RU2143600C1

RU2143600C1 - Operation well jet plant and pump-elector pulse well plant for realization of method

Info

Publication number: RU2143600C1
Application number: RU98122733A
Authority: RU
Inventors: Зиновий Дмитриевич Хоминец; Ярослав Васильевич Шановский
Original assignee: Зиновий Дмитриевич Хоминец; Ярослав Васильевич Шановский
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 1999-12-27

Abstract

FIELD: jet technology. SUBSTANCE: hydraulic pulse device of jet plant is manufactured in the form of jet-type pumps whose nozzles are at same time throwing nozzles of hydraulic pulse device and their conduits supplying passive medium communicate with space of well beneath hydraulic pump device. The latter has central flow conduit where non-return valve is mounted for removal by flow of fluid. Chemically active medium is pumped into well through central flow conduit made in hydraulic pulse device before supply of active medium into hydraulic pulse device, non-return valve is thrown into string of pipes and used to shut off flow conduit. Chemically active medium is pumped out of well during treatment of zone under packer with active medium under hydraulic pulse cavitation mode. EFFECT: enhanced productivity thanks to increased efficiency of treatment of zone of formation near well. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к скважинным установкам для добычи нефти. The invention relates to the field of inkjet technology, mainly to downhole installations for oil production.

Известен способ работы скважинной струйной установки, включающий подачу по колонне насосно-компрессорных труб активной жидкой среды в сопло струйного аппарата, откачку струйным аппаратом из пластовой зоны пассивной среды и подачу смеси сред из скважины на поверхность (см., SU, авторское свидетельство, 1100436, кл. F 04 F 5/02, опубл. 30.06.84). A known method of operating a downhole jet installation, comprising supplying an active liquid medium to a nozzle of a jet apparatus through a tubing string, pumping out a passive medium from a formation zone of a passive apparatus and supplying a mixture of media from the well to the surface (see, SU, copyright certificate, 1100436, CL F 04 F 5/02, publ. 30.06.84).

Из этого же авторского свидетельства известна насосно-эжекторная скважинная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб, и установленный на колонне насосно- компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и каналами подвода активной жидкой и пассивной сред. From the same copyright certificate, a wellhead pumping unit containing a tubing string and a jet apparatus mounted on a tubing string with an active nozzle, a mixing chamber, a diffuser and channels for supplying active liquid and passive media is known.

Однако в данной установке, работающей по указанному выше способу, недостаточно эффективно используется энергия жидкой активной среды для воздействия на продуктивный пласт в прискважинной зоне, что снижает эффективность работы установки. However, in this installation, operating according to the above method, the energy of the liquid active medium is not used effectively to affect the reservoir in the near-wellbore zone, which reduces the efficiency of the installation.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной установки, включающий подачу по колонне насосно- компрессорных труб активной среды в гидроимпульсное устройство, обработку активной средой в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с отводом части среды из скважины на поверхность, установку после окончания обработки прискважинной зоны пакера в скважине с последующей установкой в колонне насосно- компрессорных труб депрессионной вставки и подачей активной среды в активное сопло струйного аппарата и за счет этого откачкой из подпакерной зоны жидкой среды вместе с полученными в результате гидроимпульсной обработки кольматирующими частицами (см. RU, патент, 2107842, кл. F 04 F 5/54, опубл. 27.03.98). The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of operating a downhole jet installation, comprising supplying an active medium through a tubing string of an active medium to a hydraulic impulse device, processing the active medium in a hydraulic impulse cavitation mode of a near-bore sub-packer zone with the removal of a part of the medium from the well to the surface, installation after completion of processing the borehole zone of the packer in the well, followed by installation in the tubing string of the depression in and the supply of the active medium into the active nozzle of the inkjet apparatus and, as a result, pumping out liquid particles from the sub-packer zone together with the clogging particles obtained as a result of hydro-pulse treatment (see RU, patent, 2107842, class F 04 F 5/54, publ. 27.03 .98).

