Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для разработки и обработки продуктивного пласта скважины.

Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины, включающее заглушенный в нижней торцевой части цилиндрический корпус с боковыми отверстиями и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, при этом цилиндрический корпус снизу оснащен хвостовиком с дополнительным клапаном и пакером, установленным над пластом и перекрывающим пространство между хвостовиком и стенками скважины, при этом хвостовик сообщен сверху с боковыми отверстиями, а его входное каналы снизу расположены ниже пласта, причем боковые отверстия изготовлены на расстоянии от нижней торцевой части цилиндрического корпуса отверстий в зависимости от допустимой амплитуды импульсной обработки продуктивного пласта.

Пакер, установленный над продуктивным пластом позволяет исключить гидроудар на стенки скважины в межколонном пространстве в процессе в процессе импульсной обработки продуктивного пласта и позволяет направить давление депрессии непосредственно только на продуктивный пласт, защитив при этом обсадную колонну скважины от действия высокого давления, возникающего при депрессии.

Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины позволяет увеличить КПД, так как на создание импульсной обработки используется весь рабочий ход плунжера, а не только 2/3 его хода как в прототипе.

Предлагаемое устройство весьма эффективно в работе, так как импульсное воздействие на продуктивный пласт производят без снижения уровня в межколонном пространстве и непосредственно на импульсную обработку продуктивного пласта, благодаря пакеру, установленному в скважине над продуктивным пластом.

1 ил. на 1 л.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для разработки и обработки продуктивного пласта скважины.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления (патент RU 2189440 МПК 7 Е21В 43/18 опуб. в бюл. 26 от 20.09.2002 г.), включающее корпус насоса с клапаном и отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, отличающийся тем, что корпус насоса выполнен в виде соединенных двух цилиндров, верхнего большего диаметра и нижнего меньшего диаметра с клапаном внизу и отверстиями в верхних частях цилиндров, плунжер выполнен также в виде двух соединенных цилиндров, нижнего меньшего диаметра с заглушенным нижним торцем и верхнего большего диаметра с клапанами, при этом соединение цилиндров корпуса насоса и/или плунжера выполнено с возможностью взаимного перемещения цилиндров с фиксацией их положения.

Недостатком данного устройства является то, что оно позволяет производить обработку скважины только при ремонте скважины, и не возможно проведение обработки в процессе добычи нефти.

Также известна установка для импульсного воздействия на залежь (патент RU 2140533 МПК 7 Е21В 43/25 опуб. в бюл. 30 от 27.10.1999 г.), содержащая установленную в скважине колонну насосно-компрессорных труб с цилиндром, размещенный в цилиндре плунжер с обратным клапаном и станок-качалку, связанный колонной штанг с плунжером так, что в верхней точке хода плунжера обеспечивается сообщение полости цилиндра с полостью колонны насосно-компрессорных труб, отличающаяся тем, что она снабжена заглушкой, установленной соосно с возможностью возвратно-поступательного движения на цилиндре или в его полости и контактирующей непосредственно с жидкостью в скважине, при этом заглушка выполнена в виде стакана.

Установка применяется во время ремонта скважины при отсутствии насоса, исключена возможность добычи нефти при одновременной ударно-импульсной обработке призабойной зоны. Кроме того, импульсы от гидроударов через жесткую металлическую штангу передаются на головку балансира станка-качалки, что может вызвать его поломку.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины (авторское свидетельство SU 1794312 МПК 7 Е21В 43/25; 43/00 опубл. 07.02.1990 г.), включающее заглушенный в нижней части цилиндрический корпус с отверстиями и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапанами, при этом отверстия выполнены в верхней части цилиндрического корпуса, а плунжер выполнен длиной, не меньшей длины его хода.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, низкая эффективность работы устройства, так как перед импульсным воздействием на продуктивный пласт производят снижение уровня в межколонном пространстве;

во-вторых, низкий коэффициент полезного действия (КПД), так как при создании импульсного воздействия используется не весь рабочий ход плунжера, а только 2/3.

