RU2151863C1

RU2151863C1 - Oil well development method

Info

Publication number: RU2151863C1
Application number: RU99125066/03A
Authority: RU
Inventors: В.И. Лыков; Р.К. Хамидуллин; хметов Ш.К. Ша; Ш.К. Шаяхметов; Р.С. Хисамов; И.Ф. Шарапов; В.С. Токарев
Original assignee: Лыков Владимир Иванович; Хамидуллин Рафаил Кутбутдинович; Шаяхметов Шамиль Кашфуллинович; Хисамов Раис Салихович; Шарапов Ильгизар Фатхиевич; Токарев Виктор Семенович
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: when developing recently drilled well, bottom zone of well is simultaneously affected by chemically active fluid and hydraulic pulses. For that, interval of productive formation in well is filled with solution for treatment of bottom zone. Hole clearance of well is cut off and vacuum-pulse action is conducted at reduced intensity, while simultaneously pumping off reaction products. In pauses between vacuum-pulse action series, well bottom is subjected to jet action. The two action are made by means of step piston connected with bar string. Vacuum-pulse action is performed during upward motion of bar string and step piston, and jet action during downward motion. EFFECT: enhanced well development efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при освоении нефтяной скважины, вышедшей из бурения при одновременной обработке призабойной зоны пласта воздействием химически активной жидкостью и гидродинамическими импульсами. The invention relates to the oil industry and may find application in the development of an oil well that has left drilling while simultaneously treating the bottom-hole zone of the formation by exposure to a chemically active fluid and hydrodynamic pulses.

Известен способ освоения нефтяной скважины, совмещенной с обработкой продуктивного пласта с использованием струйного насоса и разобщителя затрубного пространства (1). A known method of developing an oil well, combined with the processing of a reservoir using a jet pump and a disconnector annulus (1).

Недостатком указанного способа является низкая эффективность вызова притока пластовой нефти, поскольку этим способом не предусмотрено создание глубокой депрессии на пласт или воздействие на пласт другими видами гидродинамических импульсов. The disadvantage of this method is the low efficiency of the call inflow of reservoir oil, since this method does not provide for the creation of a deep depression on the reservoir or the impact on the reservoir of other types of hydrodynamic pulses.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки призабойной зоны нефтедобывающей скважины, включающий заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины, технологическую выдержку, вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции и повторение операций (2). Closest to the invention, the technical essence is a method for processing a bottom-hole zone of an oil producing well, comprising filling the interval of a productive formation of a well with a solution for treating a bottom-hole zone of a well, technological shutter speed, vacuum-pulsed exposure while pumping out the reaction products and repeating operations (2).

Недостатком известного способа является то, что создаваемые импульсы обладают малой эффективностью в части воздействия на пласт глубокой депрессией, недостаточно эффективно обеспечивает вынос из пласта загрязнений и промывку призабойной зоны пласта. Отсюда и неоправданно продолжителен процесс освоения скважины, особенно если призабойная зона пласта сильно загрязнена в процессе первичного вскрытия продуктивного пласта бурением на глинистом растворе, технологическими жидкостями, а также цементным раствором в процессе крепления скважины, а пластовая энергия недостаточна, чтобы выдавить их из пласта в процессе подсоса скважинной жидкости струйным насосом. The disadvantage of this method is that the generated pulses have low efficiency in terms of exposure to the formation of deep depression, is not effective enough to ensure removal from the formation of contaminants and washing the bottom-hole zone of the formation. Hence, the well development process is unreasonably long, especially if the bottom-hole zone of the formation is heavily contaminated during the initial opening of the productive formation by drilling on clay mud, process fluids, and also cement mortar during the fastening of the well, and the formation energy is insufficient to squeeze them out of the formation during suction of well fluid with a jet pump.

В изобретении решается задача повышения эффективности освоения добывающей скважины. The invention solves the problem of increasing the efficiency of development of a producing well.

