SU1268716A1

SU1268716A1 - Способ свабировани скважины (его варианты)

Info

Publication number: SU1268716A1
Application number: SU853850995A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Владимирович Ануфриев; Владимир Михайлович Валовский
Original assignee: Бугульминский Комплексный Отдел Всесоюзного Нефтегазового Научно-Исследовательского Института
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1986-11-07

Abstract

Изобретение относитс к нефтегазодобывающей промьгашенности. Дл повьшени производительности св.аб 3 опускают в скважину на т говом злементе 4, герметизированном на устье. При этом контролируют величину разрежени в полости труб 2 над свабом (ПТС). В случае глубоких скважин этот контроль св зан с трудност ми из-за малых величин разрежени вследствие большого снижени уровн скважинной жидкости (УСЖ). Поэтому ведут контроль за величиной перепада давлени о ( ПД) на дроссельном канале, через ко (Л торый осуществл ют подсос газа с ус

Description

ть в ПТС. В момент погружени сваба 3 под УСЖ происходит прекращение изменени величины разрежени , а в слу чае глубоких скважин - величины ПД, По длине т гового элемента 4 в этот момент суд т об УСЖ. В результате контроль за УСЖ осуществл ют без остановки свабировани ибез дополнительного оборудовани . Затем сваб 3 1 16 опускают дальше. Сравнива длину т гового элемента 4 с той, котора была измерена в момент прекращени изменени величины разрежени или ПД, определ ют глубину погружени сваба 3. Такой контроль за глубиной погружени сваба обеспечивает возможность оптимального погружени сваба при каждом его ходе. 2 с,п, ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относитс к нефтедобывающей промьшшенности и может быть использовано при освоении, пробной эксплуатации или при очистке призабойной зоны нефт ных и вод ных скважин .

Цель изобретени - повышение производительности способа.

Су1цность способа по первому варианту заключаетс в следующем.

Уровень жидкости в скважине мен етс как вследствие откачки жи,цкости из скважины при свабировании, так и вследствие притока в скважину из продуктивного пласта. Чрезмерное погруженив сваба под уровень жидкости пр водит к перегрузкам в т говом органе и наземном приводе и может послужить причиной создани аварийной ситуации Заниженное погружение приводит к снижению производительности и КПД процесса .

Достоверные данные о положенииуровн жидкости получают при каждом ходе сваба следующим образом. При спуске сваба непрерывно контролируют разрежение в полости над свабом и в момент прекращени его изменен;и по длине т гового элемента суд т о положении уровн жидкости в скважине, за тем сравнива длину т гового элемент при дальнейшем спуске сваба с той, котора была измерена в момент прекращени изменени контролируемого разрежени , определ ют глубину погру жени сваба под уровень жидкости и сравнивают, ее с заданной.

Таким образом, согласно предлагаемому способу уровень жидкости в сква жине контролируют при каждом ходе

сваба по характеру изменени разрежени над ним и длине т гового элемента , а также определ ют фактическое погружение сваба под уровень, что обеспечивает возможность оптимального погружени сваба под уровень жидкости при каждом ходе, повьппает производительность и КПД процесса.

При этом контроль за уровнем жидкости в скважине, необходимый не только дл обеспечени оптимального процесса свабировани , но и дл контрол поведени скважины и определени состо ни , указывающего на возможность окончани процесса, осуществл ют без остановки свабировани и без привлечени дополнительного оборудовани . Он основываетс на использовании особенностей самого процесса свабировани .

Способ свабировани скважины по второму варианту отличаетс тем, что при спуске сваба в скважину в полость над ним осуществл ют подсос газа через дросселирующий канал и непрерывно контролируют характер изменени перепада давлени на нем, а о моменте входа .сваба под уровень жидкости су;д т по излому Характера изменени контролируемого перепада давлени , причем площадь сечени дросселирующего канала определ ют из соотношени

Oi- р- F

ее V ев

RT

(1 -об )

