УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА НА ДЕПРЕССИИ

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и используется при строительстве нефтяных и газовых скважин, когда вскрытие продуктивного пласта производится на депрессии.
Известно устройство для вскрытия продуктивного пласта на депрессии, включающее установленную колонну бурильных труб с породоразрушающим инструментом, линию подачи промывочной жидкости на породоразрушающий инструмент с насосом и емкостью на устье скважины, вводной патрубок, соединяющий линию подачи промывочной жидкости с колонной бурильных труб, источник образования газообразного агента с линией подачи газообразного агента в промывочную жидкость, в качестве источника образования газообразного агента в устройство введена компрессорная станция, от которой выведена линия подачи газообразного агента, соединенная с линией подачи промывочной жидкости через инжекторное устройство, из межтрубного пространства выведена выкидная линия для отвода образующейся в ходе бурения отработанной промывочной жидкости, соединенная с сепаратором (свидетельство РФ №16177, 2000).
Недостатком указанного известного устройства является отсутствие очистки промывочной жидкости от шлама, что приводит к накоплению твердой фазы в промывочной жидкости и образованию высоковязкой инвертной эмульсии, и как следствие, повышается ее плотность, что обуславливает снижение депрессии на продуктивный пласт, а затем приводит к вскрытию пласта на репрессии. Все указанные причины осложняют вскрытие продуктивного пласта в промысловых условиях и не позволяют обеспечить качественное вскрытие продуктивного пласта и достичь проектного дебита.
Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для вскрытия продуктивного пласта на депрессии, включающем установленную в скважине колонну бурильных труб с породоразрушающим инструментом и соединенные с ней через единый входной патрубок линию подачи нефти и линию подачи газообразного агента, оснащенную эжекторным устройством, а также выведенную из межтрубного пространства скважины выкидную линию для отвода образующейся в процессе бурения отработанной промывочной жидкости, соединенную с сепарационным узлом, при этом сепарационный узел выполнен в виде двух передвижных сепарационных установок (ПСУ) и мобильной очистной установки, при этом обе ПСУ установлены параллельно и соединены через тройник посредством отдельных трубопроводов с мобильной очистной установкой, а на каждом из упомянутых отдельных трубопроводов установлен шламовый насос, при этом мобильная очистная установка снабжена контейнером для сбора твердой фазы (патент РФ №69913, 2007).
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в обеспечении регламентированной технологическим требованиям депрессии на продуктивных пласт при одновременном повышении скорости бурения, за счет повышения степени очистки отработанной промывочной жидкости от шлама выбуренных пород.
Дополнительным техническим результатом является возможность использования в предлагаемом устройстве деэмульгаторов, предупреждающих образование инвертной эмульсии.
Поставленный технический результат достигается предлагаемым устройством для вскрытия продуктивного пласта на депрессии, включающим установленную в скважине колонну бурильных труб с породоразрушающим инструментом и соединенную через единый входной патрубок с линией подачи рабочей жидкости и с оснащенной эжекторным устройством линией подачи газообразного агента, а также выведенную из межтрубного пространства скважины выкидную линию для отвода образующейся в процессе бурения отработанной промывочной жидкости, соединенную с двумя, параллельно установленными, передвижными сепарационными установками, каждая из которых через тройник соединена с блоком очистки, который снабжен контейнерами для сбора твердой фазы, при этом новым является то, что каждая передвижная сепарационная установка представлена в виде емкости, выполненной в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено вниз и которое заканчивается цилиндрической частью для размещения в нем шнека для механической выгрузки шлама, при этом на боковых стенках указанной емкости размещены две гидропушки, выполненные с возможностью подачи из них отработанной промывочной жидкости посредством шламового насоса на боковые стенки емкости, причем линия подачи рабочей жидкости соединена с блоком очистки и дополнительно снабжена блоком подачи деэмульгатора, при этом в качестве рабочей жидкости используют очищенную в блоке очистки промывочную жидкость.
Линия подачи рабочей жидкости после блока подачи деэмульгатора снабжена подпорным насосом и насосом высокого давления.
