RU2276721C1

RU2276721C1 - Well bore zone treatment method

Info

Publication number: RU2276721C1
Application number: RU2004131013/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Шипулин (RU); Александр Владимирович Шипулин; Шамиль Григорьевич Мингулов (RU); Шамиль Григорьевич Мингулов; Сергей Борисович Купавых (RU); Сергей Борисович Купавых
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Рэнес"
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-05-20
Also published as: RU2004131013A

Abstract

FIELD: mining, particularly to develop production wells and to recover output from well having bore zone mudded with asphalt-tar-paraffin deposits and mechanical injuries.

SUBSTANCE: method involves lowering flow string in well and creating depression pressure drop between well bore zone and well interior by creating periodic pressure pulses in well bore zone, wherein the pressure pulses are generated as shock wave moving through well interior. The shock wave is created as a result of periodic well interior opening at well head to discharge pressurized well fluid into vessel due to preliminary fluid injection in well, as well as well head closing during well fluid movement. Lower flow string section is provided with profiled channel and hydroimpulsive device comprising hydropneumatic accumulator and valves to charge and discharge hydropneumatic accumulator. The valves for hydropneumatic accumulator filling are check valves, which are adapted to fill hydropneumatic accumulator chambers. The valves for hydropneumatic accumulator discharge are quick-response valves and are adapted to adjust opening threshold depending on pressure value and provide liquid displacement with compressed gas through profiled channel, which is directed for well boring. During well treatment lower end of flow string is moved along perforation height.

EFFECT: creation of substantial pressure pulses during deep well treatment and increased rate of standing wave attenuation.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации прискважинной зоны пласта асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями.The present invention relates to mining and can be used to develop and restore the production rate of production wells, decreased due to mudding of the borehole zone of the formation asphalt-resin-paraffin formations and solids.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта и устройство для его осуществления (Аглиуллин М.Н., Курпанов А.С., Рахматуллин Р.Х., Абдуллин М.М. Патент №2123591, Кл. Е 21 В 43/25), при котором производят одновременное физическое и импульсное депрессионно-репрессионное воздействие до стабилизации текущих значений гидропроводности.A known method of processing the borehole zone of the formation and a device for its implementation (Agliullin M.N., Kurpanov A.S., Rakhmatullin R.Kh., Abdullin M.M. Patent No. 2123591, Cl. E 21 V 43/25), when which produce simultaneous physical and pulsed depression and repression to stabilize the current values of hydraulic conductivity.

Однако для осуществления способа требуется использование колонны насосно-компрессорных труб, спуск оборудования и кабеля с применением лебедки и т.д.However, for the implementation of the method requires the use of a string of tubing, descent of equipment and cable using a winch, etc.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта (Орлов Г.А., Хусаинов В.М., Мусабиров М.Х., Пестриков В.И. Патент №2169821, Кл. Е 21 В 43/25), при использовании которого спускают в скважину имплозионное устройство, закачивают обрабатывающий состав, продавливают его в пласт, проводят очистку созданием многократного имплозионного воздействия.A known method of processing the bottom-hole zone of the formation (Orlov G.A., Khusainov V.M., Musabirov M.Kh., Pestrikov V.I. Patent No. 2169821, Cl. E 21 B 43/25), when used which is lowered into the well implosion device, pump the processing compound, push it into the reservoir, carry out cleaning by creating multiple implosion exposure.

Однако для осуществления способа требуется применение колонны насосно-компрессорных труб, пакера, имплозионного устройства, обрабатывающего состава и т.д.However, the implementation of the method requires the use of tubing string, packer, implosion device, processing composition, etc.

Известен способ очистки скважины от отложений в процессе ее эксплуатации (Велиев Ф.Г., Курбанов Р.А-И., Алиев Э.Н. Патент №1700207, Кл. Е 21 В 37/00), в котором периодически создают на устье скважины волны отрицательного давления, для чего перекрывают задвижки на выкидной линии и выдерживают ее в перекрытом состоянии, затем открывают.A known method of cleaning a well from deposits during its operation (Veliyev F.G., Kurbanov R.A.-I., Aliev E.N. Patent No. 1700207, Cl. E 21 B 37/00), in which they periodically create on the mouth wells of a wave of negative pressure, for which they block the valves on the flow line and maintain it in the blocked state, then open.

