Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения герметичности насосно-компрессорных труб в нагнетательных скважинах

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации нагнетательных скважин оборудованных колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) и пакером.

Из существующего уровня техники известен способ исследования на герметичность эксплуатационной колонны нагнетательной скважины по патенту №2225506, МПК Е21В 47/00. Сущность способ исследования на герметичность эксплуатационной колонны (ЭК) нагнетательной скважины, заключается в том, что способ включает спуск в скважину пакера на кабель-канате, приводящегося в рабочее положение с помощью электрического двигателя, перекрытие стволаскважины пакером, создание давления над пакером путем нагнетания жидкости вскважину, регистрацию изменения давления одновременно над и под пакером с помощью манометров, по соответствию или несоответствию изменений показателей которых судят о негерметичности пакера или эксплуатационной колонны, и поднятие пакера на поверхность, отличающийся тем, что пакер спускают на заданную глубину через трубное пространство насосно-компрессорных труб и при герметичности эксплуатационной колонны только пакер поднимают на поверхность, а при негерметичности эксплуатационной колонны поднимают на поверхность также насосно-компрессорные трубы.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности определения герметичности системы НКТ-пакер-ЭК в процессе эксплуатации скважины. Для проведения данного способа требуется свободное прохождение пакера через НКТ.

Известен способ контроля герметичности нагнетательной скважины по патенту №2 551 038, МПК Е21В 47/117 (2012.01), который включает в себя сокращение количества исследований на герметичность системы на скважинах, эксплуатируемых по технологии одновременно-раздельная закачка (ОРЗ). Способ включает: определение фактического перепада давления на пакере ΔРп_ф=Ру1-Ртр1-Ру2+Ртр2-Рпогр1-Рпогр2, где Pyl и Ру2 - замеренное устьевое давление закачки в верхний и нижний пласты соответственно, Ртр1 и Ртр2 - потери давления на трение при движении воды по короткой и длинной колоннам соответственно, Рпогр1 и Рпогр2 - значения абсолютной погрешности измерений техническим манометром по короткой и длинной колоннам соответственно, атм. При этом за критерий оценки герметичности принимают заранее заданную критическую величину перепада давления ΔРп_кр. О герметичности системы судят, сравнивая фактический перепад давления на пакере ΔРп_ф и заранее заданную критическую величину перепада давления, при - система герметична. Способ контроля герметичности нагнетательной скважины включает этапы, на которых: регистрируют изменение давления в скважинном пространстве, перекрытом пакером, путем замера давления на устье на входе в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) в верхнем и нижнем пластах соответственно. Проводят анализ полученных данных и определяют герметичность. При этом предварительно замеряют текущий расход воды по водоводу Qт. О герметичности судят при выполнении следующего условия:, где ΔРу_т и Qт - соответственно замеренные текущий устьевой перепад давления и текущий расход воды по водоводу; ΔРу_n и Qn - соответственно фактический перепад давления и общий расход воды по водоводу, если условие выполняется, скважина герметична.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности оператичного определения герметичности системы НКТ-пакер-ЭК в нагнетательных скважинах перед подъемом глубинного насосного оборудования (ГНО) бригадами по ремонту скважин.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, является способ контроля герметичности нагнетательной скважины по патенту №2246613, МПК Е21В 47/00, включающий остановку скважины, регистрацию изменения давления в межтрубном пространстве, перекрытом пакером, и в скважинном пространстве и определение герметичности межтрубного пространства, отличающийся чем, что при регистрации изменения давления в скважинном пространстве производят замер давления на устье на входе в колонну насосно-компрессорных труб, регистрацию изменения давления проводят по сравнению давлений до и после остановки скважины по скорости падения давления на устье и в межтрубном пространстве после остановки работающей скважины и по сравнению давлений до и после пуска скважины под закачку по скорости повышения давления на устье и в межтрубном пространстве после пуска скважины под закачку, при этом при определении герметичности межтрубного пространства за критерий оценки герметичности межтрубного пространства принимают расчетную величину расхода жидкости, входящей или выходящей из межтрубного пространства скважины.