площадь сечени дросселирующего канала, м, р - плотность подсасываемого газа, кг/м. безразмерный коэффициент потерь при всасывании; площадь поперечного сечени сваба, м J средн скорость спуска сваба, м/с; безразмерный коэффициент рдсхода; давление газа до входа в .дросселирующий канал, н/м газова посто нна , Дж ( кгК); Т - температура газа, Ki oi - отношение давлени в поло сти над свабом к давлению газа до входа его в дросселирующий канал. Рассмотрим процесс расширени газа в полости труб над свабом при его ходе вниз. Если указанна полость герметична, то, полага процесс расширени газа изотермическим и пренебрега в первом приближении выделени ем газа из жидкости, можно описать этот процесс уравнением PO-VO PV, (1) где Pg и Vg - давление в полости над свабом и объем этой по лости в начальный момент движени сваба вниз; Р и V - текущие значени давле ни в полости над свабом и объема этой поло сти. Входу сваба в жидкость соответствует определ емое из уравнедавление 9 ни (1) соотношением Р Yo.p а V, о. где Vy - объем полости труб над уро внем жидкости, который определ етс как Vy F.p . где HU рассто ние от усть до уровн жидкости; площадь поперечного сечени внутреннего .канала труб, по которым движетс сваб. Поскольку начальный объем можно представить, как Vo F,p- Н„, (4) где HO - рассто ние от усть до сваба (или до уровн жидкости, оставшейс над свабом после очередного хода вверх) при его ходе вниз в момент. когда давление над свабом Р становитс равным атмосферному. Соотношение (2) приводитс к виду Вследствие того, что после входа сваба под уровень жидкости объем полости перестает измен тьс , давление в этой полости также перестает измен тьс и устанавливаетс равным Р„, .определ емым выражением (5). Из вьфажепи (5) следует, что при посто нном Нд (величина которого зависит от объема полостей устьевого оборудовани вьш1е выкидной линии, от того, насколько сваб не довод т до усть скважины при ходе вверх, а также и от противодавлени в выкидной линии и насьщенности жидкости газом) величина Р,. тем меньше, чем ниже уровень жидкости в скважине. Таким образом , при свабировании глубоких скважин с большим снижением уровн жидкости приходитс контролировать весьма малые изменени величины разрежени PU , что св зано с техническими трудност ми . Согласно способу по второму варианту при подсосе газа в полость над свабом через дросселирующий канал на последнем имеетместо перепад давлени , обусловленный разрежением в полости над свабом и завис щий от величины сечени канала, свойств газа, скорости спуска и размеров (диаметра) сваба. Если спуск сваба производ т с посто нной скоростью, то при посто нном давлении на входе в дросселирующий канал на нем устанавливаетс и посто нный перепад давлени , который остаетс неизменным до момента входа сваба под уровень жидкости. После входа сваба в жидкость вследствие прекращени увеличени объема полости труб происходит выравнивание давлени в этой полости с давлением газа на входе в дросселирующий канал, т.е. перепад давлени на канале падает до нул , причем вход сваба под уровень жидкости сопровождаетс изломом кривой изменени перепада на канале, В случае, если скорость спуска сваба не посто нна, перепад давлени на канале монотонно измен етс в соответствии с законом изменени скорости сваба до входа под уровень жидкости , который эквивалентен мгновенной S12 остановке сваба и сопровождаетс так же, как и в предыдущем случае характерным изломом кривой изменени перепада давлени на канале. Поскольку величина перепада давлени на дросселирующем канале не з.ависит от глубины уровн жидкости, второй вариант способа предпочтительнее лри свабировании глубоких скважин„ Чем больше величина сечени дросселирующего канала, тем быстрее происходит выравнивание давлени в; полости труб с давлением на входе в канал и тем круче, а следовательно, и заметнее излом на кривой изменени контролируеного перепада. С другой стороны, чем больше величина сечени дросселирующего канала, тем меньше величина самого перепада давлени и дл контрол его изменени требуетс применение более точных технических средств.г Приведенна зависимость позвол ет определ ть оптимальную величину площади сечени дросселирующего канала fap в зависимости от точности доступного технического средства дл измерени перепада, конструктивных особенностей дросселирующего устройства параметров газа и заданных реж:имов свабировани . Точность технического средства характеризуетс минимальным перепадом давлени , который надежно им измер етс . Если параметры дросселирующего) канала выбрать такими, чтобы на нем при заданных режимах свабировани поддерживалась величина перепада, равна упом нутой минимальной величи не, то в полости труб над свабом дав ление будет меньше давлени Р на вхо де в канал именно на эту величину пе репада на канале. Таким образом опре дел етс , исход из точности доступного техйического средства, вход ща в зависимость дл определени величина, равна отношению давлени в полости над свабом к ц.авп&тоо газа на входе его в дросселирующий канал. Конструктивные особенности дроссе лирующего устройства наход т отражение в предлагаемой зависимости через безразмерные коэффидиенты потерь при всасывании Т( и расхода jj, которые определ ютс известным в газовой динамике способом. Параметры газа опре дел ютс его составом, а режим сваби ровани задаетс исход из особенно 166 стей конкретной скважины с учетом возможностей оборудовани . Знание момента входа сваба под уровень жидкости позвол ет определ ть положение уровн по длине т гового элемента в этот момент, что обеспечивает возможность оптимального погружени сваба при каждом ходе путем сравнени текущей глубины погружени сваба, отсчитываемой по длине т гового элемента с момента излома кривой изменени давлени ,, с заданной и остановки спуска сваба при ее достижении перед последующим его подъемом. На фиг.1 изображена компоновка технологического оборудовани дл осуществлени свабировани скважины при закрытом устье; на фиг.2 - измен ема часть оборудовани при осзпдествлении способа сзабировани скважины по второму варианту. Технологическое оборудование дл свабировани скважины при закрытом устье включает устанавливаемую в скважине 1 колонну труб 2, в которой размещен сваб 3, св занный гибким т говым элементом 4 с лебедкой 5, имеющей указатель длины наход щегос в скважине участка гибкого т гового элемента (не показан), а также устьевое оборудование, включающее фонтанную арматуру 6, превентор 7, спайдер 8, лубрикатор 9, с.альник 10 дл герметизации т гового элемента и выкидную линию 11, сообщенную через обратный клапан 12 с системой сбора поднимаемой из скважины жидкости. Полость труб над свабом сообщаетс с устройством дл определени давлени (разрежени ) в этой полости мановакуумметром 13 или, согласно способу по второму варианту, через дросселирующий канал 14 с источником 15 нейтрального газа (если нет опасности образовани взрывоопасных газовых смесей в скважине, то в качестве газа может использоватьс атмосферный воздух). Дл измерени перепада давлени на дросселирующем канале используетс дифференциальный манометр 16, Способ осуществл етс следующим образом. Агрегат с лебедкой, имеющей указатель длины т гового элемента5 устанавливают относительно скважины таким образом, чтобы т говый элемент располагалс по оси скважины. Выкидную ли-нию фонтанной арматуры сообщают с

