заданным размером диаметра этих пропускных отверстий и с возможностью перемещения в процессе закачки рабочего агента от одного пропускного отверстия до другого, при этом пропускные отверстия выполнены одного или разного размера диаметра, станция управления включает в себя устройство управления, соединенное с приводом, при этом устройство управления представляет собой управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением, а запорный элемент выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси, перемещаясь от одного пропускного отверстия до другого, привод представляет собой электропривод или электрогидропривод, при этом электропривод соединен с многоштуцерной дисковой задвижкой револьверного типа посредством общего вала или соединительным устройством, представляющий собой редуктор или цепную передачу, устройство управления посредством канала связи снабжено программой дистанционного управления контроллером и управляющим компьютером, управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением программируют дистанционно посредством проводной или беспроводной связи.
На фиг. 1 изображена установка с многоштуцерной задвижкой револьверного типа, на фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1.
Установка с многоштуцерной задвижкой револьверного типа содержит нагнетательную скважину 1 с устьевой запорной арматурой, включающей запорно-перепускное устройство 2, НКТ 3 и станцию управления 4.
НКТ 3 представляет собой трубу, например, трубу с муфтами или без муфт, участки труб одного или разного диаметра, соединенные между собой, например, переводниками.
Запорно-перепускное устройство 2 снабжено приводом 5 и представляет собой многоштуцерную дисковую задвижку револьверного типа с запорным элементом 6 (далее по тексту - «Задвижка»).
Запорный элемент 6 выполнен с возможностью создания импульса пластового давления с заданным количеством пропускных отверстий 7 и с заданным размером диаметра этих пропускных отверстий 7.
В запорном элементе 6 пропускные отверстия 7 обеспечивают пропуск жидкого рабочего агента с заданными параметрами, при этом пропускные отверстия 7 выполнены одного или разного размера диаметра, а размер диаметра и количество пропускных отверстий 7 зависит от размера запорного элемента 6 и от параметров закачки, в том числе, предполагаемых минимальных и максимальных объемов закачки.
Также запорный элемент 6 выполнен с возможностью перемещения в процессе закачки жидкого рабочего агента от одного пропускного отверстия 7 до другого пропускного отверстия 7, а именно, путем вращения вокруг своей оси, обеспечивая открытие или закрытие заданного проходного канала задвижки 2 в виде пропускного отверстия 7 с заданным размером;
и с возможностью быстрой замены запорного элемента 6.
Запорный элемент 6 представляет собой, например, диск, сегмент диска.
Например, в запорном элементе 6, выполненного в виде диска, расположены восемь пропускных отверстий 7 разного размера диаметра: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 25 мм.
Задвижка 2 установлена, например, на месте центральной и/или угловой задвижки в арматуре скважине и/или на трубопроводе 8 и/или в блоке гребенок/распределителе потока на трубопроводе с жидким рабочим агентом. Задвижка 2 в устьевом исполнении может быть установлена совместно с глубинным скважинным оборудованием для закачки жидкого рабочего агента в один или несколько пластов, в т.ч. для одновременно-раздельной закачки (ОРЗ).
Для установки в задвижку 2 запорного элемента 6 с заданным количеством пропускных отверстий 7, имеющих заданный размер пропускного диаметра, учитывают не только размер самого запорного элемента 6, но и поставленную задачу по повышению эффективности добычи нефти из пласта, которая зависит, в том числе и:
- от приемистости нагнетательной скважины 1;
- количества и дебита добывающих скважин;
- от объема компенсации добываемой продукции закачиваемым рабочим агентом.
3
3
Например, если из добывающей скважины или из заданной зоны пласта из нескольких скважин отбирают 300-340 м нефти, то в нагнетательную скважину 1 закачивают для заданной компенсации 300-340 м жидкого рабочего агента, либо выше или ниже этого объема.