Из этого же патента известна наиболее близкая к изобретению насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая пакер, блокирующую вставку с установленным в ней центральным обратным клапаном, колонну насосно-компрессорных труб, установленные на колонне насосно-компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и каналами подвода активной жидкой и пассивной сред и установленное на колонне труб ниже пакера гидроимпульсное устройство, при этом блокирующая вставка установлена с возможностью замены на депрессионную вставку, а активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем в последней, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб. From the same patent the closest to the invention is known pump-ejector pulse well installation containing a packer, a blocking insert with a central check valve installed in it, a string of tubing installed on the string of tubing, an jet apparatus with an active nozzle, a mixing chamber , a diffuser and channels for supplying active liquid and passive media and a water-pulse device mounted on the pipe string below the packer, while the blocking insert is installed with the possibility of amenas on the depression insert, and the active nozzle from the entrance to it is blocked by a blocking insert and is open for supplying the active medium when installing the depression insert, and in the latter, when it is installed, the cross section of the pipe string is blocked.

Однако данные, указанные выше установка и способ ее работы не позволяют проводить обработку пластов химически активными веществами (кислотами, щелочами, растворителями и т.п.). Это связано с тем, что прокачка агрессивных веществ через гидроимпульсное устройство, обладающее высоким гидравлическим сопротивлением неизбежно приведет либо к его разрушению, либо к повреждению лифтовых труб. Вместе с тем, обработка призабойной зоны пластов химически активными веществами является одним из наиболее эффективных методов интенсификации притока из скважин. However, the data indicated above, the installation and the method of its operation do not allow the treatment of formations with chemically active substances (acids, alkalis, solvents, etc.). This is due to the fact that pumping aggressive substances through a hydraulic pulse device having high hydraulic resistance will inevitably lead to its destruction or damage to the elevator pipes. At the same time, treatment of the bottom-hole formation zone with chemically active substances is one of the most effective methods of stimulating inflow from wells.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение производительности путем повышения эффективности обработки прискважинной зоны пласта за счет обеспечения возможности введения в струю на выходе из гидроимпульсного устройства химически активных веществ. The problem to which the present invention is directed, is to increase productivity by increasing the efficiency of processing the borehole zone of the formation by providing the possibility of introducing into the stream at the outlet of the hydro-pulse device chemically active substances.

В части способа, как объекта изобретения поставленная задача решается за счет того, что в способе работы скважинной струйной установки, включающем подачу по колонне насосно-компрессорных труб активной среды в гидроимпульсное устройство, обработку активной средой в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с отводом части среды из скважины на поверхность, установку после окончания обработки прискважинной зоны пакера в скважине с последующей установкой в колонне насосно-компрессорных труб депрессионной вставки и подачей активной среды в активное сопло струйного аппарата и за счет этого откачкой из подпакерной зоны жидкой среды вместе с полученными в результате гидроимпульсной обработки кольматирующими частицами, причем перед подачей активной среды в гидроимпульсное устройство в скважину закачивают через выполненный в гидроимпульсном устройстве центральный проходной канал химически активную среду, сбрасывают в колонну насосно-компрессорных труб обратный клапан и перекрывают им центральный проходной канал, а во время обработки в гидроимпульсном кавитационном режиме прискважинной подпакерной зоны с помощью активной среды производят откачку из скважины закаченной в нее перед этим химически активной среды и обработку пласта производят смесью активной и химически активной сред. In terms of the method, as an object of the invention, the problem is solved due to the fact that in the method of operation of a well jet device, which includes supplying an active medium to a hydraulic pulse device through a tubing string, processing the active medium in a hydraulic pulse cavitation mode of a borehole sub-packer zone with the removal of a part of the medium from the well to the surface, installation after the end of processing the borehole zone of the packer in the well, followed by installation in the tubing string of the depressant by injecting and supplying the active medium into the active nozzle of the inkjet apparatus and, as a result, pumping out liquid particles from the sub-packer zone together with the clogging particles obtained as a result of the hydroimpulse treatment, and before the active medium is fed into the hydroimpulse device, the central passage channel is chemically pumped into the borehole active medium, the check valve is discharged into the tubing string and the central passage channel is blocked by it, and during processing mpulsnom cavitation regime well bore packer zone via the active medium is pumped out of the hole injected into it before it is chemically active medium formation and handling produce a mixture of active and chemically active environments.