системой сбора через обратный клапан На буферную задвижку фонтанной арматуры монтируют превентор, а на него спайдер.. В скважину спускают необходимое количество грузов, обеспечивающих движение сваба вниз, если его собственного веса недостаточно. Последний груз удерживают спайдером. К т говому элементу, предварительно пропущенному через сальник и лубрика- 10 тор, подсоедин ют соответствующий размеру труб в данной скважине сваб с нагнетательным клапаном. Затем сва Соедин ют с грузами, а лубрикатор ус танавливают на спайдер. Все соединени устьевого оборудовани (превентора с фонтанной арматурой и со спайдером , спайдера с лубрикатором, лубрикатора с сальником) подт гивают до обеспечени герметичности. Внутреннюю полость устьевого оборудовани сообщают с мановакуумметром или, согласн способу по второму варианту, через запорный орган, дросселирующий канал площадь сечени которого определ ют по предлагаемой формуле, с источником газа. Вход и выход дросселирующего . канала сообщают с дифференциальным манометром. Если при подсосе воздуха в скважине исключено образование взрывоопасных смесей, в качестве источника газа используют атмосферу. После окончани сборки устьевого оборудовани освобождают зажатый спайдером груз и начинают спуск сваба в скважину. В процессе спуска сваба непрерывно контролируют положение сваба в скважине путем измерени длины спущенного в скважину т гового элемента и разрежение в полости над свабом по мановакуумметру или, согласно способу по второму варианту, открывают запор ный орган и осуществл ют подсос газа (воздуха) через дросселирующий канал и непрерывно контролируют по дифференциальному манометру характер изменени перепада давлени на нем. В момент прекращени изменени разрежени в первом случае или в момент излома контролируемого перепада давлени во втором по длине спущенного в скважину т гового элемента суд т о положении уровн жидкости в скважине при входе в нее сваба. Затем, принима этот уровень за точку отсчета, непрерывно определ ют текущую глубину погрухсени сваба под уровень жидкости и сравнивают ее с заданной. При достижении заданной глубины погружени спуск

