УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно - к технике нефтепромыслового оборудования для обработки и гидравлического разрыва продуктивного пласта призабойной зоны скважины.
3
Известно устройство для промывки песчаных пробок (авт. свид. SU 1081334, МПК Е21В 21/00, опубл. 1984 г.), содержащее корпус с верхней и нижней эластичными манжетами, устанавливаемый в обсадную трубу. Корпус крепится к колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), через которую подают рабочую жидкость, а вынос песка и грязи на поверхность осуществляется через затрубное пространство.
Такое устройство позволяет промыть песчаную пробку, но не обеспечивает возможности очистки закольматированной зоны в продуктивном слое призабойной зоны скважины.
7
Известно устройство для гидравлического воздействия на пласт, используемое при реализации способа вторичного вскрытия продуктивного пласта (пат RU 2205942, МПК Е21В 43/114, опубл. 2003 г.), содержащее корпус, закрепленный на колонне труб. В корпусе расположены цилиндрические плашки с твердосплавными насадками. Корпус размещается в перфорированной обсадной колонне, с поверхности агрегатами высокого давления закачивается рабочая жидкость, которая истекает из твердосплавных насадок, попадает в перфорационное отверстие, размывает горную породу, образуя канал в пласте, и возвращается в затрубное пространство.
Использование такого устройства обеспечивает очистку закольматированной зоны в продуктивном слое призабойной зоны скважины.
Недостатком такого устройства является его низкая эффективность, Это объясняется тем, что струя рабочей жидкости бьет в тупик, в результате чего образуется встречный поток, который тормозит активную струю рабочей жидкости. Кроме того, сложно попасть твердосплавной насадкой в перфорированное отверстие обсадной трубы.
6
Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является устройство для гидравлического воздействия на пласт (пат RU 2097535, МПК Е21В 43/18, опубл. 1997 г.), содержащее корпус с радиальными отверстиями, верхним и нижним пакерирующими узлами, устанавливаемый в обсадную трубу с перфорационными отверстиями. Устройство содержит колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), которая имеет направляющие дорожки под шарики и поршень с каналом, которые выполнены с возможностью размещения колонны НКТ в лифтовой колонне труб и образования одной в другой полости. Колонна НКТ обеспечивает возможность выполнения возвратно-поступательных перемещений поршня во внутреннем патрубке. В поршне помещен клапан, который подпружинен и выполнен с возможностью его открытия от повышения давления в полости НКТ. Эта полость через канал поршня, радиальные отверстия внешнего и внутреннего патрубков сообщена с полостью эксплуатационной колонны скважины между внешним патрубком и пакерующими узлами.
Использование такого устройства обеспечивает повышение эффективности и надежности гидравлического воздействия на продуктивную часть пласта за счет мгновенного создания высоких давлений.
Однако конструкция такого устройства сложна и оно ненадежно в эксплуатации, что объясняется наличием поршня и клапана, открытой направляющей дорожки, шариков, наличием лифтовой трубы, а в ней НКТ, необходимостью подъемного устройства для поднятия колонны НКТ.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности устройства при обеспечении эффективного гидравлического воздействия на призабойную зону скважины.
Поставленная задача решается усовершенствованием устройства для гидравлического воздействия на призабойную зону скважины, содержащего корпус с радиальными отверстиями, верхним и нижним пакерирующими узлами, устанавливаемый в обсадную трубу с перфорационными отверстиями.
Это усовершенствование заключается в том, что расстояние между верхним пакерирующим узлом и наиболее удаленным от него радиальным отверстием корпуса меньше расстояния между крайними перфорационными отверстиями обсадной трубы.
Такое выполнение устройства позволяет разместить верхний пакерирующий узел между перфорационными отверстиями обсадной трубы, что необходимо для подачи рабочей жидкости под давлением в перфорационные отверстия, расположенные между пакерирующими узлами и выхода отработанной рабочей жидкости с вымытой породой через перфорационные отверстия, расположенные над верхним пакерирующим узлом. Таким образом, возвратный поток отработанной рабочей жидкости не тормозит активную струю рабочей жидкости, что необходимо для повышения эффективности гидравлического воздействия на продуктивную зону пласта.
Кроме того, устройство может быть снабжено диафрагмой, установленной между пакерирующими узлами с возможностью перекрытия части перфорационных отверстий обсадной трубы, что позволяет повысить эффективность гидравлического воздействия на продуктивную часть пласта, так как при этом осуществляется направленное воздействие давления рабочей жидкости на одну сторону призабойной зоны и увеличения за счет этого удельного давления.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено предлагаемое устройство (при подаче рабочей жидкости в НКТ) на фиг.2 - устройство (при подаче рабочей жидкости в обсадную трубу).