в-третьих, велика вероятность возникновения гидроудара в межколонном пространстве скважины, как в процессе откачки оттуда скважинной жидкости, так и в процессе импульсной обработки продуктивного пласта продуктивного пласта, что может привести к нарушению обсадной колонны скважины и к вытекающим из этого ремонтным работам по герметизации нарушения.

Задачей изобретения является увеличение КПД устройства, а также повышение эффективности его работы и исключение гидроудара на обсадную колонну скважины в процессе работы устройства.

Поставленная задача решается устройством для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины, включающим заглушенный в нижней торцевой части цилиндрический корпус с боковыми отверстиями и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном.

Новым является то, что цилиндрический корпус снизу оснащен хвостовиком с дополнительным клапаном и пакером, установленным над пластом и перекрывающим пространство между хвостовиком и стенками скважины, при этом хвостовик сообщен сверху с боковыми отверстиями, а его входной канал снизу расположен ниже продуктивного пласта.

Также новым является то, что боковые отверстия изготовлены на расстоянии от нижней торцевой части цилиндрического корпуса отверстий в зависимости от допустимой амплитуды импульсной обработки продуктивного пласта.

На фигуре 1 изображено устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины.

Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины включает цилиндрический корпус 1 с боковыми отверстиями 2 и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер 3 с клапаном 4. Цилиндрический корпус 1 заглушен в нижней торцевой части заглушкой 5.

Цилиндрический корпус 1 снизу оснащен хвостовиком 6 с дополнительным клапаном 7 и пакером 8, установленным над пластом 9 и перекрывающим пространство 10 между хвостовиком 6 и стенками скважины 11. Хвостовик 6 сообщен сверху с боковыми отверстиями 2 цилиндрического корпуса 1, а его входной канал 12 снизу расположен ниже продуктивного пласта 9. Боковые отверстия 2 цилиндрического корпуса 1 изготовлены на расстоянии А от нижней торцевой части заглушки 5 цилиндрического корпуса 1 в зависимости от допустимой амплитуды импульсной обработки продуктивного пласта 9.

Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины работает следующим образом.

Сначала монтируют устройство в скважине 11. Для этого предварительно на колонне труб (на фиг.) спускают пакер 8 и производят его посадку выше продуктивного пласта 9, после чего извлекают вышеупомянутую колонну труб. Далее в скважину 11 спускают колонну труб 13, оснащенную снизу цилиндрическим корпусом 1 и хвостовиком 6 с дополнительным клапаном 7. Причем длину хвостовика 6 подбирают таким образом, чтобы входные каналы 12 хвостовика 6 были ниже продуктивного пласта 9 на высоту h=3-4 метра, что позволяет исключить образование конуса подошвенной воды, при этом наоборот образуется обратный конус нефти.

В процессе спуска колонны труб 13 хвостовик 6 пропускают через предварительно посаженный в скважине 11 пакер 8. Также пакер 8 можно спустить в скважину и посадить одновременно в сборе с хвостовиком 6. После чего фиксируют посредством фиксатора 14 хвостовик 6 относительно пакера 8

Далее в колонну труб 13 на колонне штанг 14 спускают плунжер 3 с клапаном 4, до тех пор, пока плунжер 3 разместится в заглушенном снизу заглушкой 5 цилиндрическом корпусе 1. После чего соединяют верхний конец колонны штанг 15 с наземным приводом (на фиг. не показано) в качестве которого может быть использован станок-качалка.