Привод 5 представляет собой гидронасос или электропривод, или электрогидропривод, соединенный с задвижкой 2 посредством общего вала или соединительного устройства, например, редуктора или цепной передачи.
Электрогидропривод 5 представляет собой напорный электронасос, соединенный с задвижкой 2 посредством гидравлического канала (на фиг. не показано), который передает давление от напорного электронасоса на задвижку 2, перемещая его запорный элемент 6 в различные заданные положения, например, положение «открыто» или положение «закрыто».
Привод 5 соединен со станцией управления 4, например, посредством электрического кабеля.
Станция управления 4 установлена с возможностью подключения к источнику электроэнергии и к приводу 5, например, на задвижке 2, или в помещении блока гребенки, или в специальном подготовленном месте: с подогревом, с утеплением и т.п., в герметичном ящике, сейфе.
Станция управления 4 представляет собой устройство, обеспечивающее автоматизированное управление работой задвижкой 2, осуществляя автоматический запуск или отключение привода 5, и может быть использована, в том числе, и для управления скважинным оборудованием.
Например, устройство, обеспечивающее автоматизированное управление работой задвижкой 2, представляет собой блок электроники, который включает в себя модем для дистанционной передачи управляющего сигнала на привод 5, устройство управления, соединенное с приводом 5, представляет собой управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением.
Устройство управления дополнительно снабжено
программой дистанционного управления контроллером и управляющим компьютером, при этом управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением программируют дистанционно посредством проводной или беспроводной связи;
автоматическим реле, которое осуществляет переключение на минимальный размер диаметра пропускного отверстия 7 вместо перевода скважины в режим закрыто, например, для закачки жидкого рабочего агента на минимальном режиме и минимальном объеме для предотвращения замерзания скважины в зимний период.
Установка с многоштуцерной задвижкой револьверного типа дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним пакером 9, контрольно-измерительным прибором или приборами 10, в том числе и глубинными измерительными приборами, штуцерами или штуцером 11, расположенным в пропускном отверстии 7.
Пакер 9 предназначен для разобщения пластов друг от друга или пласта от вышележащего интервала и представляет собой разобщающее устройство, например, механическое, гидравлическое, с различным способом установки в скважине.
Контрольно-измерительный прибор 10 представляет собой, например, расходомер, манометр-термометр, и расположен в арматуре и/или в задвижке 2, и/или на заданной глубине в скважине и предназначен для контроля за работой нагнетательной скважины 1.
Установка и смена штуцеров 11 обеспечивает изменение параметров потока рабочего агента (давление и скорость потока), а также поддержание заданного режима закачки жидкого рабочего агента и объема закачки рабочего агента.
Станция управления 4 дополнительно обеспечивает контроль и передачу данных с контрольно-измерительных приборов 10, например, через модем на диспетчерский пункт и др.
Установка с многоштуцерной задвижкой револьверного типа работает следующим образом.
На устье нагнетательной скважины 1 располагают в составе устьевой запорной арматуры задвижку 2 с приводом 5, перекрывающей поток жидкого рабочего агента, представляющего собой, например, воду, щелочь, ПАВ и т.д.
Для определения режима закачки жидкого рабочего агента перед закачкой жидкого рабочего агента в пласт нагнетательной скважины 1 предварительно определяют значение минимального давления закачки жидкого рабочего агента, при котором начинает принимать пласт, и максимальное значение давления, при котором пласт больше не принимает, если пласт поглощающий.
Также до начала работы установки заранее задают значения параметров закачки жидкого рабочего агента, предварительно рассчитав их и выставив определенный режим его закачки по заданной программе, учитывающей параметры закачки жидкого рабочего агента:
давления (р), температуры (Тс),
скорости потока (Vп),
расхода рабочего агента (Q)
и устанавливают соответствующий этим заданным параметрам закачки запорный элемент 6 в задвижку 2 с заданным количеством пропускных отверстий 7 и с заданным размером диаметра этих пропускных отверстий 7.
