Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам одновременно-раздельной эксплуатации нагнетательных скважин, эксплуатирующих низкоприемистые пласты или ухудшивших свои эксплуатационные показатели вследствие загрязнения прискважинной зоны.

Известен способ эксплуатации нагнетательной скважины, позволяющий производить одновременно-раздельную закачку воды в пласты через одну скважину и периодические промывки фильтровальной поверхности призабойной зоны пластов (Лапшин В.И. Поддержание пластового давления путем закачки воды в пласт. - М.: Недра, 1986. - С.73-76).

Недостатком этого способа является то, что промывка фильтровальной поверхности призабойной зоны пластов не позволяет эффективно очистить всю призабойную зону пласта, для чего требуются дополнительные затраты, связанные с привлечением бригад подземного и капитального ремонта скважин для срыва пакеров и демонтажа установки одновременно-раздельной закачки жидкости в пласты с установкой дополнительного внутрискважинного оборудования или поверхностного оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является «Способ одновременно-раздельной эксплуатации нагнетательной скважины» (патент РФ №2354810, МПК Е21В 43/14, опубл. БИ №13 от 10.05.2009 г.), включающий разделение пластов в скважине пакером, закачку воды в каждый пласт по своей колонне труб, остановку закачки в оба пласта, возобновление закачки в пласт с большей проницаемостью, возобновление закачки в оба пласта.

Данный способ позволяет осуществить частичное восстановление приемистости низкоприемистого пласта без подземного и капитального ремонта скважины за счет излива жидкости с загрязняющими частицами из низкоприемистого пласта в высокоприемистый по соответствующим колоннам труб через устья, соединенные между собой трубной обвязкой, при выравнивании устьевых давлений на устьях во время остановки в них закачки.

Недостатком способа является то, что для проведения излива необходимо остановить закачку воды по всему водоводу, к которому подключена нагнетательная скважина с очищаемым низкоприемистым пластом, от блока напорных гребенок, при этом останавливается закачка воды по всем нагнетательным скважинам, подключенным к данному водоводу, либо остановить насос на кустовой насосной станции с полным прекращением закачки воды во все скважины, подключенные к данной кустовой насосной станции. При этом объем излива из низкоприемистого пласта в высокоприемистый определяется величиной разности устьевых давлений на устьях, соединенных колоннами труб соответственно с низкоприемистым и высокоприемистым пластами, в момент остановки закачки в них воды, а также скоростью выравнивания устьевых давлений. Кроме того, возможно частичное загрязнение подводящего водовода выносимыми с потоком изливающейся жидкости загрязнениями (асфальтосмолистые вещества, парафины, твердые частицы), которые накапливаются на стенках труб водоводов, повышая гидравлические потери. При возобновлении закачки воды в пласт часть вынесенных загрязнений, не удаленных из водовода, вновь попадает в призабойную зону низкоприемистого пласта и кольматирует поровое пространство, снижая эффективность очистки.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются снижение потери приемистости низкопроницаемых пластов нагнетательных скважин, оснащенных установкой для одновременно-раздельной закачки воды в пласты различной приемистости, предупреждение загрязнения высоконапорных разводящих водоводов осадками твердых частиц, сокращение времени простоя нагнетательных скважин в единой гидродинамической сети водоводов и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления.

Техническая задача решается предлагаемым способом одновременно-раздельной эксплуатации нагнетательной скважины, включающим разделение пластов в скважине пакером, закачку жидкости в каждый пласт по своей колонне труб, остановку закачки в оба пласта, возобновление закачки в пласт с большей проницаемостью, возобновление закачки в оба пласта.