Устройство запускают в работу, причем первоначально боковые отверстия 2 цилиндрического корпуса 1 перекрыты изнутри плунжером 3 (см. фиг,), поэтому при ходе колонны штанг 15, и соответственно, плунжера 3 вверх клапан 4 закрыт по весом столба скважинной жидкости в колонне труб 13 и плунжер 3 вытесняет скважинную жидкость из колонны труб 13 в выкидную линию (на фиг. не показано), при этом под плунжером 3 внутри цилиндрического корпуса 1, заглушенного снизу заглушкой 5 при ходе плунжера 3 вверх образуется ваккум. Как только плунжер 3 двигаясь вверх минует боковые отверстия 2 цилиндрического корпуса 1 в ваккумную полость через боковые отверстия 2 внутрь цилиндрического корпуса 1 мгновенно устремляется скважинная жидкость, которая из продуктивного пласта 1 через перфорированные отверстия 16 устремляется через входной канал 12 хвостовика 6, открывая дополнительный клапан 7 и по хвостовику 6 в ваккумную полость цилиндрический корпус 1 под плунжером 3.

В результате образуется мгновенная депрессия на продуктивный пласт 1 и происходит импульсная обработка продуктивного пласта 9, что позволяет интенсифицировать приток пластовых флюидов. При дальнейшем движении вверх плунжер 3 минует боковые отверстия цилиндрического корпуса 1 и происходит дальнейшее заполнение объема цилиндрического корпуса 1 под плунжером 3, который полностью заполняется скважинной жидкостью, при этом давление внутри цилиндрического корпуса 1 и в продуктивном пласте 9 выравнивается и дополнительный клапан 7, установлены в хвостовике 6 закрывается.

Чем больше расстояние А, тем больше объем ваккумной полости цилиндрического корпуса 1, и соответственно, больше энергия импульса депрессии на пласт 1, поэтому предварительно в зависимости от величины требуемой депрессии на пласт 9. Расстояние А подбирают опытным путем пропорционально продуктивности пласта 9, чем выше продуктивность пласта 9, тем больше расстояние А, и наоборот.

После достижения крайней верхней точки движения плунжера 3 меняют направление его движения. В результате колонна штанг 14 с плунжером 3 перемещаются вниз, при этом клапан 4 открывается и скважинная жидкость находящаяся внутри цилиндрического корпуса 1 над заглушкой 5 вытесняется сквозь плунжер 3 и его верхние отверстия 17 в колонну труб 13. Достигнув крайней нижней точки движения плунжера 3 направление его движение меняется на противоположное. Колонна штанг 14 и соответственно плунжер 3 начинают двигаться вверх, при этом весь вышеописанный цикл повторяется.

В дальнейшем цикл хода плунжера 3 повторяется, причем в процессе работы устройства (добычи скважинной жидкости) всегда при ходе плунжера 3 вверх происходит циклическая (импульсная) обработка продуктивного пласт позволяет значительное время поддерживать объем добычи скважинной жидкости продуктивного пласта 9.

Пакер 8, установленный над продуктивным пластом 9 позволяет исключить гидроудар на стенки скважины 11 в межколонном пространстве 10 в процессе в процессе импульсной обработки продуктивного пласта 9 и направить энергию импульса депрессии непосредственно на продуктивный пласт 9, защитив при этом обсадную колонну скважины 11 от действия высокого давления.

Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины позволяет увеличить КПД, так как на создание импульсной обработки используется весь рабочий ход плунжера, а не только 2/3 его хода как в прототипе.

Предлагаемое устройство весьма эффективно в работе, так как импульсное воздействие на продуктивный пласт производят без снижения уровня в межколонном пространстве и непосредственно на импульсную обработку продуктивного пласта, благодаря пакеру, установленному в скважине над продуктивным пластом.

1. Устройство для разработки и импульсной обработки продуктивного пласта скважины, включающее заглушенный в нижней торцевой части цилиндрический корпус с боковыми отверстиями и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, отличающееся тем, что цилиндрический корпус снизу оснащен хвостовиком с дополнительным клапаном и пакером, установленным над пластом и перекрывающим пространство между хвостовиком и стенками скважины, при этом хвостовик сообщен сверху с боковыми отверстиями, а его входной канал снизу расположен ниже пласта.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковые отверстия изготовлены на расстоянии от нижней торцевой части цилиндрического корпуса отверстий в зависимости от допустимой амплитуды импульсной обработки продуктивного пласта.