RU2136847C1

RU2136847C1 - Well swabbing method

Info

Publication number: RU2136847C1
Application number: RU98105837/03A
Authority: RU
Inventors: Г.Ю. Басос; Х.Г. Абдуллин
Original assignee: Басос Георгий Юрьевич; Абдуллин Хамит Гарипович
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: according to method, swab is lowered into well by pulling member. Sealing member of well head gland during lowering of swab is clamped to surface of pulling member without force. At start of swab lowering, created in space of pipe string above swab is surplus pressure of neutral gas. Value of this pressure is maintained up to start of swab lifting. Lowering of swab is performed at speed which exceeds possible speed of swab moving in liquid. When swab enters liquid, its moving speed is reduced. Moment when swab enters liquid is determined at well head by oscillation of pulling member and loosening of its tension. After swab is lowered below level of liquid to optimal value, lifting of swab is started. At this moment, maintaining of surplus pressure of neutral gas is discontinued. Lifted liquid is branched out to collecting system. Sealing member of gland is clamped to surface of pulling member by force which prevents outcome of liquid through gland. Aforesaid method of well swabbing gives higher productivity, more safety, and less material input. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении, пробной эксплуатации или при очистке призабойной зоны нефтяных и водяных скважин. The invention relates to the oil industry and can be used in development, trial operation or when cleaning the bottom-hole zone of oil and water wells.

Известны варианты способа свабирования скважины (а.с. СССР N 1268716, МКИ E 21 B 43/00), где сваб спускают в скважину на тяговом элементе, герметизированном на устье. При этом в полости труб над свабом образуется разрежение, по изменению величины которого (вариант 1) или по изменению расхода газа или воздуха, всасываемого в зону разрежения через дросселирующий канал (вариант 2), и известной длине тягового элемента судят об уровне жидкости. Known options for a method of swabbing a well (USSR AS N 1268716, MKI E 21 B 43/00), where the swab is lowered into the well on a traction element sealed at the wellhead. At the same time, a vacuum forms in the pipe cavity above the swab, by changing its value (option 1) or by changing the flow of gas or air drawn into the rarefaction zone through the throttling channel (option 2) and the known length of the traction element, the liquid level is judged.

Недостатком способа является то, что для обеспечения спуска сваба при герметизированном устье, особенно в начальный момент спуска, необходим груз большего веса, что увеличивает материалоемкость способа, так как для обеспечения герметичности уплотнительный элемент устьевого сальника должен быть плотно, с усилием поджат к тяговому элементу. Силы трения, возникающие при поджатии в месте их контакта, значительны и препятствуют движению тягового элемента. При этом увеличивается время спуска сваба, что снижает производительность способа, а интенсивный износ уплотнительного элемента требует частой его замены. The disadvantage of this method is that to ensure the descent of the swab with a sealed mouth, especially at the initial moment of descent, a load of greater weight is required, which increases the material consumption of the method, since in order to ensure tightness, the sealing element of the wellhead stuffing box must be tightly pressed against the traction element. The friction forces arising from preloading at the point of contact are significant and impede the movement of the traction element. At the same time, the swab descent time is increased, which reduces the productivity of the method, and the intensive wear of the sealing element requires frequent replacement.

Кроме того, при ходе сваба вниз в полости труб над свабом образуется разрежение, увеличивающее вероятность попадания воздуха в скважину и возможность образования взрывоопасной смеси со скважинным газом, легкими фракциями нефти, которые могут присутствовать в скважине или попасть в нее с пластовой жидкостью в процессе свабирования. А широко используемые при свабировании в качестве тягового элемента стальные канаты и каротажные кабели вследствие сложной формы их поверхности практически невозможно в достаточной степени герметизировать уплотнительным элементом устьевого сальника, обеспечивая при этом спуск сваба, особенно в начальный момент спуска, и это снижает безопасность способа. In addition, during the swab downward, a vacuum is formed in the pipe cavity above the swab, which increases the likelihood of air entering the well and the possibility of the formation of an explosive mixture with well gas, light oil fractions that may be present in the well or into the well with the formation fluid during swabbing. And steel ropes and logging cables, widely used in swabbing as a traction element, due to the complex shape of their surface, are almost impossible to sufficiently seal with the sealing element of the wellhead stuffing box, while ensuring the swab descent, especially at the initial moment of descent, and this reduces the safety of the method.

Цель изобретения - уменьшение материалоемкости, увеличение производительности и повышение безопасности способа. The purpose of the invention is the reduction of material consumption, increase productivity and increase the safety of the method.