Однако максимальное изменение давления от гидравлического удара при открытии выкидной линии составляет 1,5 МПа в течение долей секунды, что недостаточно для формирования мощной волны, кроме того, необходимо использование колонны насосно-компрессорных труб и насоса с обеспечением его питания.However, the maximum change in pressure from water hammer when opening the flow line is 1.5 MPa for a fraction of a second, which is not enough for the formation of a powerful wave, in addition, it is necessary to use a string of tubing and a pump to provide it with power.

Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием (Носов П.И., Сеночкин П.Д., Нурисламов Н.Б. и др. Патент №2159326, Кл. Е 21 В 43/25), взятый за прототип, в котором формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины производится путем предварительной закачки флюида в скважину, создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, и стравливания давления при перемещении флюида по скважине из прискважинной зоны пласта к дневной поверхности при резком открытии полости скважины.There is a method of development and cleaning of the bottomhole zone of wells by pulse drainage (Nosov P.I., Senochkin P.D., Nurislamov N.B. et al. Patent No. 2159326, Cl. E 21 B 43/25), taken as a prototype, in wherein the formation of a depression of the pressure differential between the borehole zone of the formation and the cavity of the well is carried out by pre-pumping fluid into the well, creating periodic pressure pulses in the borehole zone of the formation in the form of a damped standing wave moving along the cavity of the well, and bleeding off the pressure when moving the fluid along kvazhine of the well bore formation zone to the surface at a sharp opening borehole cavity.

Однако в глубоких скважинах амплитуда ударной волны значительно затухает, кроме того, фронт волны размывается, не позволяя создавать резкого перепада давления в забое для эффективной обработки прискважинной зоны пласта.However, in deep wells, the amplitude of the shock wave attenuates significantly, in addition, the wave front is washed out, not allowing a sharp pressure drop in the bottom to create an effective treatment of the borehole zone of the formation.

Задачей изобретения является создание в прискважинной зоне пласта значительных импульсов давления при обработке глубоких скважин и высокой степени затухания стоячей волны.The objective of the invention is the creation in the near-wellbore zone of the formation of significant pressure pulses when processing deep wells and a high degree of attenuation of a standing wave.

Задача решается тем, что, применяя способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий спуск в скважину насосно-компрессорных труб НКТ и формирование депрессионного перепада давления между прискважинной зоной пласта и полостью скважины, путем создания периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, в емкость и ее закрывании при движении скважинной жидкости, нижний срез НКТ оборудуют профированным каналом и гидроимпульсным устройством, содержащим гидропневмоаккумулятор и клапаны для заряда и разряда гидропневмоаккумулятора, в качестве заряда гидропневмоаккумулятора применяют обратные клапаны для заполнения через них камеры гидропневмоаккумулятора скважинной жидкостью, а клапаны для разряда гидропневмоаккумулятора, быстродействующие на открывание, имеют возможность предварительной, перед спуском НКТ, установки порога их открывания от величины давления и выталкивания сжатым газом жидкости через профилированный канал, который направляют на перфорацию скважины, при этом в процессе обработки скважины нижний срез НКТ перемещают по высоте перфорации.The problem is solved in that, using the method of processing the borehole zone of the formation, including the descent into the well of tubing and tubing tubing and the formation of a depression of the pressure differential between the borehole zone of the formation and the cavity of the well, by creating periodic pressure pulses in the borehole zone of the formation in the form of moving along the well cavity shock wave generated by periodically opening the well cavity at the wellhead for the outflowing well fluid under pressure to flow into the reservoir and close it when moving of the well fluid, the lower section of the tubing is equipped with a profiled channel and a hydro-pulse device containing a hydropneumatic accumulator and valves for charging and discharging a hydropneumatic accumulator; check valves are used as a charge of a hydropneumatic accumulator; have the possibility of preliminary, before the launch of the tubing, setting the threshold for their opening from the pressure and lkivaniya pressurized liquid gas through the shaped channel which is directed to the perforation hole, wherein during the processing of the well tubing the lower section is moved along the perforation height.

