Способ освоения скважины

 

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти. Цель-снижение энергозатрат на реализацию способа за счет использования энергии сжатого в затрубном пространстве /П/ газа. Способ освоения обсаженной скважины /С/ осуществляется в три этапа /Э/. На первом Э осуществляют закачку воздуха компрессором в затрубное П до максимально возможной величины и вытеснение скважинной жидкости на поверхность через насосно-компрессорные трубы /НКТ/. На втором Э осуществляют выравнивание уровней жидкости в затрубном и трубном П. На третьем Э осуществляют вытеснение жидкости из НКТ и затрубного П на поверхность. На втором Э при выравнивании уровней в затрубном и трубном П давление воздуха в затрубном П распределяют равномерно в обоих П путем сообщения их на устье С между собой. Затем на третьем Э полость НКТ и затрубное П разобщают на устье С и сбрасывают давление в затрубном П до атмосферного. Под давлением сжатого воздуха, оставшегося в полости НКТ, жидкость выдавливается из НКТ и затрубного П на поверхность. Если уровень жидкости в трубном П не понизился до башмака НКТ, т.е. имеет место Lx Up + h, где Lx - общая глубина снижения уровня в НКТ за весь период процесса освоения с, м; Up - уровень жидкости в НКТ и затрубье после перепуска давления, м; h - глубина снижения уровня жидкости в НКТ под действием давления воздуха в НКТ после перепуска , м, то компрессором создают дополнительное избыточное давление в затрубном П и снижают уровень жидкости до башмака колонны. НКТ. 3 ил. (Л С XJ О СП СП ел Сл)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 43/25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4603695/03 (22) 26.09.88 (46) 15.01.92, Бюл, № 2 (71) Конструкторское бюро Производственного объединения "Саратовнефтегаз" (72) В.Ф,Калинин, О.Д.Герасимов, В.Г.Сысоев и Ю.Г.Козлов (53) 622.245,5(088.8) (56) Минеев Б,П. и Сидоров Н.А. Практическое руководство по испытанию скважин.

М.. Недра, 1981, с.117-118.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1051238, кл. E 21 В 43/25, 1982. (54) СПОСОБ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти. Цель — снижение энергозатрат на реализацию способа за счет использования энергии сжатого в затрубном пространстве /П/ газа. Способ освоения обсаженной скважины /С/ осуществляется в три этапа /Э/. На первом Э осуществляют закачку воздуха компрессором в затрубное П до максимально возможной величины и вытеснение скважинной жидкости на поверхность через насосно-компрессорные трубы /НКТ/. На втором Э осуществляИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам вызова притока иэ пласта в обсаженной скважине.

Цель изобретения — повышение эффективности способа при одновременном снижении энергозатрат на реализацию способа за счет использования энергии сжатого в эатрубном пространстве газа.

„„. Ы„„1705553 А1 ют выравнивание уровней жидкости в затрубном и трубном П. На третьем Э осуществляют вытеснение жидкости из НКТ и затрубного П на поверхность. На втором Э при выравнивании уровней в затрубном и трубном П давление воздуха в затрубном П распределяют равномерно в обоих П путем сообщения их на устье С между собой. Затем на третьем Э полость Н КТ и затрубное

П разобщают на устье С и сбрасывают давление в затрубном П до атмосферного. Под давлением сжатого воздуха, оставшегося в полости НКТ, жидкость выдавливается из

НКТ и затрубного П на поверхность, Если уровень жидкости в трубном П не понизился до башмака НКТ, т.е. имеет место Lx > Lcp + h, где Lx — общая глубина снижения уровня в

НКТ за весь период процесса освоения с, м;

Lcð — уровень жидкости в НКТ и эатрубье после перепуска давления, м; h — глубина снижения уровня жидкости в НКТ под действием давления воздуха в НКТ после перепуска, м, то компрессором создают дополнительное избыточное давление в затрубном П и снижают уровень жидкости до башмака колонны. НКТ, 3 ил.