В случае, если пропускных отверстий 7 больше, чем требуется для закачки жидкого рабочего агента, то некоторое количество пропускных отверстий или отверстие 7 предварительно заглушают или дублируют, используя в качестве резервных, оставив только заданное количество пропускных отверстий 7 с заданным размером пропускного диаметра, обеспечивая оставшимися пропускными отверстиями 7 заданный режим закачки жидкого рабочего агента, в том числе и циклический.
Кроме этого, дополнительно устанавливают в пропускное отверстие 7 штуцер 11 и располагают контрольно-измерительные приборы 10 в задвижку 2, например, расходомер и два манометра, один до, а другой после штуцера 11, для возможности расчета расхода закачки жидкого рабочего агента на каждом штуцере 11 по перепаду давления на штуцере 11 и для контроля суточной закачки жидкого рабочего агента, обеспечивая тем самым контроль за пластовым давлением на заданном уровне, что необходимо для расчета компенсации отборов закачкой.
Кроме этого до начала работы установки в программное обеспечение станции управления 4, например, управляющего контроллера, заранее вводят параметры заданного режима закачки жидкого рабочего агента в виде заданных значений параметров закачки: начала и прекращения закачки жидкого рабочего агента; параметры давления (р), температуры (Тс), скорости потока (Vп), расхода рабочего агента (Q) и др.
Заданный режим закачки жидкого рабочего агента регулируют, в том числе дистанционно регулируют и время прекращения закачки.
Для регулирования режимом закачки жидкого рабочего агента учитывают следующее:
- обеспечение максимального перепада давления, точнее величины импульса давления для интенсивного воздействия на поровое пространство пород пласта,
- количество переключений в режиме закачки рабочего агента - количество (частота) импульсов давления в заданный период времени;
- обеспечение суточного объема закачки жидкого рабочего агента в нагнетательной скважине 1, соответствующего компенсации отборов нефти по добывающим скважинам в соответствии с ГТМ.
Это позволяет учитывать параметры режима закачки жидкого рабочего агента, например, время открытия или закрытия заданного пропускного отверстия 7, количество и размер диаметра этих пропускных отверстий 7
Перед закачкой жидкого рабочего агента закрывают нагнетательную скважину 1 и выдерживают ее в закрытом состоянии несколько минут, например, в течение 10 минут.
При низких температурах окружающей среды, например, в зимний период, время может быть сокращено, при этом, возможно, при очень низких температурах, что скважина может быть переведена в режим закачки жидкого рабочего агента на минимальном размере диаметра пропускного отверстия 7, обеспечивая слив незначительного объема жидкого рабочего агента в течение заданного времени для предотвращения замерзания.
После чего нагнетательную скважину 1 открывают и запускают привод 5 в работу.
Для чего со станции управления 4 подают управляющий сигнал на привод 5 задвижки 2, который многократно запускает привод 5 в работу, и, соответственно, многократно перемещает запорный элемент 6, многократно изменяя его положение в запорно-перепускном устройстве 2, например, на открыто или закрыто, для заданного пропускного отверстия 7 с заданным размером диаметра на заданное время, регулируя тем самым закачку жидкого рабочего агента и обеспечивая его заданные значения параметров.
В пласт нагнетательной скважины 1 начинает поступать жидкий рабочий агент в заданном режиме по заданной программе.
Закачку осуществляют созданием импульса пластового давления посредством разных по времени и амплитуде импульсов давления закачки жидкого рабочего агента, создавая многократные периодические прерывания (импульсы) закачки жидкого рабочего агента на заданный промежуток времени в сочетании с многократным запуском закачки жидкого рабочего агента с заданным давлением, объемом и временем.
Созданные импульсы, например, короткие импульсы, длительные импульсы, закачки жидкого рабочего агента за счет их прерывания с заданным временем и последующего запуска скважины под закачку сопровождаются пульсацией рабочего агента в моменты начала закачки, вследствие чего происходит изменение скорости потока рабочего агента и, соответственно, пульсация потока рабочего агента, что оказывает максимальное вибровоздействие на интервал перфорации пласта.
