RU2213859C2

RU2213859C2 - Device for stimulation and cleaning of bottomhole formation zone

Info

Publication number: RU2213859C2
Application number: RU2001115871/03A
Authority: RU
Inventors: Т.К. Апасов; ров Р.К. Уши; Р.К. Ушияров; О.В. Шкуров; О.А. Гуркин; С.Т. Полищук
Original assignee: Апасов Тимергалей Кабирович; Шкуров Олег Викторович; Гуркин Олег Алексеевич
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2003-10-10

Abstract

FIELD: treatment and cleaning of bottomhole formation zone; applicable in construction and operation of wells. SUBSTANCE: device has successively installed and interconnected by pipes; shank, check valve, implosion device in form of cylinder with hollow plunger having holes in side walls, and tubing connected with hollow plunger and communicated with plunger cavity. Device is provided with hydraulic decolmatator of slide-valve type installed between check valve and implosion device. Hollow plunger is made with check valve designed for communication of plunger cavity with under-plunger cavity during supply of fluid to tubing. EFFECT: higher productivity, increased permeability of bottomhole zone, improved quality of fluid filtration at considerable distance from perforation interval. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам обработки, очистки призабойной зоны скважины, и может быть использовано при строительстве и эксплуатации нефтяных, нагнетательных, водозаборных, разведочных скважин. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to methods for processing, cleaning the bottom-hole zone of a well, and can be used in the construction and operation of oil, injection, water, and exploratory wells.

Известно устройство для воздействия на призабойную зону пласта и ее очистки, содержащее последовательно установленные и соединенные трубами хвостовик, обратный клапан, имплозионное устройство в виде цилиндра с полым плунжером, имеющим отверстия в боковых стенках, и насосно-компрессорные трубы (НКТ), соединенные с полым плунжером и сообщенные с его полостью (см. RU 2160825 С1, 10.12.2000, Е 21 В 37/00). A device is known for influencing the bottomhole formation zone and for cleaning it, comprising a liner, a non-return valve, an implosion device in the form of a cylinder with a hollow plunger having openings in the side walls, and tubing connected to the hollow a plunger and communicated with its cavity (see RU 2160825 C1, 10.12.2000, E 21 V 37/00).

Недостатком известного устройства является недостаточное качество фильтрации жидкости на значительном удалении от интервала перфорации, кроме того, оно не обеспечивает проведения комплексных работ при одном спуске подвески насосно-компрессорных труб. A disadvantage of the known device is the insufficient quality of fluid filtration at a considerable distance from the perforation interval, in addition, it does not provide complex work at one descent of the suspension of the tubing.

Техническим результатом является повышение продуктивности, увеличение проницаемости призабойной зоны, улучшение качества фильтрации жидкости на значительном удалении от интервала перфорации, обеспечение проведения комплексных работ при одном спуске подвески насосно-компрессорных труб. The technical result is an increase in productivity, an increase in permeability of the bottomhole zone, an improvement in the quality of fluid filtration at a considerable distance from the perforation interval, ensuring that complex work is carried out with one lowering of the suspension of the tubing.