В части устройства, как объекта изобретения, поставленная задача решается за счет того, что насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая пакер, блокирующую вставку с установленным в ней центральным обратным клапаном, колонну насосно-компрессорных труб, установленный на колонне насосно-компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и каналами подвода активной жидкой и пассивной сред и установленное на колонне труб ниже пакера гидроимпульсное устройство, при этом блокирующая вставка установлена с возможностью замены на депрессионную вставку, а активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем в последней, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб, а гидроимпульсное устройство выполнено в виде струйных насосов, сопла которых одновременно являются выкидными соплами гидроимпульсного устройства, каналы подвода пассивной среды струйных насосов сообщены с пространством скважины ниже гидроимпульсного устройства, и в последнем выполнен центральный проходной канал, в котором размещен с возможностью установки и извлечения потоком жидкости обратный клапан. In the part of the device, as an object of the invention, the problem is solved due to the fact that the pump-ejector pulse well installation containing a packer, a blocking insert with a central check valve installed in it, a tubing string installed on the jet tubing string apparatus with an active nozzle, a mixing chamber, a diffuser and channels for supplying active liquid and passive media and a water-pulse device mounted on a pipe string below the packer, while blocking and it is installed with the possibility of replacing it with a depression insert, and the active nozzle from the entrance to it is blocked by a blocking insert and is open for supplying an active medium when the depression insert is installed, and in the latter, when it is installed, the cross section of the pipe string is blocked, and the hydraulic pulse device is made in in the form of jet pumps, the nozzles of which are simultaneously discharge nozzles of the hydro-pulse device, the channels for supplying the passive medium of the jet pumps are communicated with the well space below the hydro-pulse th device and the last formed the central passageway, which is arranged to install and fluid flow check valve removal.

Как показали проведенные исследования, существенного увеличения производительности скважины можно добиться путем интенсификации обработки прискважинной зоны пласта, что позволяет создать благоприятные условия для притока добываемой жидкой среды, преимущественно нефти. Этого удается добиться путем использования химически активных веществ, в частности, в зависимости от конкретных условий кислот, щелочей и различного рода растворителей. Сочетание гидроимпульсной в кавитационном режиме подачи активной жидкой среды с химической обработкой окружающей устройство породы позволяет разрушить стойкие отложения, создать пористую структуру и удалить кольматирующие частицы из скважины, что в конечном счете обеспечивает устойчивый приток нефти или другой добываемой из скважины среды в зону ее откачки из скважины. Описанная конструкция установки позволяет производить как обработку прискважинной зоны пласта, так и откачку жидкой среды из скважины. При этом не требуется ни подъем колонны труб, ни переустановка какого либо оборудования, что исключает непроизводительный простой скважины. Данные установка и способ ее работы могут быть особенно ценны, когда скважина имеет тенденцию к образованию отложений, препятствующих притоку откачиваемой среды в скважину. В этом случае предоставляется возможность производить периодическую обработку прискважинной зоны пласта и восстанавливать приток без сложной перестройки оборудования с режима добычи в режим обработки прискваженной зоны пласта. As the studies showed, a significant increase in well productivity can be achieved by intensifying the processing of the near-wellbore zone of the formation, which allows creating favorable conditions for the influx of the produced liquid medium, mainly oil. This can be achieved by using chemically active substances, in particular, depending on the specific conditions of acids, alkalis and various kinds of solvents. The combination of hydro-pulse in the cavitation mode of supplying an active liquid medium with chemical treatment of the surrounding rock device allows you to destroy persistent deposits, create a porous structure and remove clogging particles from the well, which ultimately ensures a steady flow of oil or other medium extracted from the well into the zone of its pumping from the well . The described design of the installation allows both the processing of the borehole zone of the formation and the pumping out of the liquid medium from the well. In this case, neither lifting the pipe string nor reinstalling any equipment is required, which eliminates unproductive downtime of the well. These installations and the way they work can be especially valuable when the well has a tendency to form deposits that impede the flow of pumped medium into the well. In this case, it is possible to periodically process the near-wellbore zone of the formation and restore inflow without complicated restructuring of the equipment from the production mode to the processing mode of the near-well zone of the formation.

