Способ изоляции притока пластовых вод на участках их поступления в скважинах с горизонтальным окончанием
Владельцы патента RU 2707109:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для изоляции притока пластовых вод в горизонтальных участках нефтедобывающих скважин. Технический результат заключается в повышении эффективности проведения водоизоляционных работ, изоляции притока пластовых вод в обсаженном горизонтальном участке ствола скважины. Способ включает извлечение из скважины внутрискважинного оборудования, проведение геофизических исследований в горизонтальном участке ствола скважины, определение интервала притока воды из водоносного горизонта. При этом осуществляют спуск на гибкой трубе, оборудованной коннектором, сдвоенным обратным клапаном створчатого типа, аварийного разъединителя, центраторов, двух пакеров надувного действия, между которыми с помощью муфтовых соединений прикреплен перфорированный патрубок, сброс шара в гибкие трубы, проведение закачивания водоизоляционного состава в гибкую трубу, сброс шара до аварийного разъединителя, создание гидравлического давления, отсоединение гибкой трубы от оборудования и подъем ее на поверхность, оставление скважины на ожидание затвердевания цемента, спуск на гибкой трубе оборудования с фрезой, разбуривание перфорированного патрубка, надувных пакеров и остатков водоизоляционной композиции с вымывом на дневную поверхность, спуск внутрискважинного оборудования; освоение скважины и вывод на режим. 7 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для изоляции притока пластовых вод в горизонтальных участках нефтедобывающих скважин.
Известен способ изоляции пластовых вод с использованием безмуфтовой длинномерной трубы (патент РФ №2188929, кл. 7 Е21В 33/13, 2002).
Недостатком такого способа является невозможность использования его в скважинах с субгоризонтальным и горизонтальным окончанием, так как способ не позволяет произвести закачку водоизолирующей композиции в заданный интервал ствола скважины.
Известен способ проведения водоизоляционных работ в скважинах с горизонтальным окончанием, заключающийся в закачивании по насосно-компрессорным трубам в обводненный интервал горизонтального ствола водоизолирующей композиции с последующей установкой металлического перекрывателя из гофрированных труб [Патент РФ №2114990, кл. 6 Е21В 43/32, 33/13,1996].
Недостатком указанного способа является сложность закачивания водоизолирующей композиции строго в обводненный интервал горизонтального ствола скважины.
Известен способ изоляции пластовых вод в необсаженном горизонтальном участке добывающей скважины, согласно которому после спуска колонны НКТ до забоя горизонтального участка ствола скважины межтрубное пространство необсаженного горизонтального участка заполняют цементным раствором, модифицированным поливинилацетатным реагентом, проводят выдержку в течение 2-3 часов с последующей промывкой скважины [Патент РФ №2273722, кл. Е21В 33/13, 2004]. Согласно способу напротив интервалов водопроявляющих пластов образуется тонкая плотная водонепроницаемая корка.
Недостатком способа является возможность быстрого прорыва изолируемой воды в горизонтальный ствол скважины вдоль тонкой непроницаемой корки. Этому способствует то, что, как правило, горизонтальные стволы пробурены вдоль напластования пород, а проницаемость пород вдоль напластования значительно выше, чем в поперечном направлении. Поэтому пластовая вода может легко фильтроваться по напластованию пород вдоль тонкой непроницаемой корки и прорываться в полость горизонтального ствола.
Известен также способ изоляции водопроявляющих пластов [Патент РФ №2152507, 7 Е21В 33/13, 33/19 БИ №19, 2000 г.], включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) в скважину, закачку через них изоляционного раствора с крепящими свойствами и продавливание его в изолируемый пласт под избыточным давлением. При этом в качестве тампонажного раствора используют пластифицированный цементный раствор реагентом СЕПАКОЛ СЕ-5381 или отходами водоочистных сооружений.
К недостаткам известного способа можно отнести следующее. Способ требует для своего осуществления больших материальных затрат, связанных с установкой цементного моста с последующим его разбуриванием после ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ), а также больших затрат времени.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ изоляции притока вод в горизонтальном участке ствола добывающей скважины, включающий извлечение из скважины насосного оборудования, спуск колонны труб в скважину, закачку через них водоизоляционного раствора с твердеющими свойствами, создание непроницаемого экрана в интервале водопроявляющего пласта и последующее вымывание водоизоляционного раствора из скважины обратной циркуляцией после начала схватывания водоизоляционного состава [Патент РФ №2578095, опубл. 20.03.2016 г.].