Блок очистки, наряду с контейнерами для сбора твердой фазы, дополнительно содержит два вакуумных дегазатора, вибросито, гидроциклон, центрифугу, емкость для очищенной промывочной жидкости.
Достижение указанного технического результат обеспечивается за счет следующего.
Благодаря тому, что в предлагаемом устройстве емкость каждой передвижной сепарационной установки (ПСУ) снабжена шнеком для механической выгрузки шлама и двумя гидропушками на боковых стенках указанной емкости, размещенные так, что позволяют смывать шлам с боковых поверхностей емкости, в результате, исключаются опасные работы по выгрузке шлама вручную и загрязнение окружающей среды, а также сокращаются временные затраты на очистку ПСУ. За счет этого степень очистки отработанной промывочной жидкости также кратно в 2-3 раза улучшается.
Благодаря тому, что предлагаемое устройство снабжено блоком подачи деэмульгатора (в преимущественном варианте может быть использован деэмульгатор для разрушения инвертных эмульсий), который размещен так, что подача деэмульгатора производится в прием подпорного насоса, достигается полное его смешение с промывочной жидкостью и предотвращается образование эмульсии, в том числе, инвертной, а, следовательно, предотвращается и самоутяжеление образующейся при последующем введении газа в промывочную жидкость газожидкостной смеси, что позволяет повысить скорость бурения и получить проектные дебиты нефти, т.к. утяжеленные промывочные жидкости, обладающие высокой вязкостью, приводят к снижению скорости бурения и созданию репрессии на продуктивный пласт.
Кроме того, деэмульгатор выбирается заранее, на основании результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также исходя из практики его промышленного применения на той нефти, которая будет использоваться в качестве промывочной жидкости при бурении на депрессии, что позволит обеспечить более точное соответствие величины депрессии технологическим требованиям. В качестве деэмульгаторов могут быть использованы, например, Сондем 4403 (620), СНПХ 4315 (Д) или СТХ-9.
Выполнение емкости ПСУ в форме усеченного конуса, меньшее основание которого обращено вниз и которое заканчивается цилиндрической частью для размещения в ней шнека для механической выгрузки шлама, установленного в нижней части емкости, позволяет улучшить степень очистки промывочной жидкости за счет облегченного смыва (стекания) мехпримесей в конусную часть на шнек, который обеспечивает механическое удаление этого шлама.
Таким образом, благодаря полной очистке промывочной жидкости от шлама и благодаря исключению образования эмульсий, в том числе инвертной, из этой промывочной жидкости, во время очистки, будет обеспечено успешное проведение вскрытия продуктивного пласта на депрессии, согласно технологическому регламенту, так как будет исключено вредное воздействие утяжеленной промывочной жидкости на продуктивный пласт, а также на породоразрушающий инструмент и нефтяное оборудование.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства.
Предлагаемое устройство для вскрытия продуктивного пласта на депрессии содержит колонну бурильных труб 1 с породоразрушающим инструментом 2, входной патрубок 3, соединенный с линией 4 подачи рабочей жидкости, в качестве которой используется очищенная промывочная жидкость, и линией 5 подачи газообразного агента, подающей газообразный агент из азотной компрессорной станции 6, например, марки СД 9/101М (НПП «Атомконверс»), на эжекторное устройство 7. Устройство также содержит выкидную линию 8 для отвода образующейся в процессе бурения отработанной промывочной жидкости, соединенную с двумя параллельно установленными ПСУ 9 и 10, которые через тройник И соединены с блоком 12 очистки. Причем в блоке 12 очистки установлены контейнеры 12(f) для твердой фазы. При этом в каждой ПСУ 9 и 10 размещены шнеки 13 и 14 соответственно для механической выгрузки шлама, установленные в нижней части емкости ПСУ. Емкость выполнена в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено вниз и которое заканчивается цилиндрической частью для размещения в нем шнека для механической выгрузки шлама. Также на внутренних боковых стенках емкости обеих ПСУ 9 и 