Указанная цель достигается тем, что при свабировании скважины, включающем периодический спуск в скважину сваба на тяговом элементе, герметизированном на устье, погружение его под уровень жидкости, подъем сваба со столбом жидкости над ним с отводом жидкости в систему сбора и непрерывный контроль глубины погружения сваба в жидкость, осуществляемый по разнице длины тягового элемента, спущенного в скважину, и уровня жидкости в ней, с началом спуска сваба в скважину в полости труб над свабом создают избыточное давление нейтрального газа, величину которого поддерживают до начала подъема сваба, а об уровне жидкости в скважине судят по колебанию и ослаблению натяжения тягового элемента в момент входа сваба в жидкость. This goal is achieved by the fact that when swabbing the well, including periodic descent into the well of a swab on a traction element sealed at the wellhead, immersing it below the liquid level, raising the swab with a liquid column above it with a fluid outlet into the collection system and continuously monitoring the depth of immersion of the swab in liquid, carried out by the difference in the length of the traction element, lowered into the well, and the liquid level in it, with the beginning of the descent of the swab into the well in the pipe cavity above the swab create an excess pressure of neutral gas, whose rank is maintained before the swab starts to rise, and the fluid level in the well is judged by the fluctuation and weakening of the traction element tension at the moment the swab enters the fluid.

Свабирование скважины осуществляется следующим образом. Swabbing of the well is as follows.

Сваб с грузом при отсеченной системе сбора помещают в колонну труб на тяговом элементе. Уплотнительный элемент устьевого сальника поджат к поверхности тягового элемента без усилия, лишь до ее касания. С началом спуска сваба в скважину в полости колонны труб, расположенной над свабом, создается избыточное давление нейтрального газа, исключающее вероятность попадания воздуха в скважину через возможные неплотности и способствующее страгиванию сваба и его движению при спуске, поскольку действием избыточного давления газа на сваб создается дополнительное усилие, направленное вниз. Это позволяет осуществлять спуск сваба с высокой скоростью. Вход сваба в жидкость снижает скорость его движения, а на устье момент входа сваба в жидкость определяется по колебанию тягового элемента и ослаблению его натяжения, что позволяет судить об уровне жидкости в скважине и опустить сваб под уровень жидкости на оптимальную глубину. Затем производят подъем сваба. С началом подъема поддержание избыточного давления газа в колонне труб над свабом прекращается. Подача жидкости осуществляется в открывшуюся систему сбора жидкости, при этом поджатие уплотнительного элемента устьевого сальника к поверхности тягового элемента производят с усилием, достаточным для предотвращения жидкости в зоне их контакта. A swab with cargo with a cut-off collection system is placed in a pipe string on the traction element. The sealing element of the wellhead gland is pressed against the surface of the traction element without effort, only until it touches. With the start of the swab descent into the borehole, an overpressure of neutral gas is created in the cavity of the pipe string located above the swab, eliminating the likelihood of air entering the borehole through possible leaks and contributing to the removal of the swab and its movement during descent, since an additional force is created by the action of excess gas pressure on the swab directed down. This allows the swab to be lowered at high speed. The swab’s entry into the fluid reduces its speed, and at the mouth, the swab’s entry into the fluid is determined by the oscillation of the traction element and the weakening of its tension, which allows us to judge the fluid level in the well and lower the swab under the fluid level to the optimum depth. Then make the rise of the swab. With the beginning of the rise, the maintenance of excessive gas pressure in the pipe string above the swab ceases. The fluid is supplied to the opened fluid collection system, while the compression of the sealing element of the wellhead seal to the surface of the traction element is performed with a force sufficient to prevent liquid in the area of their contact.

На чертеже представлена компоновка оборудования для свабирования скважины. The drawing shows the layout of equipment for swabbing wells.