Новым является то, что колонны на устье скважины соединяют отключаемой перемычкой, предварительно определяют предельно допустимые требования по давлению и приемистости для низкоприемистого пласта, а остановку закачки производят после снижения приемистости и роста давления на устье колонны труб, сообщенной с низкоприемистым пластом, до предельно допустимых требований, закачку в высокоприемистый паст осуществляют за счет излива жидкости из низкоприемистого пласта по колоннам труб через перемычку до выравнивания устьевого давления, после чего остатки жидкости изливают из низкоприемистого пласта в передвижную емкость в приустьевой зоне.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа, при этом: I - закачка воды в пласт, II - излив воды из низкоприемистого пласта в высокоприемистый пласт, III - излив в емкость в приустьевой зоне нагнетательной скважины для утилизации.

Схема осуществления способа одновременно-раздельной эксплуатации нагнетательной скважины включает в себя водовод 1, по которому вода от насоса кустовой насосной станции (на схеме не показаны) поступает к нагнетательной скважине 2, оснащенной установкой для одновременно-раздельной закачки воды в низкоприемистый пласт 3 через устье 4 и колонну труб 5, в высокоприемистый пласт 6 - через устье 7 и колонну труб 8, при этом колонны труб 5 и 8 закреплены в нагнетательной скважине с помощью якоря 9, а также пакера 10, разделяющего гидродинамически низкоприемистый пласт 3 и высокоприемистый пласт 6. Устье 4 соединено с водоводом 1 с помощью водовода 11, оснащенного задвижками 12, 13, расходомером 14, пробоотборником 15 и манометром 16. Устье 7 соединено с водоводом 1 с помощью водовода 17, оснащенного задвижками 18, 19, регулируемым гидросопротивлением 20, расходомером 21 и манометром 22. Дополнительно водовод 11 на участке между расходомером 14 и пробоотборником 15 соединен перемычкой 23, оснащенной задвижкой 24, с водоводом 17 на участке между расходомером 21 и задвижкой 19. Кроме того, устье 4 оснащено задвижкой 25 для излива в дополнительно подключаемую к устью 4 емкость (на схеме не показана) в приустьевой зоне нагнетательной скважины 2.

Способ одновременно-раздельной эксплуатации нагнетательной скважины выполняется в следующей последовательности.

Выбирают нагнетательную скважину 2, эксплуатируемую одновременно-раздельным способом и оснащенную установкой для одновременно-раздельной закачки воды в пласты различной приемистости, на которой приемистость низкоприемистого пласта 3 снизилась в процессе эксплуатации. Величина устьевого давления в устье 4, гидравлически соединенном через колонну труб 5 с низкоприемистым пластом 3, должна быть не менее величины, обеспечивающей самоизлив нагнетательной скважины 2 при остановке закачки в нее воды и при открытых задвижках 13 и 19 на водоводах 11 и 17 соответственно и задвижки 24 на перемычке 23.

Воду, подготовленную на головных очистных сооружениях (на чертеже не показаны), закачивают насосами (поток I) через водовод 1 и нагнетательную скважину 2 в низкоприемистый пласт 3 и высокоприемистый пласт 6 для поддержания пластового давления, при этом в низкоприемистый пласт 3 воду закачивают от водовода 1 по водоводу 11 через устье 4 и колонну труб 5, а в высокоприемистый пласт 6 воду закачивают от водовода 1 по водоводу 17 через устье 7 и колонну труб 8, при этом задвижки 12, 13, 18 и 19 открыты, задвижка 24 на перемычке 23 закрыта. Объем и давление воды, закачиваемой в низкоприемистый пласт 3, контролируют с помощью расходомера 14 и манометра 16. Объем и давление воды, закачиваемой в высокоприемистый пласт 6, контролируют с помощью расходомера 21 и манометра 22, при этом расход воды дополнительно регулируют с помощью регулируемого гидросопротивления 20 (например, штуцер, задвижка со штуцирующими насадками, редукционный клапан и т.д.).