Например, длительность коротких импульсов закачки укладывается в интервал времени от нескольких минут до нескольких десятков часов, многократная повторяемость их обеспечивает максимальное высокочастотное воздействие на интервал перфорации, ПЗП и близлежащие зоны пласта до 30-100 м с максимальными перепадами давления, способствуя изменению градиентов давления потока закачиваемого жидкого рабочего агента в пласт и вовлечению в разработку дополнительных ранее не вовлеченных запасов нефти. Длительные импульсы по времени от более суток повышают зону проникновения и дренирования пласта, увеличивая тем самым эффективность дренирования нефти в пласте.
Смену режима закачки рабочего агента в нагнетательную скважину 1 осуществляют перемещением в задвижке 2 запорного элемента 6 с заданным количеством и размером пропускных отверстий 7 от одного заданного его положения в другое заданное положение, например, открывая или закрывая при этом заданное пропускное отверстие 7 на заданный интервал времени.
Кроме того, смену режима закачки жидкого рабочего агента
осуществляют
- заменой запорного элемента 6 в задвижке 2 с заданным количеством пропускных отверстий 7 и с заданным их размеров.
- сменой положения пропускного отверстия 7 минимального размера на максимальный размер запорного элемента 6 с заданными параметрами в запорно-перепускном устройстве 2 без остановки закачки, обеспечивая изменение перепада давления закачки жидкого рабочего агента от минимального до максимального.
Переход одного режима закачки в другой, например, режима закачки жидкого рабочего агента с короткими импульсами в режим закачки с длинными импульсами и наоборот, с целью разделения режимов возможен с остановкой подачи жидкого рабочего агента во времени равном нескольким минутам и более в зависимости от поставленной задачи и ГТМ или посредством закачки, точнее слива, жидкого рабочего агента на минимальном размере диаметра пропускного отверстия 7 в течение заданного времени, при этом переход короткого импульса в длительный импульс осуществляют посредством закачки жидкого рабочего агента в нагнетательную скважину на заданном размере диаметра пропускного отверстия в течение заданного длительного времени.
Например, переход одного режима закачки жидкого рабочего агента в другой, осуществляют посредством прекращения подачи жидкого рабочего агента во времени равном, например, 10 минутам.
В процессе заданного режима закачки жидкого рабочего агента запорный элемент 6 многократно перемещают от заданного исходного состояния к заданному исходному состоянию, например, вращение диска 6 за один оборот, и время цикла задают скоростью перемещения запорного элемента 6, например, время вращение диска 6 за один оборот.
Многократные перемещения запорного элемента 6 от первого пропускного отверстия 7 и затем к последнему пропускному отверстию 7, например, через положения закрыто, обеспечивают импульсное поступление жидкого рабочего агента в нагнетательную скважину 1 в состоянии пульсации в заданном режиме.
Положение «закрыто» для задвижки 2 или закачка жидкого рабочего агента в зимний период на минимальном размере диаметра пропускного отверстия 7 в течение заданного времени для заданного режима позволяет максимально увеличить импульс давления потока рабочего агента, создавая максимальный перепад давления в процессе запуска установки и, соответственно, скорость истечения жидкого рабочего агента закачки до момента вхождения в пласт, что значительно повышает пульсацию потока рабочего агента и соответственно, обеспечивает вибрационное воздействие на ПЗП (призабойную зону пласта) нагнетательной скважины. Дойдя до пласта поток рабочего агента в состоянии пульсации импульсами входит в пласт и, одновременно оказывает импульсное вибровоздействие на интервал перфорации, призабойную зону пласта и далее увеличивает интенсивность дренирования удаленных зон пласта, что в конечном итоге повышает эффективность добычи нефти из добывающего пласта.