Такой способ позволяет при плавном изменении давления на забое создавать в зоне перфорации скважины ударные импульсы давления для эффективной обработки прискважинной зоны пласта.This method allows for a smooth change in the pressure at the bottom to create shock pressure pulses in the well perforation zone for efficient processing of the borehole formation zone.

Пример устройства для реализации предлагаемого способа, поясняется чертежом, на котором: 1 - обсадная колонна; 2 - насосно-компрессорная колонна; 3 - гидропневмоаккумулятор; 4 - эластичная перегородка; 5 - клапан заряда гидропневмоаккумулятора; 6 - клапаны разряда гидропневмоаккумулятора; 7 - профилированный канал. Стрелки показывают направление выброса жидкости гидроимпульсным устройством.An example of a device for implementing the proposed method is illustrated in the drawing, in which: 1 - casing string; 2 - tubing string; 3 - hydro-pneumatic accumulator; 4 - elastic partition; 5 - valve charge hydro-pneumatic accumulator; 6 - discharge valves of the hydropneumatic accumulator; 7 - profiled channel. The arrows indicate the direction of fluid ejection by a hydro-pulse device.

Способ реализуют следующим образом. Перед спуском колонны насосно-компрессорных труб 2 устанавливают порог открывания клапана разряда гидропневмоаккумулятора 6, спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб и устанавливают ее нижний срез на уровне перфорации.The method is implemented as follows. Before lowering the tubing string 2, a threshold for opening the discharge valve of the hydropneumatic accumulator 6 is set, a tubing string is lowered into the well and its lower cut is set at the perforation level.

Гидроимпульсное устройство, аналогичное по принципу действия применяемым в импульсных гидромониторах, содержит гидропневмоаккумулятор 3, включающий камеру для жидкости, заполняемую через клапан заряда гидропневмоаккумулятора 5, и камеру для газа, который сжимается при заряде гидропневмоаккумулятора. Камеры для жидкости и для газа разделены эластичной перегородкой 4. При открывании клапана разряда гидропневмоаккумулятора 6 сжатый газ с высокой скоростью выбрасывает жидкость. Мощность выброса жидкости выше мощности закачки пропорционально отношению времени закачки жидкости ко времени ее выброса, а также зависит от параметров гидроимпульсного устройства. В качестве клапана заряда гидропневмоаккумулятора 5 применяют обратный клапан. Клапаны заряда и разряда гидропневмоаккумулятора 5, 6 могут быть в количестве нескольких штук, расположенных по периметру профилированного канала 7.The hydro-pulse device, similar in principle to the action used in pulsed hydraulic monitors, contains a hydro-pneumatic accumulator 3, including a liquid chamber filled through the hydro-pneumatic accumulator charge valve 5, and a gas chamber, which is compressed when the hydro-pneumatic accumulator is charged. The chambers for liquid and gas are separated by an elastic partition 4. When opening the discharge valve of the hydropneumatic accumulator 6, the compressed gas ejects liquid at a high speed. The liquid ejection power is higher than the injection power in proportion to the ratio of the liquid injection time to the time of its ejection, and also depends on the parameters of the hydraulic pulse device. As the charge valve of the hydraulic accumulator 5, a check valve is used. The charge and discharge valves of the hydropneumatic accumulator 5, 6 can be in the amount of several pieces located along the perimeter of the profiled channel 7.

При осуществлении технологических операций по способу-прототипу в полости колонны насосно-компрессорных труб образуется стоячая волна, давление на забое изменяется с частотой изменения направления движения стоячей волны. Фронт волны, особенно при движении в глубоких скважинах, размывается и давление на забое изменяется плавно.When carrying out technological operations according to the prototype method, a standing wave is formed in the cavity of the tubing string, pressure on the bottom changes with the frequency of changing the direction of movement of the standing wave. The wave front, especially when moving in deep wells, erodes and the pressure at the bottom changes smoothly.