Технический результат достигается тем, что устройство для воздействия на призабойную зону пласта скважины и ее очистки содержит последовательно установленные и соединенные трубами хвостовик, обратный клапан, имплозионное устройство в виде цилиндра с полым плунжером, имеющим отверстия в боковых стенках, и насосно-компрессорные трубы (НКТ), соединенные с полым плунжером и сообщенные с его полостью, оно снабжено гидравлическим декольмататором золотникового типа, установленным между обратным клапаном и имплозионным устройством, а полый плунжер выполнен с обратным клапаном, предназначенным для сообщения полости плунжера с подплунжерной полостью при подаче жидкости в НKT. Устройство может быть снабжено струйным насосом, установленным на НКТ таким образом, что его входные отверстия перекрыты сквозной пробкой, установленной в НКТ, а выходное сопло сообщено с пространством скважины, а сквозная пробка установлена с возможностью ее изъятия и установки в НКТ глухой пробки между входными отверстиями струйного насоса и обратного клапана между струйным насосом и плунжером. Устройство может также быть снабжено пакером, установленным между гидравлическим декольмататором и имплозионным устройством. Гидравлический декольмататор может быть выполнен с золотниковым устройством, включающим цилиндр с отверстиями в виде статора и вращающийся золотник в виде ротора с тангенциальными прорезями. Хвостовик выполнен с щелями в боковых стенках и заглушенным торцем, образующим камеру, в которой размещен глубинный манометр. The technical result is achieved by the fact that the device for impacting the bottom hole of the wellbore and cleaning it comprises a liner, a check valve, an implosion device in the form of a cylinder with a hollow plunger having openings in the side walls, and tubing (tubing) ) connected to the hollow plunger and communicated with its cavity, it is equipped with a hydraulic spool type decolmator installed between the check valve and the implosion device, and the hollow The lunger is made with a check valve designed to communicate with the plunger cavity with the sub-plunger cavity when fluid is supplied to the NKT. The device can be equipped with a jet pump mounted on the tubing in such a way that its inlet openings are blocked by a through plug installed in the tubing, and the outlet nozzle is in communication with the space of the well, and the through plug is installed with the possibility of removing and installing a blind plug between the inlet in the tubing the jet pump and the check valve between the jet pump and the plunger. The device may also be provided with a packer installed between the hydraulic decollator and the implosion device. The hydraulic decollator can be made with a spool device, including a cylinder with holes in the form of a stator and a rotating spool in the form of a rotor with tangential slots. The shank is made with slots in the side walls and a blanked end, forming a chamber in which the depth gauge is placed.

На фиг. 1 представлено устройство для воздействия на призабойную зону пласта скважины и ее очистки. На фиг.2 устройство, производящее более глубокую механическую обработку с использованием химических реактивов. На фиг.3 - устройство, производящее вызов и определение притока. In FIG. 1 shows a device for impacting the bottom-hole zone of a well formation and its cleaning. Figure 2 is a device that performs a deeper machining using chemical reagents. Figure 3 - device making a call and determining the inflow.