На фиг. 1 представлена схематически насосно-эжекторная скважинная импульсная установка в период закачки в скважину химически активной среды, на фиг. 2 показана насосно-эжекторная скважинная импульсная установка в период гидроимпульсной обработки скважины и на фиг.3 показана насосно-эжекторная скважинная импульсная установка в период откачки среды из скважины. In FIG. 1 shows schematically a pump-ejector well borehole pulse installation during the period of injection of a chemically active medium into the well, FIG. 2 shows a pump-ejector borehole pulse installation during a hydro-pulse treatment of a well; and FIG. 3 shows a pump-ejector borehole pulse installation during a pumping-out of a medium from a well.

Насосно-эжекторная скважинная импульсная установка, в которой реализуется описываемый способ работы, содержит колонну 1 насосно-компрессорных труб и установленный на колонне 1 насосно-компрессорных труб струйный аппарат с активным соплом 2, камерой 3 смешения, диффузором 4 и каналами 5 и 6 подвода соответственно активной жидкости и пассивной среды, пакер 7, гидроимпульсное устройство 8, установленное на колонне 1 труб ниже пакера 7, блокирующую вставку 9 с центральным обратным клапаном, установленную с возможностью замены на депрессивную вставку 10, а активное сопло 2 со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой 9 и открыто для подвода активной среды при установке депрессивной вставки 10, причем последней, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны 1 труб. Гидроимпульсное устройство 8 выполнено в виде струйных насосов, сопла 11 которых одновременно являются выкидными соплами гидроимпульсного устройства 8, а их каналы 12 подвода пассивной среды сообщены с пространством скважины ниже гидроимпульсного устройства 8 при помощи хвостовика 13, а в гидроимпульсном устройстве выполнен центральный проходной канал 14, в котором размещен с возможностью установки и извлечения потоком жидкости обратный клапан 15. The pump-ejector borehole pulse installation, which implements the described method of operation, comprises a tubing string 1 and a jet apparatus mounted on a tubing string 1 with an active nozzle 2, a mixing chamber 3, a diffuser 4 and supply channels 5 and 6, respectively active liquid and passive medium, packer 7, water-pulse device 8 installed on the pipe string 1 below the packer 7, blocking insert 9 with a central check valve, installed with the possibility of replacement with a depressive stand Patent Application 10 and the active nozzle 2 from its entrance is blocked blocking insert 9 and is open to supply the active medium during the installation depressed insert 10, the latter, during its installation, blocked cross section of the column pipe 1. The water-pulse device 8 is made in the form of jet pumps, the nozzles 11 of which are simultaneously the discharge nozzles of the water-pulse device 8, and their passive medium supply channels 12 are in communication with the well space below the water-pulse device 8 by means of a shank 13, and a central passage channel 14 is made in the water-pulse device in which the check valve 15 is placed with the possibility of installation and extraction by a fluid flow.

Способ работы скважинной струйной установки реализуется следующим образом. The method of operation of a downhole jet installation is implemented as follows.