сваба прекращают и начинают его подъ- ем. Е1агнетательньш клапан сваба, который при входе в жидкость открываетс и пропускает жидкость в полость труб над свабом, с началом подъема сваба закрываетс , и столб жидкости над свабом поднимаетс по мере подъема сваба на поверхность. Не доход до усть скважины на некоторое рассто ние , определ емое из соображений безопасности в зависимости от скорости подъема, подъем сваба прекращают и начинают его спуск. При этом описанные операции повтор ют в той же последовательности , определ при каждом ходе новое положение уровн жидкости в скважине и обеспечива каждый раз заданное погружение сваба под уровень жидкости. Когда достигаетс заданный технологический эффект (при освоении скважины - фонтанирование жидкости или заданное снижение уровн , при очистке призабойной зоны - подъем заданного объема жидкости и т.п.), периодический спуск - подъем сваба прекращают; сваб поднимают в лубрикатор, фиксируют грузы под HjrM спайдером и герметизируют их превентором, после чего стравив давление из полости лубрикатора, производ т его отсоединение от спайдера и приподъем. Затем отсоедин ют сваб от грузов и извлекают его из лубрикатора. Т говыр элемент отсоедин ют от сваба и присоедин ют к грузам. Лубрикатор снова устанавливают на спайдер и поднимают грузы в лубрикатор, запорный орган фонтанной арматуры под превентором закрывают , стравливают давление из полостей превентора, спайдера и лубрикатора и производ т их демонтаж, после чего скважину сдают в последующую эксплуатацию. Пример 1. Осуществл ют пробную эксплуатацию вод ной скважины свабированием с целью оценки ее продуктивности при следующих параметрах: глубина скважины 240 м, внутренний диаметр эксплуатационной колонны 154 мм, глубина залегани водоносного пласта 225 м, статический уровень жидкости в скважине 15 м, средн скорость спуска и подъема сваба 1,5 м/с. Свабирование ведут непосредственно о эксплуатационной колонне. Допустиа расчетна глубина погр окени сваа Под уровень жидкости-70 м. 912 При каждом ходе сваба вниз непрерывно контролируют по вакууметру разрежение в полости над ним и в момент прекращени его изменени определ ют по длине спущенного э скважину т гового элемента положение уровн жидкости в скважине, затем, сравнива p,smну т гового элемента при дальнейшем спуске сваба с той, котора быпа измерена в момент прекращени изменени контролируемого разрежени :, определ ют текущую глубину погружени сваба под уровень жидкости, а при достижении .максимально допустимого погружени (70 м) начинают подъем сваба со столбом жидкости над ним. Свабирование осуществл ют до тех пор, пока уровень жидкости в скважине не перестанет снижатьс , при следугащшс двух ходах после того, как повтор ютс значени уровн , производ т замер де .бита скважины. Дл сравнени ту же скважину свабируют известным способом. После каж .дого спуска сваба определ ют уровень жидкости в скважине звукометрическим методом при помощи серийно выпускаемой системы контрол уровн ж вдкости в скважине СКУ-1, Бригада увеличена на 1 человека - оператора по исследованию скважин, работающего с упом нутой системой. Во врем производства замера сваб оставл ют неподвижньм в нижнем положении. Чтобы не превысить допустимую глубину погружени сваба под уровень жидкости, при каж;з;ом ходе его спускают на глубину, больигую, чем при предыдущем ходе, на величину, заведомо меньшую, чем допустима глубина погружени , в расчете на подъем ЗФовн в результате притока жидкости из пласта в скважину за врем между замерами уровн . После того, как динамический уровень установитс , при последующих двух ходах производ т за мер дебита скважины. Параметры и ре зультаты свабировани скважины предлагаемым и известным способами приве дены в табл, 1 , Как видно из табл. 1, дл достиже ни того же технологического результата предлагаемым способом свабирова ни требуетс в 2,3 раза меньше вре мени при меньшей численности зан того персонала и в i;1,5 раза меньше за трат энергии. Полага одинаковой полезную работу в обоих случа х, можно заключить, что и КПД процесса при 6 О редлагаемом способе свабировани во только же раз выше. Пример 2. Свабируют с целью очистки призабойной зоны и освоени агнетательную сква.жину после капитального ремонта при следующих параетрах: глубина забо 1733 м, интервал перфорации 1640-1646 м характеристика пласта. - коллектор обводненный , осолоненнь й водой от закачки обводненность продукции скважины 100%j газовый фактор отсутствуетJ пластовое давление 16,0 МПа плотность продукции 1090 кг/м, плотность задавочной жидкости 1200 кг/м начальный уровень жщ,кости в скважине 150 м внутренний диаметр эксплуатационной колонны 130 мм насосно-компрессорные трубы внутренним диаметром 62 мм, глубина спуска колонны насосно-компрессорных труб 1620 м допустима с точки зрени прочности т гового элемента и мощности привода глубина погружени сваба под уровень жидкости при сваби1эовании по колонне насосно-компрессорных труб 550 м; средн скорость спуска и подъема сваба 2 м/с|, объем жидкости, который необходимо подн ть из скважины, равен двум объемам заполн ющей скважину , жидкости, т,.е. 42 м . Скважину свабируют при заьсрытом устье путем периодического спуска в колонну насоснокомпрессорных труб сваба на т говом элементе, герметизглрованном на устье сальником, погружени его под уровень жидкости на заданную глубину с последующим подъемом сваба со столбом жидкости над ним и отводом этой жидкости через обратный клапан в систему сбора . При каждом ходе сваба вниз осуществл ют подсос атмосферного воздуха в полость над свабом через дросселирующий канал, непрерывно контролиру характер изменени перепада давлени на нем по дифференциальному манометру и одновременно контролиру глубину спуска сваба по длине опущенного в скважину т гового элемента. Площадь сечени дросселирующего канала определ ют из соотношени Л Р Fce-V i 5,4-10 .м , . p-. Г: где И 0,9 и JJ 0,85 - определены исход из конструкции канала р 1 кг/мз, R 400 Дж(), Т 300 К и Р 9, - вз ты дл атмосферного воздуха, 2 м/с и 3-Ш-э соответственно средн скорость и площадь поперечного сечени сваба. Отношение давлени в полости над свабом к давлению воздуха до входа в канал (в данном случае к атмосферному ) прин то равным 0,9, поскольку имеющийс дифференциальный манометр позвол ет надежно контролировать изменени давлени в 0,98-10 Н/м (0,1 атм). Диаметр цилиндрического дросселирующего канала определ ют исход из площади сечени 0,0084 м 8,4 мм При спуске сваба с посто нной ско 2 м/с на канале ростью устанавливает с переп&д давлени 0,98-10 Н/м . По началу резкого падени величины ЭТОГО перепада давлени (т.е. излома кривой измерени перепада) суд т о моменте входа сваба под уровень жидкости , а по длине т гового элемента .в этот момент - о глубине уровн жид кости в скважине. Затем, сравнива длину т гового элемента при дальнейшем спуске сваба с той, котора была измерена в момент начала резкого падени перепада на дросселирующем канале , определ ют текущую глубину погружени сваба под уровень жидкости, а при достижении допустимого погруже ни в 550 м начинают подъем сваба со столбом жидкости над ним. Свабирование осуществл ют до- извлечени из скважины заданного объема жидкости, на что требуетс 28 циклов спуска подъема сваба. Работы посвабированию выполн ет бригада из двух человек. Основные параметры и результаты свабировани скважины сведены в табл. 2