Устройство содержит последовательно установленные и соединенные трубами хвостовик 1, обратный клапан 2, имплозионное устройство в виде цилиндра 3 с полым плунжером 4, имеющим отверстия 5 в боковых стенках, и насосно-компрессорные трубы (НКТ) 6. Устройство снабжено гидравлическим декольмататором 7 золотникового типа, установленным между обратным клапаном 2 и имплозионным устройством, а полый плунжер 4 выполнен с обратным клапаном 8, предназначенным для сообщения полости плунжера 4 с подплунжерной полостью при подаче жидкости в НКТ 6. Устройство снабжено струйным насосом 9, установленным на НКТ 6 таким образом, что его входные отверстия 10 перекрыты сквозной пробкой 11, установленной в НКТ, а выходное сопло 12 сообщено с пространством скважины. Сквозная пробка 11 установлена с возможностью ее изъятия и установки в НКТ 6 глухой пробки 22. Устройство имеет пакер 1 3, установленный между декольмататором 7 и имплозионным устройством. Гидравлический декольмататор 7 выполнен с золотниковым устройством, включающим цилиндр 14 с отверстиями в виде статора и вращающийся золотник 15 в виде ротора с тангенциальными прорезями. Хвостовик 1 выполнен с щелями 16 в боковых стенках и заглушенным торцем 17, имеющим камеру 18, в которой размещен глубинный манометр 19. The device contains a shank 1 installed in series and connected by pipes, a check valve 2, an implosion device in the form of a cylinder 3 with a hollow plunger 4 having holes 5 in the side walls, and tubing 6. The device is equipped with a hydraulic decolator 7 installed between the check valve 2 and the implosion device, and the hollow plunger 4 is made with a check valve 8, designed to communicate the cavity of the plunger 4 with the sub-plunger cavity when supplying fluid to the tubing 6. o equipped with a jet pump 9 mounted on the tubing 6 so that its inlet 10 is blocked by a through plug 11 installed in the tubing, and the output nozzle 12 is in communication with the space of the well. The through plug 11 is installed with the possibility of its removal and installation in the tubing 6 of the blind plug 22. The device has a packer 1 3 installed between the decolator 7 and the implosion device. The hydraulic decollator 7 is made with a spool device including a cylinder 14 with holes in the form of a stator and a rotating spool 15 in the form of a rotor with tangential slots. The shank 1 is made with slots 16 in the side walls and a blanked end 17 having a chamber 18 in which a depth gauge 19 is placed.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Комплексное устройство спускается в скважину с таким расчетом (фиг.1), чтобы хвостовик 1 не доходил до забоя и гидравлический декольмататор 7 находился на уровне нижнего интервала перфорации. Хвостовик 1 состоит из труб НКТ, нижняя часть заглушена торцем 17, внутри имеется специальная камера 18, где устанавливается глубинный электронный манометр 19, фиксирующий весь технологический процесс воздействия и очистки пласта. Фильтр хвостовика 1 представляет собой патрубок из НКТ длиной 1,5 м со щелями 16. Выше расположен обратный шариковый клапан 2, через который можно промыть забой скважины до посадки пакера 13 обратной промывкой затрубного пространства через хвостовик 1, золотник 15 в НКТ и предотвратить обратное движение жидкости. При закачке рабочей жидкости в НКТ для волнового воздействия через гидравлический декольмататор 7 обратный клапан 2 закрывается, полученное давление эффективно используется для воздействия па пласт. Над декольмататором 7 устанавливается механический пакер 13, предназначенный для изоляции испытуемого интервала от остальной части ствола скважины. Над пакером 13 монтируется имплозионное устройство, которое состоит из цилиндра 3, полого плунжера 4 с радиальными отверстиями 5 и специального перепускного обратного клапана 8. В имплозионном устройстве радиальные отверстия 5 подвижного плунжера 4 закрыты. The integrated device is lowered into the well in such a way (Fig. 1) that the liner 1 does not reach the bottom and the hydraulic decolmator 7 is at the level of the lower perforation interval. The shank 1 consists of tubing pipes, the lower part is plugged with an end face 17, inside there is a special chamber 18, where a deep electronic pressure gauge 19 is installed, fixing the entire technological process of stimulation and cleaning of the formation. The liner filter 1 is a 1.5 m tubing pipe with slots 16. Above there is a check ball 2, through which the bottom hole can be washed before the packer 13 is inserted by backwashing the annulus through the liner 1, spool 15 in the tubing and prevent reverse movement liquids. When pumping the working fluid into the tubing for wave action through the hydraulic decolator 7, the check valve 2 closes, the pressure obtained is effectively used to act on the reservoir. A mechanical packer 13 is installed above the decolmator 7, designed to isolate the test interval from the rest of the wellbore. An implosion device is mounted above the packer 13, which consists of a cylinder 3, a hollow plunger 4 with radial holes 5 and a special bypass check valve 8. In the implosion device, the radial holes 5 of the movable plunger 4 are closed.

Над имплозионным устройством устанавливается стационарный струйный насос 9, позволяющий за счет установки специальной вставки с отверстием производить закачку рабочей жидкости через него, через имплозионное устройство до декольмататора 7. Выше струйного насоса 9 находятся насосно-компрессорные трубы 6 с герметичными соединениями. Они служат депрессионной камерой при механической очистке имплозионным устройством. A stationary jet pump 9 is installed above the implosion device, which allows, through the installation of a special insert with an opening, to pump the working fluid through it, through the implosion device to the decolmator 7. Above the jet pump 9, there are tubing 6 with tight joints. They serve as a depression chamber during mechanical cleaning with an implosion device.