Задача решается тем, что в способе освоения нефтяной скважины, включающем заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины, вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции и повторение операций, согласно изобретению, после заполнения интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины разобщают затрубное пространство скважины, при вакуумно-импульсном воздействии ограничивают интенсивность воздействия, а в промежутках между актами вакуумно-импульсного воздействия выполняют струйное воздействие на забое скважины. The problem is solved in that in a method for developing an oil well, comprising filling the interval of a productive formation of a well with a solution for treating a bottom-hole zone of a well, vacuum-pulsed exposure while pumping out reaction products and repeating the operations according to the invention after filling an interval of a productive formation of a well with a solution for treating a bottom-hole the well zones divide the annular space of the well, with a vacuum-pulse action limit the intensity of the impact, and in between between the acts of vacuum-pulse action perform a jet action on the bottom of the well.

Признаками изобретения являются:
1. Заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины;
2. Вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции;
3. Повторение операций;
4. Разобщение затрубного пространства скважины;
5. Ограничение интенсивности воздействия при вакуумно-импульсном воздействии;
6. После вакуумно-импульсного воздействия выполнение струйного воздействия на забое скважины.The features of the invention are:
1. Filling the interval of the productive formation of the well with a solution for processing the bottom-hole zone of the well;
2. Vacuum-pulse action with simultaneous pumping of reaction products;
3. Repeat operations;
4. Dissociation of the annulus of the well;
5. Limiting the intensity of exposure to vacuum-pulse exposure;
6. After the vacuum-pulse impact, the implementation of the jet action on the bottom of the well.

Признаки 1 - 3 являются общими с прототипом, признаки 4 - 6 являются существенными отличительными признаками изобретения. Signs 1 to 3 are common with the prototype, signs 4 to 6 are essential distinguishing features of the invention.

Сущность изобретения
Освоение нефтедобывающих скважин часто сопровождается неполной очисткой призабойной зоны от загрязнений или длительностью процесса очистки. В предложенном способе решается задача повышения эффективности освоения скважин.SUMMARY OF THE INVENTION
The development of oil wells is often accompanied by incomplete cleaning of the bottomhole zone from contamination or the duration of the cleaning process. The proposed method solves the problem of increasing the efficiency of well development.

Для освоения скважины по предложенному способу может быть использовано устройство, представленное на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 изображен общий вид насосного оборудования, спущенного в скважину, у которого связанный со штангой плунжер находится в крайнем верхнем положении, в частичном разрезе. На фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, когда ступенчатый плунжер находится в крайнем нижнем положении, в частичном разрезе. To develop wells according to the proposed method, the device shown in FIG. 1 and FIG. 2. In FIG. 1 shows a General view of the pumping equipment lowered into the well, in which the plunger associated with the rod is in its highest position, in partial section. In FIG. 2 is the same as in FIG. 1, when the stepped plunger is in its lowest position, in partial section.