На фиг.1 схематически показана скважина (разрез), обвязка устья и уровень жидкости в затрубном и трубном пространствах скважины при окончании закачки компрес сором воздуха в затрубное пространство; на фиг.2 — то же, когда уровень жидкости в эатрубном и трубном пространствах выравнился при давлении, созданном компрессором в затрубном пространстве; на фиг.3 — то же, когда давлением сжатого воздуха в труб1705553 ном пространстве жидкость вытесняется на поверхность через выкид из затрубного1 пространства, Способ осуществляют следующим образом.

Закачкой газа компрессором в затрубном пространстве создают максимально возможное избыточное давление и вытесняют жидкость иэ него в колонну насосно-компрессорных труб (Н КТ), Далее колонну Н КТ на устье сообщают с затрубным пространством и сжатый газ, расширяясь в трубное пространство, вытесняет из него часть жидкооти. Уровни жидкости и давления в трубном и затрубном пространствах выравниваются, После этого закрывают пространство НКТ, открывают выходную линию на затрубном пространстве и сообщают его с атмосферой. Расширяющийся в колонне НКТ газ дополнительно выталкивает из них жидкость в затрубное пространство, Если уровень жидкости в колонне HKT не понизился до башмака, т.е. имеет место

Lx > Lcp+ h, где Lx общая глубина снижения уровня жидкости в колонне НКТ за весь период процесса освоения скважины, м;

Lcp — уровень жидкости устанавливающийся в трубном и затрубном пространствах после их сообщения между собой, м; h — глубина дополнительного снижения уровня жидкости в колонне HKT при понижении давления в затрубном пространстве до атмосферного, м, то компрессором создают дополнительное избыточное давление в трубном пространстве и снижают уровень жидкости до башмака колон н ы Н КТ.

Глубина дополнительного снижения уровня жидкости в НКТ h под действием давления сжатого воздуха, поступившего иэ эатрубья в НКТ после сообщения затрубного пространства с пространством НКТ, последующего его закрытия и выпуска сжатого возудха из затрубного пространства определяется следующим образом;

Глубина снижения уровня жидкости (волн) в затрубном пространстве L при закачке в него сжатого воздуха с помощью компрессора определяется из выражения:

0,03415 j L

Ру I Zcp Tcp (1)

0,03415 j L где — давление в затрубном

Ру ср Тср пространстве на границе воздух-вода при достижении максимального давления на компрессоре Ру = Р», ат;

J — относительная плотность газа;

Исходя из Закона Бойля-Мариотта

P1V1 = const, объем пространства Н КТ. занятого сжатым воздухом, увеличится с V1 до

V2, а давление Р1 снизится до величины Рг: это состояние характеризуется соотношением

P1V1 = РгЧг, (3)

S KOT0POM Чг = Янкт (Lcp + h); (4)

55 (с +h — Lc — h1 )

Рг—

10 h+ Н1}, 10 (5) L — высота столба сжатого воздуха в эатрубном пространстве,м;

Zcp — коэффициент сверхсжимаемости воздуха при Рср и Tcp, 5 Tcp — средняя температура сжатого воздуха в затрубном пространстве, Средняя температура в скважине равна

Тз

Tcp = (Т, — Ty)/In —; здесь Ту, Т, — соответстТ„

10 венно устьевая температура и температура в эатрубном пространстве на границе воздух-вода, К; е — основание натуральных логарифмов; р — плотность воды, г/см . э

Среднюю глубину снижения уровня воды в скважине 4:р после перевода сжатого воздуха из затрубного пространства в НКТ определяют по формуле;

20 Lcp + 5 (2)

>нкт + 5к.пр где Янкт, Як,пр соответственно площадь поперечного сечения НКТ и кольцевого пространства.

Тогда глубина дополнительного снижения уровня жидкости в НКТ под действием давления сжатого воздуха, поступившего иэ затрубья в НКТ после сообщения эатрубного пространства с пространством НКТ, последующего его закрытия и выпуска сжатого

30 воздуха из затрубного пространства, следующим образом.

Сжатый воздух, поступивший иэ затрубного пространства в НКТ, займет объем V, равный ср. S>«. Давление, при котором сжатый воздух находится в НКТ, составляет

Р1 = Рк = Ру.