При перемещении волны от устья к забою давление на забое нарастает, камера для жидкости через клапан заряда заполняется скважинной жидкостью, эластичная перегородка 4 прогибается, сжимается газ. При снижении давления на забое клапан заряда закрывается, в камере для жидкости сохраняется высокое давление.When the wave moves from the mouth to the bottom, the pressure on the bottom increases, the fluid chamber through the charge valve is filled with borehole fluid, the elastic partition 4 bends, gas is compressed. When the pressure at the bottom decreases, the charge valve closes, and a high pressure is maintained in the fluid chamber.

Когда разница давлений в камере для жидкости и в полости скважины достигает порогового значения, открывается клапан разряда гидропневмоаккумулятора и сжатый газ выталкивает жидкость через профилированный канал 7 к перфорации скважины. Выброс струи жидкости гидроимпульсным устройством повторяется периодически с частотой изменения направления движения стоячей волны.When the pressure difference in the fluid chamber and in the well cavity reaches a threshold value, the hydro-pneumatic accumulator discharge valve opens and the compressed gas pushes the fluid through the profiled channel 7 to the perforation of the well. The ejection of a liquid stream by a hydro-pulse device is repeated periodically with the frequency of the direction of movement of the standing wave.

Для обработки прискважинной зоны пласта применяют сочетание плавного перехода от высокого давления к разрежению и обратно с приходом и откатом волны, а также ударные импульсы высокого давления, формируемые гидроимпульсным устройством в периоды разрежения на забое, что способствует и депрессивно-репрессивному и ударному воздействию на породу пласта. При осуществлении операции обработки скважины перемещают нижний срез колонны насосно-компрессорных труб по высоте перфорации для полной и равномерной обработки забоя.To process the near-wellbore zone of the formation, a combination of a smooth transition from high pressure to rarefaction and vice versa with the arrival and rollback of a wave is used, as well as shock pulses of high pressure generated by a hydro-pulse device during periods of rarefaction at the bottom, which contributes to both depressive and repressive and shock effects on the formation rock . When performing a well treatment operation, the lower section of the tubing string is moved along the perforation height for complete and uniform bottom hole processing.

Гидроимпульсное устройство располагают на нижнем срезе насосно-компрессорной трубы так, чтобы не препятствовать прохождению волны до зумпфа и ее отражению.The hydraulic pulse device is located on the lower cut of the tubing so as not to impede the passage of the wave to the sump and its reflection.

Порог срабатывания клапана разряда гидропневмоаккумулятора устанавливают в зависимости от величины гидростатического давления на забое скважины, пропорциональной ее глубине.The hydropneumatic accumulator discharge valve response threshold is set depending on the hydrostatic pressure at the bottom of the well, which is proportional to its depth.

Параметры гидроимпульсного устройства выбирают таковыми, чтобы импульс высокого давления оказывал эффективное воздействие на прискважинную зону пласта, но не нарушал целостность обсадной колонны и цементного камня.The parameters of the hydraulic pulse device are chosen such that the high pressure pulse has an effective effect on the borehole zone of the formation, but does not violate the integrity of the casing and cement stone.

Скважинная жидкость может содержать химические реагенты для более производительной обработки. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, виброимпульсной, акустической и т.д.Well fluid may contain chemicals for more productive processing. The method can be applied in conjunction with other types of bottom-hole treatment: acidic, thermal, vibrational, acoustic, etc.

Claims

A method of treating a borehole zone of a formation, including descent into a well of tubing — tubing and forming a depressurized pressure differential between the borehole zone of the formation and the cavity of the well by creating periodic pressure pulses in the borehole zone of the formation in the form of a shock wave moving along the cavity of the well, which is generated during periodic opening the cavity of the well at the mouth for the outflow of well fluid under pressure into the reservoir and its closure when the well fluid moves, I distinguish The fact that the lower section of the tubing is equipped with a profiled channel and a hydraulic pulse device containing a hydropneumatic accumulator and valves for charging and discharging a hydropneumatic accumulator, as valves for charging a hydropneumatic accumulator, non-return valves are used to fill the hydropneumatic accumulator chambers with borehole fluid through them, and valves for quickly opening, they have the possibility of preliminary, before the launch of the tubing, setting the threshold for their opening from pressure and ejection of liquid by compressed gas through a profiled channel, which is sent to the perforation of the well, while in the process of processing the well, the lower section of the tubing is moved along the height of the perforation.