Периодическое прекращение или закачка жидкого рабочего агента на заданном размере диаметра пропускного отверстия 7, например, минимальном, и импульсное возобновление закачки жидкого рабочего агента дополнительно благотворно влияет на повышение продуктивности добывающих скважин, снижение их обводненности и повышение, в конечном итоге, конечной нефтеотдачи пласта.
Периодическое изменение по величине и направлению перепадов давления в пропластках различной проницаемости приводит к проникновению закачиваемого жидкого рабочего агента в зоны продуктивного пласта, неохваченные обычной закачкой, то есть в застойные нефтяные зоны. Все это способствует расширению границ вытеснения по толщине и простиранию продуктивных пластов. Таким образом, вовлекают в разработку запасы нефти из низкопроницаемых нефтенасыщенных слоев, зон и блоков, что ведет к снижению обводненности в добывающих скважинах.
Повышение эффективности добычи нефти из пласта при импульсном воздействии осуществляют, в том числе:
- за счет увеличения коэффициента охвата пласта заводнением в процессе внедрения нагнетаемого жидкого рабочего агента в малопроницаемые породы-коллекторы,
- также за счет интенсификации процесса противоточной капиллярной пропитки и дренирования нефтенасыщенных застойных зон пласта, вследствие увеличения скорости движения жидкости и увеличения перепада давления, а также избыточного давления нагнетания в пласте происходит усиление капиллярного вытеснения углеводородов агентом закачки из малопроницаемых коллекторов в обводненные высокопроницаемые прослои.
При постоянном поддержании заданного режима закачки изменения объема и давления закачки жидкого рабочего агента в разрабатываемой залежи углеводородов создает технологические условия поддержания неустановившегося пластового давления, которое способствует увеличению глубины капиллярной пропитки, соответственно, дополнительному охвату застойных и ранее неохваченных зон заводнением.
Значительно оптимизировать и интенсифицировать процесс регулирования заданным режимом закачки жидкого рабочего агента позволяет установка различного времени на переключение с одного пропускного отверстия 7 на другое пропускное отверстие 7 с возможностью дистанционного изменения реле времени программы работы задвижки 2;
регистрация показаний контрольно-измерительных приборов 10 до и после задвижки 2, а так же, например, положения штуцера 11 в пропускном отверстии 7;
снятие показаний в онлайновом режиме с контрольно-измерительных приборов 10, задавая программы управления задвижкой 2 дистанционно, например, очередность установки штуцеров 11 или закрытого состояния, а так же задание таймеров 10, времени работы циклов, посредством программного обеспечения исследовательского комплекса ИСДК и передачей данных управления через модем или другому каналу связи;
подключение к существующей системе визуализации месторождения, например, системе SCADA);
использование задвижки 2 в сочетании с установкой глубинных приборов 10 в нагнетательной скважине 1, что значительно повышает информативность и эффективность проведения циклической закачки.
При заданном режиме закачки жидкого рабочего агента выдерживают условия, например:
1) перепад давления - максимальный, если возможно, в поглощающей скважине максимальный объем закачки, для обеспечения более интенсивного воздействия на поровое пространство пород пласта, в особенности на его низкопроницаемую часть коллектора;
2) количество переключений режимов, циклов закачки - количество импульсов давления для интенсификации процесса дренирования ближней и призабойной зоны пласта - максимальный;
3) заданные границы изменения коэффициента компенсации отборов закачкой, для предотвращения чрезмерного понижения или повышения пластового давления.
Заявленное техническое решение позволяет использовать режимы с длительными импульсами, режимы с короткими импульсами в сочетание с длительными импульсами и режимы с короткими импульсами продолжительностью от нескольких минут до нескольких десятков часов - до суток, обеспечивая максимальное высокочастотное воздействие на ПЗП и близлежащие зоны пласта до 30-100 м с максимальными перепадами давления, объемами закачки, способствуя изменению градиентов давления потока закачиваемого рабочего агента в пласт и вовлечению в разработку дополнительных ранее не вовлеченных запасов нефти из низкопроницаемых коллекторов, тем самым повышая эффективность добычи нефти из пласта.