При стабильном снижении приемистости низкоприемистого пласта 3 нагнетательной скважины 2 и при условии, что параметры работы нагнетательной скважины (приемистость и устьевое давление) начинают не удовлетворять требованиям технологической схемы разработки месторождения, определяемым геологической службой организации, останавливают закачку воды в устья 4 и 7 нагнетательной скважины 2 путем закрытия задвижки 12 на водоводе 11 и задвижки 18 на водоводе 17, при этом водовод 1 на кустовой насосной станции не перекрывают, и при наличии иных нагнетательных скважин (на чертеже не показаны), подключенных к водоводу 1, закачка воды в них продолжается. Затем открывают задвижку 24 на перемычке 23 и производят излив (поток II) из низкоприемистого пласта 3 через колонну труб 4, перемычке 23 между водоводами 11 и 17, устье 7 и колонну труб 8 в высокоприемистый пласт 6 до выравнивания устьевых давлений, контролируемых по показаниям манометров 16 и 22, расположенных на водоводе 11 в приустьевой зоне устья 4 и водоводе 17 в приустьевой зоне устья 7. В процессе излива визуально контролируют интенсивность выноса загрязняющих веществ из призабойной зоны низкоприемистого пласта 3 путем периодического отбора проб из пробоотборника 15. При выравнивании устьевых давлений на устьях 4 и 7, определяемых по показаниям манометров 16 и 22 соответственно, а также при наличии избыточного давления на устье 4, величина которого позволяет производить самоизлив из низкоприемистого пласта 3, закрывают задвижку 24 на перемычке 23 и задвижку 13 на водоводе 11, дополнительно подключают к устью 4 емкость (на чертеже не показана - например автоцистерну) с помощью временной быстросборной линии (например, шлангом высокого давления, трубами с быстроразъемными соединениями и т.п.), открывают задвижку 25 на устье 4 и производят излив в емкость (поток III). При снижении в жидкости излива концентрации выносимых загрязнений (контролируют визуально путем периодического отбора проб из пробоотборника подключенной к устью 4 емкости, на чертеже не показан) либо прекращении излива по причине снижения устьевого давления на устье 4 ниже величины, обеспечивающей самоизлив, закрывают задвижку 25 устья 4, отсекают и демонтируют быстросборную линию и восстанавливают первоначальную схему закачки в устья 4 и 7 нагнетательной скважины 2 путем открытия задвижек 12, 13, 18. Отведенную в емкость жидкость излива с загрязнениями транспортируют на очистные сооружения для очистки с отделением нефти и утилизации шлама.

Таким образом, предлагаемый способ одновременно-раздельной эксплуатации нагнетательной скважины обеспечивает очистку призабойной зоны низкоприемистого пласта нагнетательной скважины, оснащенной установкой для одновременно-раздельной закачки воды в пласты различной приемистости, препятствуя попаданию загрязняющих веществ излива в водовод и повторному загрязнению призабойной зоны низкоприемистого пласта, а также исключение простоя иных нагнетательных скважин в единой гидродинамической сети водоводов.

Пример конкретного выполнения

Воду, подготовленную на головных очистных сооружениях, закачивают насосами (поток I) через водовод 1 и нагнетательную скважину 2 в низкоприемистый пласт 3 на глубине 1694,2-1702,4 м и высокоприемистый пласт 6 на глубине 1681,2-1684,4 м для поддержания пластового давления, при этом в низкоприемистый пласт 3 воду закачивают с расходом 100 м³/сут и устьевым давлением 15 МПа от водовода 1 по водоводу 11 через устье 4 и колонну труб 5 длиной 1687,3 м с установленным на глубине 1684,3-1686,6 м пакером, а в высокоприемистый пласт 6 воду закачивают с расходом 180 м³/сут и устьевым давлением 13 МПа от водовода 1 по водоводу 17 через устье 7 и колонну труб 8 длиной 1643,6 м, при этом задвижки 12, 13, 18 и 19 открыты, а задвижка 24 на перемычке 23 закрыта, а на водоводе 17 установлено гидросопротивление 20 (штуцер диаметром 5 мм). Закачиваемая вода содержит низкую концентрацию нефтяных частиц и твердых взвешенных частиц (порядка 10-20 мг/л) при незначительных их размерах - порядка 2-20 мкм.