Оборудование включает колонну труб 1, в которой размещены сваб 2 и груз 3, связанные тяговым элементом 4 с лебедкой 5, имеющей указатель глубины спуска сваба (не показан), устьевое оборудование 6, содержащее сальник, лубрикатор, превентор и прочие элементы, необходимые для безопасного ведения работ, систему сбора жидкости 7 с соответствующей обвязкой устьевого оборудования и систему подачи газа 8. The equipment includes a pipe string 1, in which a swab 2 and a load 3 are placed, connected by a traction element 4 with a winch 5 having a swab descent depth indicator (not shown), wellhead equipment 6 containing an oil seal, lubricator, preventer and other elements necessary for safe work, the fluid collection system 7 with the corresponding strapping of the wellhead equipment and the gas supply system 8.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Сваб 2 с грузом 3, закрепленные на тяговом элементе 4, помещают в колонну труб 1 при отсеченной системе сбора жидкости 7 и с помощью лебедки 5 начинают их спуск. С началом спуска сваба в скважину в полости труб над свабом системой подачи газа 8 создается избыточное давление нейтрального газа. Это позволяет производить поджатие уплотнительного элемента сальника к поверхности тягового элемента без усилия, что максимально снизит силы сопротивления в сальнике, препятствующие движению тягового элемента и спуску сваба, и исключить вероятность попадания воздуха в скважину через возможные неплотности в том же сальнике при использовании в качестве тягового элемента, например, стального каната, имеющего сложную, трудноуплотняемую форму поверхности. Кроме того, действием избыточного давления газа на сваб создается дополнительное усилие, направленное вниз и способствующее спуску сваба. Глубина спуска сваба в скважину контролируется по соответствующему указателю, имеющемуся на лебедке. Swab 2 with cargo 3, mounted on the traction element 4, is placed in the pipe string 1 with the cut-off fluid collection system 7 and with the help of the winch 5, they begin their descent. With the beginning of the descent of the swab into the well in the pipe cavity above the swab, the gas supply system 8 creates an excess pressure of neutral gas. This allows pressing the sealing element of the gland to the surface of the traction element without effort, which will maximally reduce the resistance forces in the gland that impede the movement of the traction element and lowering the swab, and eliminate the likelihood of air entering the well through possible leaks in the same seal when used as a traction element , for example, a steel rope having a complex, difficult to seal surface shape. In addition, the action of excessive gas pressure on the swab creates an additional force directed downward and contributing to the descent of the swab. The depth of descent of the swab into the well is controlled by the corresponding indicator on the winch.

Спуск сваба до уровня жидкости ведут со скоростью, превышающей возможную скорость движения сваба в жидкости, зависящую от действия силы гидродинамического трения и ограниченную этими силами. Поэтому при входе сваба в жидкость его скорость уменьшится, что на устье отразится колебанием и прослаблением тягового элемента, позволит с помощью указателя глубину определить уровень жидкости в скважине и опустить сваб под уровень жидкости на требуемую глубину. The swab is lowered to the liquid level at a speed exceeding the possible swab speed in the fluid, depending on the action of the hydrodynamic friction force and limited by these forces. Therefore, when the swab enters the fluid, its speed will decrease, which will be reflected in the mouth by the oscillation and weakening of the traction element, it will allow using the pointer to determine the depth of the fluid level in the well and lower the swab under the fluid level to the required depth.

С началом подъема сваба система подачи газа отключается, поднимаемая жидкость поступает в систему сбора жидкости. При этом уплотнительный элемент сальника поджимают к поверхности тягового элемента с усилием, предотвращающим утечки жидкости через сальник. With the start of the swab lift, the gas supply system is turned off, the liquid being raised enters the fluid collection system. In this case, the sealing element of the gland is pressed against the surface of the traction element with a force that prevents leakage of fluid through the gland.

По окончании подъема сваба система сбора жидкости отсекается, производится спуск сваба в скважину. При этом все описанные выше операции повторяют в той же последовательности. В завершении работ сваб с грузом извлекаются из колонны труб, устьевое оборудование демонтируется. At the end of the swab lift, the fluid collection system is cut off, the swab is lowered into the well. Moreover, all the above operations are repeated in the same sequence. At the end of the work, the swabs with the cargo are removed from the pipe string, the wellhead equipment is dismantled.

Эффективность внедрения способа свабирования скважины заключается в следующем. The effectiveness of the implementation of the method of swabbing the well is as follows.

- Обеспечение хода сваба вниз осуществляется грузом меньшего веса, что уменьшает материалоемкость способа. - Ensuring the swab down is carried by a load of less weight, which reduces the material consumption of the method.

- Повышается скорость спуска сваба, что увеличивает производительность свабирования. - The swab descent speed is increased, which increases the swab performance.

- Избыточное давление нейтрального газа, создаваемое в полости труб над свабом при его спуске, исключает вероятность попадания воздуха в скважину через возможные неплотности в устьевом оборудовании, предотвращает возможность образования взрывоопасных смесей в скважине, что повышает безопасность способа. - Excessive pressure of neutral gas created in the cavity of the pipes above the swab during its descent eliminates the likelihood of air entering the well through possible leaks in the wellhead equipment, prevents the formation of explosive mixtures in the well, which increases the safety of the method.

Claims

A method of swabbing a well, including periodically lowering a swab into a well on a traction element sealed at the wellhead, immersing it under a fluid level, raising a swab with a liquid column above it with a fluid outlet into the collection system and continuously monitoring the depth of immersion of a swab in a fluid, based on the length difference traction element, lowered into the well, and the liquid level in it, characterized in that with the start of the descent of the swab into the well in the pipe cavity above the swab create an excess pressure of neutral gas, the value of which second support before lifting swab, and the level of liquid in the well is judged by the vibration and weakening of the tension of the traction element swab at the moment of entry into the liquid.