Пример 1.
В нагнетательную скважину 1 с одним пластом спускают НКТ 3 с пакером 9, отсекающим пласт от вышележащих интервалов.
На устье располагают устьевое оборудование с задвижкой 2 в виде дистанционно-управляемой дисковой многоштуцерной задвижки ДМЗ с приводом 5.
До начала работы установки задают значения параметров циклического режима закачки жидкого рабочего агента в виде воды:
давление закачки 120 атм,
объем закачки 200 м3/сут.
Необходимо обеспечить:
очистку призабойной зоны и увеличить приемистость скважины с восстановлением до начальных значений закачки (приемистости) до 260 м3/сут.
Для обеспечения данных параметров режима закачки устанавливают диск шибера револьверного типа 6 в дисковую задвижку ДМЗ 2, в которой расположены восемь пропускных отверстий 7 с размером диаметра = 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 25 мм, при этом предварительно заглушают четыре пропускных отверстия 7 с размером диаметра = 4, 6, 8, 12 мм, оставив четыре крайних пропускных отверстия 7 с размером диаметра = 3, 5, 10, 25 мм.
Оставшиеся пропускные отверстия 7 обеспечивают заданные значения параметров закачки воды.
Перед началом закачки воды в теплое время года закрывают нагнетательную скважину 1 и выдерживают ее в закрытом состоянии в течение 10 минут.
Затем запускают в работу привод 5 и в пласт нагнетательной скважины 1 и поступает вода в циклическом режиме по заданной программе.
Режим закачки осуществляют многократным вращением диска шибера револьверного типа 6 за один оборот, а именно от первого пропускного отверстия 7 с размером диаметра = 3 мм, затем через положение закрыто к пропускному отверстию 7 с размером диаметра = 5 мм и т.д. и до последнего пропускного отверстия 7 с размером 25 мм, при этом
1 режим: - короткий импульс, продолжительностью 30 минут на каждом пропускном отверстии 7, повтор 50 импульсов подряд - вода поступает в нагнетательную скважину 1 через пропускное отверстие 7 с размером диаметра = 3 мм, далее 5 мм; потом 10 мм и последовательно 25 мм, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
2 режим: - длительный импульс, продолжительностью 12 часов на каждом пропускном отверстии 7, повтор 6 импульсов подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра = 3 мм, затем 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
3 режим: - короткий импульс, продолжительностью 30 минут на каждом пропускном отверстии 7, повтор 25 импульсов подряд после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 3 мм, затем 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
4 режим: - длительный импульс, продолжительностью 18 часов на каждом пропускном отверстие 7, повтор 2 импульса подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 5 мм, затем 10 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
5 режим: - короткий импульс, продолжительностью 60 минут на каждом пропускном отверстии 7, повтор 12 циклов подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 3, 5, 10, 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
6 режим: - длительный импульс, продолжительностью 48 часов на каждом пропускном отверстии 7, повтор 2 импульса подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 3 мм, затем 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
7 режим: - короткий импульс, продолжительностью 60 минут на каждом пропускном отверстии 7, повтор 12 импульсов подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 3, 5, 10, 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину; поскольку приемистость восстановилась до первоначального значения до 260 м3/сут, поэтому в повторении коротких циклов в дальнейшем отпала необходимость;
8 режим: - длительный импульс, продолжительностью 96 часов на каждом пропускном отверстии 7, повтор 2 импульса подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 3 мм затем 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
9 режим: - длительный импульс, продолжительностью 120 часов на каждом пропускном отверстии 7, повтор 2 импульса подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 3 мм, затем 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1, затем прекращение подачи рабочего агента в скважину;
10 режим: - длительный импульс, продолжительностью 144 часов на каждом пропускном отверстии 7, повтор 2 импульса подряд - после прекращения подачи рабочего агента диск шибера револьверного типа 6 вращают до положения открыто для пропускного отверстия 7 с размером диаметра 3 мм затем 25 мм и вода поступает в пласт нагнетательной скважины 1.