Недостатками данного технического решения являются то, что она не позволяет проведение определения герметичности системы НКТ-пакер-ЭК на простаивающей скважине (не под закачкой) перед проведением ПРС или КРС. Так же в данном изобретении не предусмотрены мероприятия определяющие герметичность НКТ в отдельности.

В заявленном техническом решении была поставлена задача: создать простой и эффективный способ определения герметичности насосно-компрессорных труб в нагнетательных скважинах, исключающий все вышеперечисленные недостатки предыдущих изобретений, а так же проведение ряда работ по снижению затрат на перевозку со скважины, на скважину и ремонт НКТ в специализированных предприятиях.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что способ определения герметичности насосно-компрессорных труб в нагнетательных скважинах включает сборку на устье и спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб диаметром 48-114 мм с пакером диаметром 82-146 мм. Предварительно эксплуатационную колонну шаблонируют шаблоном длиной 1-4 м. Насосно-компрессорные трубы собирают на высокогерметичных муфтах или муфтах с герметиком на резьбе. Перед установкой пакера производится опрессовка труб в следующей последовательности. Собирают нагнетательную линию. Опрессовывают нагнетательную линию на 1,5-кратное давление от планируемого давления опрессовки НКТ. НКТ опрессовывают на давление 100-250атм (в зависимости от условий работы труб). В процессе эксплуатации скважины после внедрения глубинного насосного оборудования производят бесподходное исследование герметичности системы НКТ-пакер-ЭК. Для это производят остановку скважины, регистрацию изменения давления в межтрубном пространстве, перекрытом пакером, и замер давления на устье на входе в колонну насосно-компрессорных труб, регистрацию изменения давления проводят по сравнению давлений до и после остановки скважины по скорости падения давления на устье и в межтрубном пространстве после остановки работающей скважины и по сравнению давлений до и после пуска скважины под закачку по скорости повышения давления на устье и в межтрубном пространстве после пуска скважины под закачку, при этом при определении герметичности межтрубного пространства за критерий оценки герметичности межтрубного пространства принимают расчетную величину расхода жидкости, входящей или выходящей из межтрубного пространства скважины. При герметичности системы НКТ-пакер-ЭК и отсутствия избыточного давления в межколонном пространстве при эксплуатации (при условии отсутствия выявленных нарушений ЭК) НКТ признаются герметичными и опрессовку их перед ПРС, КРС не производят. При необходимости опрессовки НКТ перед проведением ремонта скважин после срыва пакера производят опрессовку системы НКТ-пакер-ЭК с помощью насосного агрегата по межтрубному пространству на давление допустимое на ЭК 50-200атм. При герметичности системы или падения давления на 5% НКТ признают герметичными. При негерметичности сичтемы спускают запорное устройство опрессовочного клапана в трубы. Выполняют закачку технологической жидкости в НКТ для доведения клапана (запорного органа) до стопорного кольца (седла). Создают давление в НКТ равное 50-250атм. Выдерживают 15-30 мин. При снижении давления в НКТ на 0-5% НКТ признают герметичными.

Заявленное техническое решение обеспечивает реализацию поставленных целей, а именно позволило, создать простой и эффективный способ определения герметичности насосно-компрессорных труб в нагнетательных скважинах исключающий все вышеперечисленные недостатки предыдущих изобретений, а так же позволило обеспечить определение герметичности системы НКТ-пакер-ЭК, в том числе насосно-компрессорных труб и пакера в отдельности с оперативным принятием решений по дальнейшей эксплуатации труб без дорогостоящего их вывоза и ремонта в специализированных предприятиях.

Заявленное техническое решение испытано в полевых условиях и показало свою эффективность по сравнению с используемыми ранее способами в ПАО «Татнефть».