Claims

Таблнца1 Формула изобретени 1. Способ свабировани скважины, включающий периодический спуск в скважину сваба на т говом элементе, герметизированном на устье, погружение его под уровень жидкости, подъем сваба со столбом жидкости над ним с отводом жидкости в систему сбора и непрерывный контроль глубины погружени сваба в жидкость, осуществл емый по разнице длины т гового элемента, спущенного в скважину, и уровн жидкости в ней, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности , при спуске сваба непрерывно контролируют разрежение в полости труб над свабом, а об уровне -жидкости в скважине суд т по длине т гового элемента в момент прекращени изменени разрежени .
2. Способ свабировани скважины, включающий периодический спуск в скважину сваба на т говом элементе, герметизированном на устье, погружение его под уровень жидкости, подъем сваба со столбом жидкости над ним с отводом жидкости в систему сбора и непрерывный контроль глубины погружени сваба в жидкость, осуществл емый по разнице длины т гового элемента, спущенного в скважину, и уровн жидкости в ней, отличающийс тем, что, с целью повьппени производительности , при спуске сваба в скважине над ним осуществл ют подсос газа с ее усть через дросселирующий канал и непрерывно контролируют изменение перепада давлени на нем, а об уровне идкости в скважине суд т по длине гового элемента в момент прекращеи изменени перепада давлени .

15

2

703

1253 746

1296 780

1330 808

1358 847

1380 847

1397 858

1408

866

1416

872

.

1422

878

1428

881

1431

883

1433

884

1434

884

1434

884

1434

884

1434

884

1434

884

1434

884

1434

884

1434

884

1434

884

1434

16

Продолжение табл.2

6

50

20,8

27,5

50

21,6

28,7

50

22,0

29,7

50

22,6

30,5

50

23,0

31,1

50

23,3

31,6

50

23,5

31,9

50

23,6

32,1

50

23,7

32,3

50

23,8

32,4

23,8

32,5

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6

23,9

32,6 613,4 816,8

16

15

фиг 2