10 установлены по две гидропушки (на чертеже не обозначены), при этом жидкость в них подается посредством шламового насоса (на чертеже не обозначен). Линия 4 подачи рабочей жидкости соединена с блоком 12 очистки и снабжена блоком 15 подачи деэмульгатора. Линия 4 подачи рабочей жидкости после блока 15 подачи деэмульгатора может быть дополнительно снабжена подпорным насосом 16, например, марки ЦНС 60/66 или марки ЦНС УНА 60/66, и насосом 17 высокого давления, например, марки Н5-125 с электроприводом. Причем подача деэмульгатора производится через прием подпорного насоса 16. Для обеспечения качественной очистки промывочной жидкости блок 12 очистки оснащен вакуумными дегазаторами 12(а), например, марки Каскад 40, виброситом 12(в), например, марки СВЛ (Derric, Swaco), гидроциклоном 12(c), например, марки Derric, Swaco, центрифугой 12(d), например, марки ОГШ-500 (Derric, Swaco) и емкостью для очищенной промывочной жидкости 12(e).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В предлагаемом устройстве для вскрытия продуктивного пласта на депрессии применяется промывочная жидкость, например, газонефтяная смесь, которая образуется в результате подачи газообразного агента через линию 5 подачи газообразного агента из азотной компрессорной станции 6 и нефти или раствора с удельным весом, близким к нефти, с добавленным из блока 15 подачи деэмульгатора реагентом с помощью подпорного насоса 16 и насоса 17 высокого давления в эжекторное устройство 7. Образующаяся газожидкостная промывочная жидкость через входной патрубок 3 и колонну бурильных труб 1 подается на породоразрушающий инструмент 2.
Отработанная промывочная жидкость через выкидную линию 8 подается на ПСУ 9, в которой происходит разделение на жидкую и газообразную фракции.
После бурения 30-40 м производится переключение подачи отработанной промывочной жидкости также через выкидную линию 8 на вторую ПСУ 10, где происходит разделение на жидкую и газообразную фракции. ПСУ 9 выводится из работы и переводится в режим очистки отработанной промывочной жидкости от шлама. Аналогично, после бурения 30-40 м выводится из работы ПСУ 10, а включается в работу ПСУ 9.
Таким образом идет чередование в работе ПСУ 9 и 10. Наличие шнеков и гидропушек в ПСУ 9 и 10 позволяет быстро, за период времени бурения 30-40 м провести полную очистку отработанной промывочной жидкости от шлама.
Дегазированная отработанная промывочная жидкость из ПСУ 9 или 10 подается в блок 12 очистки через тройник 11, где производят окончательную дегазацию с помощью вакуумных дегазаторов 12(a), а затем очищают от мехпримесей, используя вибросито 12(в), гидроциклон 12(c), центрифуги 12(a). Затем, выделенная из отработанной промывочной жидкости, твердая фаза сбрасывается в контейнеры для шлама 2(f), а очищенная промывочная жидкость собирается в емкости 12(e) и направляется по линии 4 подачи рабочей жидкости для повторного использования.
Для более качественной очистки ПСУ 9 или 10 от шлама, на внутренних боковых стенках ПСУ 9 или 10 установлены две гидропушки с подачей в них промывочной жидкости посредством шламового насоса. Весь шлам смывается в шнек 13 или 14 для выгрузки шлама и направляется в блок 12 очистки.
Предлагаемое устройство для вскрытия продуктивного пласта на депрессии позволяет обеспечить непрерывность процесса бурения на депрессии с регламентируемым уровнем последней за счет предупреждения образования эмульсии, в том числе инвертной, что достигается введением деэмульгатора на прием подпорного насоса и полным его смешением с промывочной жидкостью, и в результате качественной очистки отработанной промывочной жидкости.
Кроме того, качественная очистка промывочной жидкости достигается за счет целенаправленного выбора деэмульгатора на основании теоретических и экспериментальных исследований и практики применения и тщательного его смешивания с промывочной жидкостью с последующей очисткой промывочной жидкости на механических средствах очистки. Очистка промывочной жидкости после бурения каждых 30-40 м ствола скважины исключает осложнения, возникающие при спуско-подъемных операциях и позволяет повысить скорость бурения с получением проектных дебитов нефти.