Насосное оборудование для осуществления способа содержит двухступенчатый цилиндр со ступенями 1 и 2 с большим и меньшим диаметром соответственно, с всасывающим клапаном 3 в нижней части ступени 2 с меньшим диаметром. Внутри двухступенчатого цилиндра размещен с возможностью возвратно-поступательного движения двухступенчатый полый плунжер со ступенями 4 и 5 с большим и меньшим диаметром соответственно ступеням 1 и 2 двухступенчатого цилиндра. Ступень 5 двухступенчатого плунжера с меньшим диаметром снабжена нагнетательным клапаном 6, размещенным в его нижней части. Между стенкой двухступенчатого цилиндра ступени 1 в его нижней части и стенкой двухступенчатого плунжера ступени 5 с меньшим диаметром выполнена камера 7, сообщенная с наружным пространством через сеть радиальных каналов 8 двухступенчатого цилиндра ступени 1. В ступени 2 двухступенчатого цилиндра в его верхней части выполнены окна 9, через которые его полость 10 сообщена с наружным пространством. Центральный канал 11 всасывающего клапана 3 выполнен штуцируемым, чтобы при всасывании ограничить поступление скважинной жидкости и частично заполнить полость 10 двухступенчатого цилиндра меньшей ступени под двухступенчатым плунжером 5, например на 1/3 или 2/3 ее объема для снижения динамической нагрузки на штанги 12, подвеску и станок-качалку при наступлении разряжения в указанной полости ступени 2 двухступенчатого цилиндра (подвеска и станок-качалка на фиг. не изображены). Описанное насосное оборудование размещают на колонне насосно-компрессорных труб 13 в интервале расположения фильтра 14 обсадной колонны 15 скважины вместе с разобщителем 16 (пакерующим устройством) затрубного пространства. Pumping equipment for implementing the method comprises a two-stage cylinder with stages 1 and 2 with a larger and smaller diameter, respectively, with a suction valve 3 in the lower part of stage 2 with a smaller diameter. Inside the two-stage cylinder, a two-stage hollow plunger with steps 4 and 5 with a larger and smaller diameter, respectively, steps 1 and 2 of the two-stage cylinder, is arranged with reciprocating motion. Stage 5 of a two-stage plunger with a smaller diameter is equipped with a discharge valve 6 located in its lower part. Between the wall of the two-stage cylinder of stage 1 in its lower part and the wall of the two-stage plunger of stage 5 with a smaller diameter, a chamber 7 is connected with the outer space through the network of radial channels 8 of the two-stage cylinder of stage 1. In stage 2 of the two-stage cylinder, windows 9 are made in its upper part, through which its cavity 10 is communicated with the outer space. The central channel 11 of the suction valve 3 is made pluggable so as to limit the flow of well fluid during suction and partially fill the cavity 10 of a two-stage cylinder of a lower stage under a two-stage plunger 5, for example, by 1/3 or 2/3 of its volume to reduce the dynamic load on the rods 12, the suspension and a rocking machine when a vacuum occurs in the specified cavity of stage 2 of a two-stage cylinder (the suspension and the rocking machine are not shown in FIG.). The described pumping equipment is placed on the tubing string 13 in the range of the filter 14 of the casing 15 of the well, together with the uncoupling 16 (packing device) of the annulus.

Спосб осуществляют в следующей последовательности. Spos is carried out in the following sequence.

Описанное выше насосное оборудование спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 13 в интервал расположения фильтра 14 обсадной колонны 15 вместе с разобщителем 16 (пакерующим устройством) затрубного пространства. Затем по затрубному пространству закачивают рабочий агент в интервал продуктивного пласта 17. Рабочий агент выбирают в зависимости от характера и степени загрязненности призабойной зоны пласта, в качестве которых могут быть ингибированная соляная кислота, дизтопливо, керосин или растворы поверхностно-активных веществ и др. Далее затрубное пространство разобщают с помощью разобщителя 16. В качестве разобщителя могут быть использованы пакера типа ПВМ, ПРГМ и др., серийно выпускаемые отечественной промышленностью. Затем на колонне штанг 12 спускают двухступенчатый плунжер и размещают его в цилиндре насосного оборудования, как это изображено на фиг. 2, и после его отладки станок-качалку запускают в работу с числом качаний 5-6 в мин. The pumping equipment described above is lowered into the borehole on the tubing string 13 in the interval between the casing string filter 14 and the annulus disconnector 16 (packer). Then, the working agent is pumped through the annulus into the interval of the productive formation 17. The working agent is selected depending on the nature and degree of contamination of the bottomhole formation zone, which may be inhibited hydrochloric acid, diesel fuel, kerosene or surfactant solutions, etc. Further, the annular the space is divided using a disconnector 16. As a disconnector, packers of the type FDA, PRGM, etc., commercially available by the domestic industry, can be used. Then, on the rod string 12, a two-stage plunger is lowered and placed in the cylinder of the pumping equipment, as shown in FIG. 2, and after debugging it, the rocking machine is put into operation with a number of swings of 5-6 per min.

При ходе колонны штанг 12 и связанного с ней ступенчатого плунжера вниз (фиг. 2) нагнетательный клапан 6 в плунжере ступени 5 открывается. При этом всасывающий клапан 3 закрывается, окна 9 цилиндра 2 перекрываются плунжером 5 и жидкость скважины вместе с рабочим агентом набирается в пространство над плунжером 4 большей ступени. По мере опускания плунжера вниз попавшая в камеру скважинная жидкость через сеть каналов 8 с большой скоростью выдавливается и попадает в пристенную зону фильтра 14 обсадной колонны 15, ударяясь с напором, разрушает прилипшую к нему грязь, омывает и удаляет ее, т.е. происходит очистка фильтра. Открывается доступ рабочему агенту к призабойной зоне пласта и создаются благоприятные условия для последующей обработки. During the course of the column of rods 12 and the associated stepped plunger down (Fig. 2), the discharge valve 6 in the plunger of the stage 5 opens. At the same time, the suction valve 3 is closed, the windows 9 of the cylinder 2 are closed by the plunger 5 and the well fluid together with the working agent is drawn into the space above the plunger 4 of the larger stage. As the plunger is lowered down, the well fluid that has got into the chamber through the network of channels 8 is squeezed out at a high speed and enters the near-wall zone of the casing string filter 14, striking with pressure, destroys the dirt adhering to it, washes and removes it, i.e. the filter is being cleaned. Access for the working agent to the bottomhole formation zone is opened and favorable conditions are created for subsequent processing.