Сначала (см. фиг.1) по колонне 1 насосно-компрессорных труб в скважину через центральный проходной канал 14 и хвостовик 13 закачивают химически активную (агрессивную) среду. После этого (см. фиг.2) через колонну 1 труб сбрасывают обратный клапан 15 и блокирующую вставку 9. Затем по колонне 1 насосно-компрессорных труб подают под заданным давлением активную жидкую среду (воду, солевой раствор и т.п.). Под рабочим давлением активная среда по колонне 1 труб поступает в гидроимпульсное устройство 8. На этом этапе работы установки блокирующая вставка 9 препятствует поступлению активной среды в канал 5 подвода активной среды и канал 6 подвода пассивной среды. Одновременно с этим под действием давления активной среды закрыт проход активной среды через обратный клапан 15. Пакер 7 не распакован, то есть находится в транспортном состоянии и не препятствует перетеканию среды или сред между подпакерной и надпакерной зонами. В гидроимпульсном устройстве 8 поток активной среды преобразуется в горизонтальный скоростной поток с полостями и кавитационными кавернами, воздействующими на пласт. Схлопывание полостей и каверн в зоне пласта сопровождается звуковыми волнами и сильными гидравлическими ударами с возникновением вибрации, что создает высокую разрушающую силу в пласте и способствует отделению кольматирующих частиц. При выходе из выкидного сопла 11 гидроимпульсной установки струя рабочей жидкости, обладая очень высокой начальной скоростью, создает разрежение, передающееся по каналу 12 в скважину ниже хвостовика 13. Химически активная среда, находящаяся в хвостовике 13 и в скважине, по каналу 12 поступает к выходу сопел 11 струйных насосов гидроимпульсного устройства 8 и, смешиваясь с рабочей жидкостью, подается в зону действия кавитационных процессов, что обеспечивает сочетание максимальной эффективности вибрационной и химической обработки. По окончании обработки пласта производят нагнетание в затрубное пространство колонны 1 труб активной жидкой среды вследствие чего открывается клапан 15 и потоком активной среды блокирующая вставка 9 выносится из колонны 1 труб. Облегчению процесса извлечения вставки 9 помогает то, что она снабжена центральным обратным клапаном, закрывающим проходное сечение вставки 9 при обратной промывке. Вместо нее по колонне 1 труб спускают и устанавливают в установке депрессивную вставку 10, которая перекрывает поперечное пространство колонны 1 труб в зоне между каналами 5 и 6 соответственно подвода активной и пассивной сред. Таким образом, установку переводят в состояние, показанное на фиг. 3. First (see FIG. 1), a chemically active (aggressive) medium is pumped through a tubing string 1 into a well through a central passage 14 and a liner 13. After that (see FIG. 2), a check valve 15 and a blocking insert 9 are dropped through the pipe string 1. Then, an active liquid medium (water, saline, etc.) is supplied through the pipe string 1 under a predetermined pressure. Under operating pressure, the active medium flows through the pipe string 1 into the hydraulic pulse device 8. At this stage of the installation operation, the blocking insert 9 prevents the active medium from entering the active medium supply channel 5 and the passive medium supply channel 6. At the same time, under the influence of the pressure of the active medium, the passage of the active medium through the check valve 15 is closed. Packer 7 is not unpacked, that is, it is in a transport state and does not prevent the flow of medium or media between the sub-packer and over-packer zones. In the hydro-pulse device 8, the active medium flow is converted into a horizontal high-speed flow with cavities and cavitation cavities acting on the formation. The collapse of cavities and caverns in the formation zone is accompanied by sound waves and strong hydraulic shocks with the occurrence of vibration, which creates a high destructive force in the formation and promotes the separation of clogging particles. When leaving the discharge nozzle 11 of the hydro-pulse installation, the jet of the working fluid, having a very high initial speed, creates a vacuum that is transmitted through the channel 12 to the well below the liner 13. The chemically active medium located in the liner 13 and in the well passes through the channel 12 to the nozzle exit 11 jet pumps of a hydro-pulse device 8 and, mixing with the working fluid, is fed into the zone of action of cavitation processes, which provides a combination of the maximum efficiency of vibration and chemical treatment. At the end of the formation, injection into the annulus of the column 1 of pipes of the active liquid medium, as a result of which the valve 15 opens and the flow of the active medium blocking insert 9 is removed from the column 1 of the pipe. To facilitate the extraction of the insert 9 helps that it is equipped with a central check valve that closes the flow area of the insert 9 during backwashing. Instead, the pipe string 1 is lowered and a depressant insert 10 is installed in the installation, which overlaps the transverse space of the pipe string 1 in the zone between channels 5 and 6, respectively, of the supply of active and passive media. Thus, the installation is transferred to the state shown in FIG. 3.