При выпуске сжатого воздуха иэ эатрубного пространства уровень воздуха в НКТ под действием давления сжатого воздуха в

Н КТ понизится на величину h, а в затрубном пространстве вследствие этого повысится на величину h1; при этом давление в HKT снизится до величины Рг, определяемого противодавлением столба воды в затрубном

45 прОСтранСтвЕ р2

1705553

5нкт где h1- h — — величина дополнительного

Як.пр снижения уровня воды в НКТ при расширении сжатого воздуха в НКТ;

h — величина подъема уровня воды в 5 затрубном пространстве за счет расширения сжатого воздуха в НКТ и перетока воды иэ НКТ в затрубное пространство.

После преобразований соотношение (5) приводится к виду 10

h(1 + нкт )

Рг=

10 (6) а соотношение (3) с учетом (6) принимает вид 15

Pa | (" + ) ((-ср + " ) 8нкт

Зк.п

Рг Чг

10 (7)

С другой стороны соотношение (3) с учетом (1) имеет вид

0,03415 J Lcð 1 1= Ру е ср cp (8)

С учетом соотношений (7) и (8) формула (3) принимает вид

Zc Tc р.(1+ "" )

Зк.пр

- h (Lcp + h), (9) иэ которого величина h определяется следующим образом

35 (10)

L cp+

5 нкт р(1 ) к.пр

Пример реализации способа.

В скважину глубиной 3750 м, обсаженную эксплуатационной колонной диаметром 139,7 мм, с толщиной стенки трубы 10 мм спущена колонна насосно-компрессорных 45 труб диаметром 73 мм с толщиной стенки трубы 7,0 мм на глубину 3700 м.

Глубина снижения уровня жидкости (воды) в затрубье составляет L = 3420 м.

Уровень жидкости в Н КТ и затрубье после выравнивания в них давления в результате сообщения затрубного пространства с пространством НКТ составил 4:р = 2479 м, Глубина снижения уровня жидкости в

НКТ под действием давления сжатого воздуха, поступившего из затрубья в Н КТ после сообщения затрубного пространства с пространством НКТ, последующего его закрытия и выпуска сжатого воздуха из эатрубного пространства составила!,о яго т3

= f530,5»

Общая глубина снижения уровня жидкости (воды) в НКТ под действием давления сжатого воздуха, поступившего из эатрубного пространства в НКТ и последующего сброса давления в затрубном пространстве составила

Lx = 2479 + 1530.5 = 4009,5 м, что на 309,5 м больше, чем глубина спуска башмака НКТ под уровень жидкости в скважине. В этих условиях происходит прорыв сжатого воздуха через башмак НКТ, который приводит к выбросу столба воды иэ затрубного пространства и к освоению скважины.

Формула изобретения

Способ освоения скважины, включающий закачку газа и создание избыточного давления в затрубном пространстве скважины, понижение в нем давления до атмосферного с выравниванием уровней жидкости в трубном и эатрубном пространствах и понижение уровня жидкости в трубном пространстве до башмака колонны насосно-компрессорных труб путем закачки в него газа и создания в нем избыточного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа при одновременном снижении энергозатрат на его реализацию за счет возможности использования энергии сжатого в затрубном пространстве газа, выравнивание уровней жидкости в трубном и эатрубном пространствах осуществляют до понижения давления в затрубье,до атмосферного путем сообщения трубного и затрубного пространства Между собой, а понижение уровня жидкости в трубном пространстве созданием в нем избыточного давления осуществляют при условии -х Lcp + и, где Lx — общая глубина снижения уровня жидкости в колонне насосно-компрессорных труб за весь период процесса освоения скважины, м;

1 ср — уровень жидкости, устанавливающийся в трубном и эатрубном пространствах после их сообщения между собой, м;

h — глубина дополнительного снижения уровня жидкости в колонне насосно-компрессорных труб при понижении давления в затрубном пространстве до атмосферного, м.

Составитель А Симецкая

Te".õi)Ð) У f-1ооi ei н ая

Редактор Г.Мозжечкова

Корректор M.Øàðoøè

Производственно-издательскии омГ. ым П,не. т, г. Ужгород, ул. Гмлрина, 101

Заказ 181 l иргск Подписное

ВНИИХИ Государственно о комитета оо изобретениям и откритиям ори ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб.„4/5