Переход одного режима в другой осуществляют прекращением подачи рабочего агента во времени - прекращение подачи рабочего агента во времени составляет 10 минут, при этом положение диска шибера револьверного типа 6 закрыто в течение 10 минут, вода не поступает в нагнетательную скважину 1 и, соответственно, не поступает в пласт.
Импульсное воздействие на пласт закончилось - обеспечена поставленная задача посредством нестационарного воздействия закачки на ПЗП:
очистка ПЗП происходила в течение коротких циклов за счет частых изменений перепадов давлений и объемов закачки и увеличение на 30% с восстановлением приемистости скважины до начального значения до 260 м3/сут;
каждый режим закачки мониторился и определялась его эффективность по реагированию добывающих скважин по снижению обводненности продукции.
Наиболее эффективными были наиболее длительные пятисуточные импульсы (120 и 144 часовые).
Пример 2.
В нагнетательную скважину 1 с двумя пластами спустили установку, включающую НКТ 3, два пакера 9 и контрольно-измерительные приборы 10 в составе подземной компоновки, включающей также два клапана с манометрами 10 (далее по тексту - «глубинный клапан») с онлайновой передачей данных по одному на каждый пласт.
На устье располагают устьевое оборудование с задвижкой 2 с приводом 5 и станцию управления 4.
До начала работы установки задают значения параметров закачки рабочего агента в виде технической воды от водовода
с давлением 210 атм,
приемистость скважины 400 м3/сут (200 м3/сут верхний и 200 м3/сут нижний пласт).
Необходимо обеспечить: увеличить приемистость двух пластов скважины.
Для обеспечения данных параметров устанавливают запорный элемент 6 в виде сегмента диска с двумя пропускными отверстиями 7 с размером 3 мм и 25 мм, чтобы обеспечить максимальный перепад давления и наиболее «жесткое» интенсивное воздействие на пласт.
В пропускные отверстия 7 установлены штуцеры 11 с размером 3 мм и 25 мм.
В процессе закачки на каждом штуцере 11 замеряют расход и давление закачки технической воды в режиме реального времени для облегчения контроля закачки, что необходимо для изменения программы регулирования закачки, в случае значительного увеличения или уменьшения приемистости пластов в процессе закачки.
Информация с глубинных клапанов 10 поступает для обработки на станцию управления 4.
Процесс закачки технической воды в нагнетательную скважину 1 с двумя пластами осуществляют, например, сначала на верхний пласт, при этом глубинный клапан 10 на нижний пласт в положении закрыто, а потом на нижний пласт, при этом глубинный клапан 10 на верхний пласт в положении закрыто.
Режим закачки технической воды начинают с того, что закрывают нагнетательную скважину 1 и выдерживают ее в закрытом состоянии в течение 40 минут.
Затем запускают в работу привод 5 и техническая вода в режиме по заданной программе поступает в верхний пласт нагнетательной скважины 1, затем в нижний.
Режим закачки осуществляют многократным перемещением пластины 6 с двумя пропускными отверстиями 7, а именно вращением от пропускного отверстия 7 с размером диаметра = 3 мм к пропускному отверстию 7 с размером диаметра = 25 мм через положение задвижки 2 закрыто, при этом
1 режим: - короткий импульс, продолжительностью 60 минут и по 30 минут на каждом штуцере 11, повтор 10 циклов подряд -
последовательно на верхний и потом на нижний пласты, такая мелкая цикличность с максимальным количеством переключений предназначена для увеличения приемистости скважины путем декольматации и очистки призабойной зоны пласта.