Устройство позволяет обработать призабойную зону скважины путем закачки рабочей жидкости промывочным агрегатом через НКТ 6, струйный насос 9, имплозионное устройство и через специальный его клапан 8 до гидравлического декольмататора 7. Гидравлический декольмататор 7 создает колебания путем периодического перекрытия потока рабочей жидкости, протекающего через золотник 15. При закачке рабочей жидкости в НКТ, вращая золотник, периодически перекрывают поток рабочей жидкости, в результате образуются гидравлические удары. Они сопровождаются резким подъемом давления истечения жидкости из отверстия. Кроме того, периодическое истечение жидкости через прорези золотника 15 создает циклические колебания. Тем самым очищается интервал перфорации пласта. Обработка производится поинтервально снизу вверх с выходом циркуляции по затрубью. The device allows you to process the bottom hole zone of the well by pumping the working fluid with a flushing unit through tubing 6, a jet pump 9, an implosion device and through its special valve 8 to a hydraulic decolmator 7. Hydraulic decolmator 7 creates oscillations by periodically shutting off the flow of working fluid flowing through the spool 15. When pumping the working fluid into the tubing, rotating the spool, periodically shut off the flow of the working fluid, as a result of which hydraulic shocks are formed. They are accompanied by a sharp increase in the pressure of the fluid flowing out of the hole. In addition, the periodic flow of fluid through the slots of the spool 15 creates cyclic oscillations. This clears the interval of perforation of the reservoir. Processing is carried out interval from bottom to top with the release of circulation through the annulus.

После поинтервального воздействия на пласт при наличии приемистости для эффективной очистки ПЗП скважины производится закачка в пласт химического состава (ПАВ, кислоты, щелочи, растворители парафинов и смол и другие реагенты). After an interval of exposure to the formation, if there is injectivity, the chemical composition (surfactants, acids, alkalis, solvents of paraffins and resins, and other reagents) is injected into the formation for effective cleaning of the PPP well.

Для эффективной очистки интервала перфорации после воздействия гидравлическим декольмататором 1 и закачки химических реагентов необходимо произвести механическую очистку с созданием депрессии на пласт для удаления продуктов реакции химреагентов, механических примесей и глинистых составов. Без использования комплексной компановки при проведении таких работ требовалось поднять и спустить имплозионную установку, увеличивалось время работ (от 30 до 40 часов). Взвешенные мехпримеси и продукты реакции за это время выпадали в осадок и обратно кольматировали пласт. Предлагаемая компановка (фиг.1) позволяет после воздействия на пласт оперативно без спускоподъемных операций в течение 2-3 часов произвести механическую очистку пласта от забоя. For effective cleaning of the perforation interval after exposure to a hydraulic decolmator 1 and the injection of chemicals, it is necessary to perform mechanical cleaning with the creation of a depression on the formation to remove reaction products of chemicals, solids and clay compositions. Without the use of a complex arrangement, during such work it was required to raise and lower the implosion setup, and the work time increased (from 30 to 40 hours). Suspended solids and reaction products during this time precipitated and plastered back. The proposed arrangement (figure 1) allows after exposure to the formation promptly without tripping within 2-3 hours to perform mechanical cleaning of the formation from the bottom.