Недостатком данного способа является существенное сужение горизонтального участка ствола скважины после проведения водоизоляционных работ по причине оставления расширяемой втулки с уплотнительными (резиновыми) кольцами, а также обратного клапана.
Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности проведения водоизоляционных работ, изоляции притока пластовых вод в обсаженном горизонтальном участке ствола скважины.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в разработке эффективного способа изоляции притока пластовых вод в горизонтальном обсаженном участке ствола нефтедобывающей скважины, закачке водоизолирующей композиции в заданный интервал горизонтального ствола.
Поставленная задача и технический результат достигается тем, что способ выборочной изоляции притока пластовых вод в скважинах с горизонтальным окончанием включает извлечение из скважины внутрискважинного оборудования, проведение геофизических исследований в горизонтальном участке ствола скважины; определение интервала притока воды из водоносного горизонта; спуск на гибкой трубе оборудования, состоящей из коннектора, сдвоенного обратного клапана створчатого типа, аварийного разъединителя, центраторов, двух пакеров надувного действия, между которыми с помощью муфтовых соединений прикреплен перфорированный патрубок; сброс шара в гибкие трубы, закачивание водоизоляционного состава в гибкую трубу; сброс шара до аварийного разъединителя, создание гидравлического давления; отсоединение гибкой трубы от оборудования и подъем ее на поверхность; оставление скважины на ожидание затвердевания цемента; спуск на гибкой трубе оборудования с фрезой; разбуривание перфорированного патрубка, надувных пакеров и остатков водоизоляционной композиции с вымывом на дневную поверхность; спуск внутрискважинного оборудования; освоение скважины и вывод на режим.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в применении гибкой трубы, оборудованной надувными пакерами, для проведения выборочной изоляции притока пластовых вод в горизонтальном участке нефтедобывающей скважины.
Изобретение поясняется чертежами, изображенными на фиг. 1-7.
Скважину (1) с горизонтальным окончанием, вскрывшую продуктивный пласт (2) и обводнившуюся по причине прорыва пластовых вод (3) из водоносного горизонта (4), останавливают. Из скважины (1) извлекают применяемое для добычи внутрискважинное оборудование (фиг. 1).
Проводят геофизические исследования в горизонтальном участке ствола скважины (1) и определяют интервал (3) притока воды из водоносного горизонта (4) (не показано).
Для этого спускают в обсаженный горизонтальный участок ствола на гибкой трубе геофизический прибор с запасованным кабелем, определяют изменение фазового состава по профилю горизонтального ствола при многофазном составе добываемой продукции и определяют длину L интервала (3) водоносного горизонта (4) обсаженного горизонтального участка ствола скважины (1), подлежащего к проведению водоизоляционных работ.
Спускают на гибкой трубе оборудование (5), состоящего из коннектора, сдвоенного обратного клапана створчатого типа, аварийного разъединителя, центраторов торов (не показано), двух пакеров (6) и (7) надувного действия, между которыми с помощью муфтовых соединений прикреплен перфорированный патрубок (8) (при чем интервал между пакерами (6) и (7) должен быть на 1-2 м длиннее обводнившегося интервала L) (фиг. 2).
Коннектор, сдвоенный обратный клапан, аварийный разъединитель, а также центраторы можно применять любых известных конструкций. В качестве патрубка (8) применяют отрезок насосно-компрессорной трубы с предварительно вырезанными технологическими отверстиями.
Надувные пакеры имеют корпусы (9) и (10), в которых имеются каналы в виде отверстий (11) и (12) для нагнетания технологической жидкости во внутренние полости, находящиеся между корпусами (11)и(12)и резиновыми уплотнительными элементами (13) и (14). Резиновые уплотнительные элементы (13) и (14) прикреплены к корпусам пакеров (9) и (10) с помощью стопорных колец (15) и (16) на резьбовых соединениях (фиг. 3).
В пакере (6) внутри над буртиком (17) расположена пружина (18), сверху которой находится подвижная втулка (19). Сверху подвижная втулка (19) подпирается выступом (20). Подвижная втулка (19) имеет седло (21) (фиг. 4).