При стабильном снижении приемистости низкоприемистого пласта 3 нагнетательной скважины 2 до 70 м³/сут и повышении устьевого давления до 17 МПа на устье 4 параметры работы нагнетательной скважины 2 перестают удовлетворять требованиям технологической схемы разработки месторождения, производят очистку призабойной зоны низкоприемистого пласта 3 нагнетательной скважины 2 путем излива закачанной воды из низкоприемистого пласта 3 нагнетательной скважины 2. Для этого останавливают закачку воды в устья 4 и 7 нагнетательной скважины 2 путем закрытия задвижки 12 на водоводе 11 и задвижки 18 на водоводе 17, при этом водовод 1 на кустовой насосной станции не перекрывают, и при наличии иных нагнетательных скважин, подключенных к водоводу 1 (на чертеже не показаны), закачка воды в них продолжается. Затем открывают задвижку 24 на перемычке 23 и производят излив из низкоприемистого пласта 3 через колонну труб 4, перемычке 23 между водоводами 11 и 17, устье 7 и колонну труб 8 в высокоприемистый пласт 6. В процессе излива визуально контролируют интенсивность выноса загрязняющих веществ из призабойной зоны низкоприемистого пласта 3 путем отбора периодического отбора проб из пробоотборника 15. При выравнивании устьевых давлений на устьях 4 и 7 на величине 2 МПа, определяемых по показаниям манометров 16 и 22 соответственно, закрывают задвижку 24 на перемычке 23 и задвижку 13 на водоводе 11, дополнительно подключают к устью 4 емкость автоцистерны (на чертеже не показана) с помощью, например, шланга высокого давления, открывают задвижку 25 на устье 4 и производят излив в емкость. По мере увеличения объема излива в жидкости излива начинает увеличиваться концентрация загрязняющих веществ в среднем до 1200 мг/л (промысловые данные), выносимых из призабойной зоны низкоприемистого пласта 3. При снижении в жидкости излива концентрации выносимых загрязнений (контролируют визуально путем периодического отбора проб из пробоотборника подключенной к устью 4 емкости, на чертеже не показан) либо прекращении излива по причине снижения устьевого давления на устье 4 ниже величины, обеспечивающей самоизлив, закрывают задвижку 25 устья 4, отсекают и демонтируют быстросборную линию и восстанавливают первоначальную схему закачки в устья 4 и 7 нагнетательной скважины 2 путем открытия задвижек 12, 13, 18. Отведенную в емкость жидкость излива с загрязнениями транспортируют на очистные сооружения для очистки с отделением нефти и утилизации шлама.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа одновременно-раздельной эксплуатации нагнетательной скважины достигается за счет использования перетока жидкости излива из низкоприемистого пласта в высокоприемистый пласт по колоннам труб через перемычку между устьями нагнетательной скважины, оснащенной установкой для одновременно-раздельной закачки воды в пласты различной приемистости, обуславливаемого разницей давлений на устьях после остановки закачки путем отсечения обоих устьев от водовода и открытия задвижки на перемычке между водоводами, соединяющими устья с водоводом.

Использование данного предложения позволяет при небольших дополнительных капитальных затратах с помощью существующей системы поддержания пластового давления произвести восстановление приемистости низкоприемистого пласта, эксплуатируемого нагнетательной скважиной, оснащенной установкой для одновременно-раздельной закачки воды в пласты различной приемистости, без подземного и капитального ремонта скважины, исключить загрязнение водовода, подходящего к нагнетательной скважине от кустовой насосной станции, выносимыми из призабойной зоны пласта загрязнениями и остановку закачки воды в иные нагнетательные скважины, подключенные к данному водоводу, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.