Технологический процесс механической очистки пласта и забоя (фиг.2) производится следующим образом. Необходимо произвести свабирование свабом 20 для опорожнения НKT 6 до струйного насоса 9. Снижение уровня жидкости в НКТ 6 свабом 20 производится до определенной глубины с учетом необходимых депрессий на пласт. Для проведения очистки пласта имплозионным устройством производится плавная разгрузка компановки на забой, при этом открываются отверстия плунжера 4 имплозионного устройства, и в результате перепада давления скважинная жидкость, содержащая механические примеси, через хвостовик 1, обратный клапан 2 поступает в опорожненную камеру из НКT, увлекая за собой продукты реакции химической обработки пласта, глинистый раствор, шлам. The technological process of mechanical cleaning of the reservoir and the bottom (figure 2) is as follows. It is necessary to swab the swab 20 to empty the NKT 6 to the jet pump 9. The liquid level in the tubing 6 of the swab 20 is reduced to a certain depth, taking into account the necessary depressions on the formation. To clean the formation with an implosion device, the lineup is smoothly unloaded to the bottom, while the holes of the plunger 4 of the implosion device open, and as a result of the pressure drop, the well fluid containing mechanical impurities through the shank 1, the check valve 2 enters the empty chamber from the NKT, entraining the reaction products of chemical treatment of the formation, clay mud, sludge.

Депрессия на пласт в имплозионном устройстве при необходимости плавно регулируется выходом плунжера 4, на котором имеются радиальные отверстия 5, количество которых плавно увеличивается. Depression on the formation in the implosion device, if necessary, is smoothly controlled by the output of the plunger 4, on which there are radial holes 5, the number of which gradually increases.

После проведения механической очистки пласта и забоя производится обратная промывка промывочным агрегатом (с затрубья в НKT) с целью очистки трубного пространства от грязи и продуктов декольматации. Отличительная особенность устройства еще состоит в том, что после воздействия на пласт, механической очистки, промывки производится вызов притока струйным насосом 9 (фиг. 3), предварительно из которого извлекается сквозная пробка 11 передвижной лебедкой, сбрасывается шар 21 и устанавливается той же лебедкой глухая пробка 22, производится посадка пакера 13 с герметизацией затрубного пространства. Освоение струйным насосом 9 осуществляется созданием знакопеременных депрессий с циркуляцией через НKT в затруб до получения стабильного притока пластовой жидкости. Изменение давления в процессе освоения и вызова притока сопровождается записью с помощью глубинного электронного манометра 19. Использование комплексного устройства для воздействия и очистки ПЗП скважины с целью повышения ее продуктивности позволяет увеличить дебит нефти, воды в пластах с разными коллекторскими свойствами, существенно увеличить приемистость нагнетательных скважин. After mechanical cleaning of the formation and the bottom, backwashing with a flushing unit (from the annulus in the NKT) is performed in order to clean the pipe space from dirt and decolmation products. A distinctive feature of the device is that after exposure to the formation, mechanical cleaning, and flushing, the inflow is called by the jet pump 9 (Fig. 3), previously the through stopper 11 is removed by a mobile winch, the ball 21 is reset, and the blind plug is installed with the same winch 22, the packer 13 is planted with annulus sealing. The development of the jet pump 9 is carried out by creating alternating depressions with circulation through NKT into the annulus until a stable flow of formation fluid is obtained. The change in pressure in the process of development and call-in of the inflow is accompanied by recording using a deep electronic pressure gauge 19. The use of a complex device for impacting and cleaning the bottom-hole PPZ of a well in order to increase its productivity allows to increase the flow rate of oil and water in formations with different reservoir properties, significantly increase the injectivity of injection wells.

В зависимости от характера пласта способ обработки, очистки призабойной зоны пласта скважины с использованием комплексного устройства может применяться в других вариантах. Одним из вариантов использования комплексного устройства является компоновка: хвостовик-фильтр, обратный клапан, гидравлический декольмататор, пакер, имплозионное устройство со специальным клапаном. Для вызова притока в этом случае используется метод свабирования. При этой схеме возможно выполнение всех операций по воздействию на пласт, включая обратные, прямые промывки забоя скважины. Depending on the nature of the formation, the method of processing, cleaning the bottom-hole zone of the well formation using an integrated device can be used in other embodiments. One of the options for using an integrated device is the layout: a filter shank, a check valve, a hydraulic decollator, a packer, an implosion device with a special valve. In this case, the swabbing method is used to call the inflow. With this scheme, it is possible to perform all operations on the impact on the reservoir, including reverse, direct flushing of the bottom of the well.