При ходе колонны штанг 12 и связанного с ней двухступенчатого плунжера вверх нагнетательный клапан 6 закрывается (см. фиг. 1), а всасывающий клапан 3 открывается. При этом одновременно происходит заполнение скважинной жидкостью камеры 7 и полости 10 двухступенчатого цилиндра ступени 2. К моменту открытия окон 9 двухступенчатым плунжером происходит максимальное разряжение под двухступенчатым плунжером ступени 5 с меньшим диаметром. К этому времени полость 10 ступени 2 двухступенчатого цилиндра заполняется скважинной жидкостью в пределах 1/3-2/3 ее объема из-за штуцирования центрального канала 11 клапана 3. При открытии окон 9 скважинная жидкость мгновенно заполняет полость 10 под двухступенчатым плунжером, происходит импульсное разряжение в призабойной зоне, т. е. создается глубокая депрессия на пласт с выносом из пласта загрязнений. Таким образом осуществляется дополнительное более эффективное воздействие на пласт. Величина гидродинамического импульса, оказываемого на пласт, зависит от размера полости 10 в двухступенчатом цилиндре. Чем больше полость 10 под двухступенчатым плунжером, тем эффект депрессии на пласт сильнее. Однако большую полость 10 образовывать нецелесообразно из-за возможности возникновения аварий вследствие больших динамических нагрузок на колонну штанг 12, подвеску и станок-качалку. Таким образом создают в интервале продуктивного пласта периодические знакопеременные гидродинамические импульсы в такт работы двухступенчатого плунжера насосного оборудования с образованием глубокой депрессии на пласт, что очень важно для повышения эффективности очистки призабойной зоны пласта и вызова притока из пласта. During the course of the column of rods 12 and the associated two-stage plunger upward, the discharge valve 6 closes (see Fig. 1), and the suction valve 3 opens. In this case, at the same time, the chamber 7 and the cavity 10 of the two-stage cylinder of stage 2 are filled with borehole fluid. By the time the windows 9 are opened with a two-stage plunger, the maximum discharge under the two-stage plunger of stage 5 with a smaller diameter occurs. By this time, the cavity 10 of the stage 2 of the two-stage cylinder is filled with the borehole fluid within 1 / 3-2 / 3 of its volume due to the fitting of the central channel 11 of the valve 3. When the windows 9 are opened, the borehole fluid instantly fills the cavity 10 under the two-stage plunger, pulse discharge occurs in the bottom-hole zone, i.e., a deep depression is created on the formation with the removal of contaminants from the formation. Thus, an additional, more effective impact on the formation is achieved. The magnitude of the hydrodynamic impulse exerted on the reservoir depends on the size of the cavity 10 in the two-stage cylinder. The larger the cavity 10 under the two-stage plunger, the stronger the effect of depression on the formation. However, it is impractical to form a large cavity 10 because of the possibility of accidents due to high dynamic loads on the rod string 12, the suspension and the rocking machine. Thus, periodic alternating hydrodynamic pulses are created in the interval of the productive formation during the operation of a two-stage plunger of pumping equipment with the formation of a deep depression on the formation, which is very important for increasing the efficiency of cleaning the bottom-hole zone of the formation and causing inflow from the formation.