Устройство для гидравлического воздействия на призабойную зону скважины содержит корпус 1 с радиальными отверстиями 2, верхним 3 и нижним 4 пакерирующими узлами, устанавливаемый в обсадную трубу 5 с перфорационными отверстиями 6. Расстояние l между верхним 3 пакерирующим узлом и наиболее удаленным от него радиальным отверстием 2 корпуса 1 меньше расстояния L между крайними перфорационными отверстиями 6 обсадной трубы 5. В приведенном варианте устройство снабжено диафрагмой 7, установленной между пакерирующими узлами 3 и 4 с возможностью перекрытия части перфорационных отверстий 6 обсадной трубы 5.
Устройство для гидравлического воздействия на призабойную зону скважины работает следующим образом.
На колонне НКТ 8 устройство спускают в обсадную трубу 5 скважины, располагая нижний пакерирующий узел 4 ниже нижнего перфорационного отверстия 6. Так как расстояние l между верхним 3 пакерирующим узлом и наиболее удаленным от него радиальным отверстием 2 корпуса 1 меньше расстояния L между крайними перфорационными отверстиями 6 обсадной трубы 5, верхний пакерирующий узел 3 располагается между перфорационными отверстиями 6. Через НКТ 8 под большим давлением в корпус 1 подают рабочую жидкость (фиг.2). Под действием этого давления эластичные манжеты пакерирующих узлов 3 и 4 разжимаются и герметизируют пространство между НКТ 8 и обсадной трубой 5. Рабочая жидкость из корпуса 1 через радиальные отверстия 2 поступает в перфорационные отверстия 6 обсадной трубы 5, расположенные между пакерирующими узлами 3 и 4. Выходя из перфорационных отверстий 6, рабочая жидкость под давлением поступает в призабойную зону скважины, вызывая гидроразрыв пласта. Давление рабочей жидкости действует во все стороны на десятки метров. При этом в закольматированном слое призабойной зоны скважины образуются трещины в направлениях от скважины вглубь пласта и вокруг перфорационных отверстий 6, куда поступает нагнетаемая под давлением рабочая жидкость. Трещины расширяются и соединяются с перфорационными отверстиями 6, расположенными выше верхнего пакерирующего узла 3. Рабочая жидкость поступает в эти отверстия, далее в межтрубное пространство 9 между НКТ 8 и обсадной трубой 5 и поднимается на поверхность. По объему породы, поднятой вместе с жидкостью, определяется эффективность работы устройства. Уменьшение объема и увеличение давления свидетельствуют о закупорке перфорационных отверстий 6, расположенных выше пакерирующего узла 3. Для устранения этого изменяют направление движения рабочей жидкости на обратное, для чего рабочую жидкость под давлением подают в обсадную трубу 5 и через перфорационные отверстия 6, расположенные выше верхнего пакерирующего узла 3, в закольматированный слой призабойной зоны скважины, организуя обратное движение рабочей жидкости, для прочистки перфорационных отверстий 6 и гарантированного получения неоднобокой каверны при той же мощности насоса. При этом удаляют закольматированный слой, образовавшийся вокруг обсадной трубы в зоне продуктивного пласта. Для лучшей фильтрации и исключения смыкания стенок каверны, ее заполняют крупным песком или специальной галькой.
Для увеличения эффекта гидравлического воздействия на пласт устанавливают диафрагму 7, которая при подаче рабочей жидкости в НКТ 8 прижимается к обсадной трубе 5, перекрывая часть (например, половину) перфорационных отверстий 6, расположенных между пакерирующими узлами 3 и 4. При этом увеличивается удельное давление на открытые перфорационные отверстия 6, расположенные между пакерирующими узлами 3 и 4, что повышает эффективность гидравлического воздействия на призабойную зону, расположенную со стороны этих отверстий. После очистки одной стороны прекращают подачу рабочей жидкости. Манжеты пакерирующих узлов 3 и 4 и диафрагма 7 сжимаются, а устройство вместе с НКТ 8 поворачивают на 180° на том же уровне и аналогично обрабатывают противоположную сторону призабойной зоны скважины.
Таким образом, использование предлагаемого простого и надежного устройства обеспечивает эффективное гидравлическое воздействие на призабойную зону скважины.