Устройство (фиг.1) позволяет произвести вибродействие, поинтервально по всей мощности пласта, в результате воздействия на пласт ударных гидродинамических волн, генерируемых декольмататором, происходит дробление и отделение от скелета породы кольматирующих частиц, и под действием циклических депрессий, создаваемых струйным насосом, происходит вынос взвеси этих частиц из призабойной части пласта. The device (Fig. 1) allows vibroactivity at intervals throughout the thickness of the formation, as a result of the impact on the formation of shock hydrodynamic waves generated by the decolmator, crushing of particles of colmatizing particles from the skeleton occurs, and under the influence of cyclic depressions created by the jet pump, the removal takes place suspend these particles from the bottom of the formation.

Устройство (фиг.2) позволяет произвести более глубокую механическую обработку и очистку с использованием химических реагентов созданием знакопеременных депрессий на призабойную зону скважины. Дополнительно позволяет промыть забой скважины рабочей жидкостью и перевести на нефть с целью снижения забойного давления и определения притока скважины. The device (figure 2) allows for deeper machining and cleaning using chemical reagents by creating alternating depressions on the bottom-hole zone of the well. Additionally, it allows flushing the bottom of the well with working fluid and transferring it to oil in order to reduce bottomhole pressure and determine well inflow.

Устройство (фиг.3) позволяет произвести вызов и определение притока созданием знакопеременных депрессий с помощью струйного насоса. The device (figure 3) allows you to make a call and determine the influx by creating alternating depressions using a jet pump.

За один спуск-подъем подвески производится комплекс работ по воздействию и очистке пласта декольмататором и дополнительная очистка пласта и забоя имплозионным устройством с созданием неоднократных знакопеременных депрессий (депрессия - репрессия), освоение и вызов притока струйным насосом с записью изменений давления электронным манометром. Происходит выигрыш во времени и повышается качество обработки призабойиой зоны пласта. Исключается до 5 спускоподъемных операций. For one suspension descent, a set of work is performed to treat and clean the reservoir with a decolmator and additional clean up the reservoir and face with an implosion device with the creation of repeated alternating depressions (depression - repression), mastering and calling up the inflow with a jet pump, recording pressure changes with an electronic pressure gauge. There is a gain in time and the quality of processing the bottom-hole zone of the formation increases. Excludes up to 5 hoisting operations.

Комплексная компоновка позволяет менять последовательность операций в зависимости от состояния призабойной зоны. The complex layout allows you to change the sequence of operations depending on the condition of the bottom-hole zone.

Claims

1. A device for impacting the bottom-hole zone of a wellbore and cleaning it, including a liner installed in series and connected by pipes, a check valve, an implosion device in the form of a cylinder with a hollow plunger having holes in the side walls, and tubing (NKT) connected with a hollow plunger and connected with its cavity, characterized in that it is equipped with a hydraulic spool type decollator installed between the check valve and the implosion device, and the hollow plunger is made with of inverse valve intended for communication with the cavity of the plunger under-plunger cavity when applying liquid to NKT.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a jet pump mounted on the NKT in such a way that its inlet openings are blocked by a through plug installed in the tubing, and the output nozzle is in communication with the space of the well, and the through plug is installed with the possibility of it removing and installing a blind plug in the NKT between the inlet holes of the jet pump and the check valve between the jet pump and the plunger.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with a packer installed between the hydraulic decolmator and the imilosion device.

4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the hydraulic decollator is made with a spool device comprising a cylinder with holes in the form of a stator and a rotating spool in the form of a rotor with tangential slots.

5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the shank is made with slots in the side walls and a blanked end, forming a chamber in which the depth gauge is placed.