2 режим: - длительный импульс, продолжительностью 20 часов по 10 часов на каждом штуцере 11, повторяем по 2 цикла подряд с возможностью увеличения до нескольких суток на каждый пласт для увеличения глубины проникновения импульса.
Оптимальный период закачки и длительность периодов закачки подбирают индивидуально для каждой скважины или групп нагнетательных скважин 1, которые со временем меняются в зависимости от их геолого-технологических параметров. При этом управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением программируют и перепрограммируют дистанционно посредством проводной или беспроводной связи для более полного учета изменившихся геолого-технических особенностей пласта.
Использование глубинных и устьевых приборов 10 необходимо для проведения тщательного онлайн контроля за закачкой с применением геофизических и гидродинамических методов обработки данных.
Дистанционное управление закачки группы нагнетательных скважин в заданном режиме способствует более глубокому изменению фильтрационных потоков в пластах и является наиболее экономичным и простым методом увеличения охвата пластов закачкой.
Использование разработанных дистанционно управляемых запорно-перепускных устройств значительно облегчает процесс управления разработкой залежи в течение заданного периода времени. При этом прирост добычи происходит за счет перераспределения и замещения жидким рабочим агентом нефти в пласте в процессе противоточной капиллярной пропитки и увеличения дренирования залежи.
Заявленное техническое решение повышает эффективность добычи нефти из пласта за счет воздействия разных по продолжительности во времени и по амплитуде импульсов давления и объемы закачки, которое:
увеличивает дренирование залежи, снижает обводненность и повышает приток нефти в добывающих скважинах, и соответственно,
повышает интенсивность импульсного режима воздействия и пульсирующей закачки на пласт (повышение нефтеотдачи) посредством повышения эффективности заводнения нефти рабочим агентом;
повышает охват пласта вытеснением в разрезе и по площади залежи за счет управления потоком рабочего агента, осуществляя подачу - закачку рабочего агента регулируемыми импульсами;
повышает оперативность контроля и мониторинг за режимом закачкой рабочего агента и добычей нефти для оперативного изменения режима при восстановлении или увеличении обводненности продукции в добывающих скважинах,
изменяя параметры пропускного отверстия, объема и давления закачки рабочего агента для усиления процесса вытеснения нефти им.
Кроме того, предлагаемое техническое решение:
позволяет регулировать поток текучих сред в пределах заданного диапазона параметров закачки жидкого рабочего агента, в том числе сохраняя суточный объем закачки, для предотвращения падения давления в зоне отборов нефти ниже критических значений и, соответственно, дебитов жидкости в реагирующих добывающих скважинах;
повышает оптимизацию и интенсификацию процесса регулирования режимом закачки жидкого рабочего агента посредством установления различного времени на переключение с одного пропускного отверстия на другое с возможностью дистанционного изменения параметров реле времени программы работы задвижки, в том числе срабатыванию реле по температуре в зимний период времени и автоматически переключать с положения закрыто задвижки на минимальный размер диаметра пропускного отверстия, для предотвращения замерзания;
регистрации показаний контрольно-измерительных приборов до и после задвижки, а так же, например, положения штуцера в пропускном отверстии;
снятия показаний в онлайновом режиме с измерительных приборов, задавая программы управления задвижкой в зависимости от текущих Р и Т параметров и дистанционно, например, очередность установки штуцеров или закрытого состояния, а так же задание таймеров времени работы циклов, посредством программного обеспечения исследовательского комплекса ИСДК с передачей по модему GSM или другому виду связи; подключение к существующей системе визуализации месторождения по типу система SCADA;
использования задвижки в сочетании с установкой глубинных и устьевых приборов в нагнетательной и реагирующих добывающих скважинах, что значительно повысит информативность и эффективность закачки, все это может также дополнительно обеспечить:
проведение отборов и исследование проб пластовых флюидов в реагирующих добывающих скважинах,
замеры промыслово-геофизическими методами пластового давления, температуры и других параметров в каждом режиме закачки.