Расчет энергии одного импульса депрессии на пласт производят по изотермическому закону:
E_депр = P • W,
где P - забойное давление, МПа:
W - объем вакуумной полости, м³;
W = πR²L,
π - постоянная величина, равная 3,14;
R - радиус цилиндра ступени 2, м;
L - длина хода двухступенчатого плунжера от нижнего положения до окна 9, м.The calculation of the energy of one pulse of depression per layer is carried out according to the isothermal law:
E _Depr = P • W,
where P is the bottomhole pressure, MPa:
W is the volume of the vacuum cavity, m ³ ;
W = πR ² L,
π is a constant value equal to 3.14;
R is the radius of the cylinder stage 2, m;
L is the stroke length of the two-stage plunger from the lower position to the window 9, m

Как показали предварительные испытания способа в промысловых условиях, освоение скважины достигается даже через 3-4 суток в зависимости от загрязненности призабойной зоны пласта при 5-6 ходах плунжера в минуту. As preliminary tests of the method in field conditions showed, well development is achieved even after 3-4 days, depending on the contamination of the bottom-hole formation zone at 5-6 plunger strokes per minute.

После устойчивого поступления продукции пласта в скважину насосное оборудование поднимают на поверхность и в скважину спускают традиционный насос для дальнейшей ее эксплуатации в обычном режиме. After a steady flow of formation products into the well, pumping equipment is raised to the surface and a traditional pump is lowered into the well for its further operation in normal mode.

Пример конкретного выполнения
Осваивают нефтяную скважину глубиной 1200 м. Заполняют интервал продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины - 12%-ным водным раствором соляной кислоты. Разобщают затрубное пространство скважины постановкой пакера 16 типа ПВМ выше фильтра 14. Выполняют вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции с повторением операций. При вакуумно-импульсном воздействии ограничивают интенсивность воздействия. Для этого центральный канал 11 всасывающего клапана 3 выполняют штуцируемым, чтобы при всасывании ограничить поступление скважинной жидкости и частично заполнить полость 10 двухступенчатого цилиндра меньшей ступени под двухступенчатым плунжером 5 на 1/3. В промежутках между актами вакуумно-импульсного воздействия выполняют струйное воздействие на забое скважины.Concrete example
They develop an oil well with a depth of 1200 m. The interval of the productive formation of the well is filled with a solution for treating the bottom-hole zone of the well with a 12% aqueous hydrochloric acid solution. Divide the annular space of the well by setting the packer 16 of the FDA type above the filter 14. Perform a vacuum-pulse action with simultaneous pumping of the reaction products with repetition of operations. With vacuum-pulse exposure limit the intensity of exposure. To do this, the central channel 11 of the suction valve 3 is made pluggable so as to limit the intake of well fluid during suction and partially fill the cavity 10 of a two-stage cylinder of a lower stage under a two-stage plunger 5 by 1/3. In the intervals between the acts of vacuum-pulse action perform a jet action on the bottom of the well.

Использование предлагаемого способа приводит к ускорению освоения скважины примерно в 8-10 раз в зависимости от степени загрязненности призабойной зоны пласта, что в конечном итоге дает возможность сократить затраты энергии и материалов, времени задалживания техники, трудовых ресурсов. Using the proposed method leads to the acceleration of well development by about 8-10 times, depending on the degree of contamination of the bottom-hole formation zone, which ultimately makes it possible to reduce the cost of energy and materials, time borrowed equipment, labor.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1121404, кл. E 21 B 43/18, опубл. 1984 г.Sources of information:
1. Copyright certificate of the USSR N 1121404, cl. E 21 B 43/18, publ. 1984 year

2. Патент РФ N 2029078, кл. E 21 B 43/25, опублик. 1995 - прототип. 2. RF patent N 2029078, cl. E 21 B 43/25, published. 1995 - prototype.

Claims

A method of developing an oil well, including filling an interval of a productive formation of a well with a solution for treating a bottom-hole zone of a well, vacuum-pulse exposure while pumping out reaction products and repeating operations, characterized in that after filling an interval of a productive formation of a well with a solution for treating a bottom-hole zone of a well, the annulus is divided wells, in the intervals between acts of vacuum-pulse action perform jet action on the bottom of the well, which th step is carried out the plunger connected with the rod string, wherein the vacuum impulse action is performed when the column during the step of the plunger rod and upwardly limited exposure intensity and exposure is carried out at the jet during the rod string and plunger stepped down.