Затем активную жидкую среду по колонне 1 труб и далее через канал 5 подвода активной среды подают в активное сопло 2 струйного аппарата. Активная среда, истекая из сопла 2, увлекает в камеру 3 смешения из подпакерной зоны пассивную среду (смесь жидкости пласта и кольматирующих частиц). Предварительно, перед подачей активной среды в сопло 2, производят установку пакера, то есть разобщают пространство с внешней стороны колонны 1 труб на подпакерную и надпакерную зоны. Из камеры 3 смешения смесь активной и пассивной сред поступает в диффузор 4 и далее, истекает в надпакерную зону затрубного пространства и выносится на поверхность. При необходимости цикл обработки скважины может быть повторен. Then the active liquid medium through the pipe string 1 and then through the channel 5 for supplying the active medium is fed into the active nozzle 2 of the jet apparatus. The active medium, flowing out of the nozzle 2, entrains a passive medium (a mixture of the formation fluid and the clogging particles) into the mixing chamber 3 from the sub-packer zone. Previously, before the active medium is fed into the nozzle 2, the packer is installed, that is, the space is separated from the outside of the pipe string 1 into the sub-packer and packer zones. From the mixing chamber 3, the mixture of active and passive media enters the diffuser 4 and then flows out into the annular zone above the packer and is brought to the surface. If necessary, the well treatment cycle can be repeated.

Claims

1. The method of operation of a downhole jet installation, which includes supplying an active medium through a tubing string to a hydraulic pulse device, processing the active medium in a hydraulic pulse cavitation mode of a near-bore sub-packer zone with the removal of a part of the medium from the well to the surface, and installation after completion of processing of the near-well packer zone in the well with the subsequent installation of a depressant insert in the tubing string and the supply of the active medium to the active nozzle of the jet apparatus, and due to this, pumping out from the sub-packer zone of the liquid medium together with co-particles, obtained as a result of the hydro-pulse treatment, characterized in that before the active medium is supplied to the hydro-pulse device, the chemically active medium is pumped into the well through the central passage channel made in the hydro-pulse device, and a check valve is discharged into the tubing string and block the central passage channel with them, and during processing in the hydro-pulse cavitation mode of the downhole sub-packer zone with of the active medium, pumping out of the chemically active medium pumped into it before the well is carried out and the formation is treated with a mixture of active and chemically active media.

2. A pump-ejector pulse well installation comprising a packer, a blocking insert with a central check valve installed therein, a tubing string, an ink jet apparatus installed on a tubing string with an active nozzle, a mixing chamber, a diffuser and active liquid supply channels and passive media and a water-pulse device installed on the pipe string below the packer, while the blocking insert is installed with the possibility of replacement with a depression insert, and the active nozzle is on the sides the entrance to it is blocked by a blocking insert and open for supplying an active medium when installing a depression insert, and in the latter, when it is installed, the cross section of the pipe string is blocked, characterized in that the water-pulse device is made in the form of jet pumps, the nozzles of which are simultaneously discharge nozzles of a water-pulse devices, and their channels for supplying a passive medium are communicated with the space of the well below the hydro-pulse device, and in the latter, a central passage channel is made in which ene to be mounted and liquid flow check valve removal.