После спуска оборудованной гибкой трубы до необходимого интервала проведения водоизоляции, производится сброс шара (22) в гибкие трубы (5), шар (22) проходя через гибкие трубы (5), пакер (6), попадает в седло (21) подвижной втулки (19) пакера (7). После этого производится закачивание (23) в необходимом объеме водоизоляционного состава в гибкую трубу (5) (фиг. 5).
При закачке шар (22), находящийся в седле (21) под действием гидравлического давления тампонажного состава сдавливает подвижную втулку (19) пакера (7), происходит сжатие пружины (18), открывается канал (12). Водоизоляционный состав, прокачиваясь в канал (12), растягивает резиновый уплотнительный элемент (14) пакера (7), тем самым обеспечивая его контакт со стенкой обсадной колонны скважины в горизонтальном участке скважины (1) (фиг. 6).
В качестве водоизоляционного состава для проведения работ рекомендуется состав, известный по патенту [Патент РФ №2613067. Состав для ремонтно-изоляционных работ в скважинах / Леонтьев Д.С., Кустышев А.В., Клещенко И.И. и др.], включающий микродур R-U, полифункциональный модификатор PFM-ISO, суперпластификатор F-10 и воду при водоцементном отношении 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %: микродур R-U 48,75-49,05, полифункциональный модификатор PFM-ISO 1,0-1,2%, суперпластификатор F-10 0,9-1,3%, вода - остальное.
Далее в процессе закачивания тампонажный состав поступает в перфорационные отверстия перфорированного патрубка (8), а также в канал (13) пакера (6). Резиновый уплотнительный элемент (13) пакера (6) начинает растягиваться и уплотняться со стенкой обсадной колонны скважины (1). В процессе закачки водоизоляционного состава резиновые уплотнительные элементы (13) и (14) пакеров (6) и (7) находятся в надутом состоянии, состав через перфорационные отверстия перфорированного патрубка (8) закачивается в обводнившийся интервал пласта.
Затем в гибкие трубы (5) сбрасывается шар до аварийного разъединителя, подается гидравлическое давление (к примеру, водой), гибкая труба (5) отсоединяется от оборудования и поднимается на поверхность (не показано). После этого скважина (1) оставляется на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ).
После ОЗЦ в скважину (1) на гибкой трубе спускается оборудование с фрезой (23) и проводятся работы по разбуриванию перфорированного патрубка (8), пакеров (6) и (7) и остатков водоизоляционной композиции (24) с вымывом на дневную поверхность (фиг. 7).
После окончания работ в скважину (1) спускают внутрискважинное оборудование, скважину осваивают и выводят на режим.
Предлагаемый способ выборочной изоляции притока пластовых вод в обсаженном горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины позволяет повысить эффективность водоизоляционных работ, продлить безводный период ее работы.Описание
1 - скважина
2 - продуктивный пласт
3 - приток пластовых вод
4 - водоносный горизонт
5 - гибкая труба
6,7 - надувные пакеры
8 - перфорированный патрубок
9, 10 - корпусы надувных пакеров
11, 12 - каналы в виде отверстий
13, 14 - резиновые уплотнительные элементы
15, 16 - стопорные кольца
17 - буртик
18 - пружина
19 - подвижная втулка
20 - выступ
21 - седло
22 - шар
23 - прокачивание состава
Способ выборочной изоляции притока пластовых вод в скважинах с горизонтальным окончанием, включающий извлечение из скважины внутрискважинного оборудования, проведение геофизических исследований в горизонтальном участке ствола скважины, определение интервала притока воды из водоносного горизонта, отличающийся тем, что осуществляют спуск на гибкой трубе, оборудованной коннектором, сдвоенным обратным клапаном створчатого типа, аварийного разъединителя, центраторов, двух пакеров надувного действия, между которыми с помощью муфтовых соединений прикреплен перфорированный патрубок, сброс шара в гибкие трубы, проведение закачивания водоизоляционного состава в гибкую трубу, сброс шара до аварийного разъединителя, создание гидравлического давления, отсоединение гибкой трубы от оборудования и подъем ее на поверхность, оставление скважины на ожидание затвердевания цемента, спуск на гибкой трубе оборудования с фрезой, разбуривание перфорированного патрубка, надувных пакеров и остатков водоизоляционной композиции с вымывом на дневную поверхность, спуск внутрискважинного оборудования; освоение скважины и вывод на режим.
