Способ безопасного освоения скважин

 

Использование: изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам освоения скважин. Сущность изобретения: для создания депрессии на пласт при освоении в скважину закачивают воздушную пену, оставляют скважину на самоизлив пены. После прекращения самоизлива пены откачивают воздух из трубного и межтрубного пространств, затем в скважину подают азот. При этом обеспечивается снижение концентрации кислорода ниже критической. Затем скважину закрывают на ожидание притока. Способ обеспечивает взрывобезопасность процесса при использовании небольшого количества азота, что делает его доступным и практически осуществимым большинством предприятий нефтегазового комплекса.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам освоения скважин.

Известен способ освоения скважин, при котором для создания депрессии на пласт в межтрубное пространство скважины закачивают сжатый воздух, вытесняют при этом жидкость из скважины, оставляют скважину на стравливание воздуха и ожидание притока (Соловьев Е.М. Заканчивание скважин. М. Недра, 1979, 303 с. аналог).

Недостатком этого способа является образование взрывоопасной газовоздушной смеси.

Известен также способ освоения скважин, при котором для создания депрессии на пласт в межтрубное пространство скважины закачивают воздушную пену до ее появления на устье, оставляют скважину на самоизлив пены до его прекращения, закрывают скважину на ожидание притока флюида (Амиян В.А. Амиян А.В. Васильева Н.П. Вскрытие и освоение нефтегазовых пластов. М. Недра. 1980 прототип).

Недостатком известного способа является образование взрывоопасной газовоздушной смеси при разрушении пены в закрытой на ожидание притока скважине и поступлении в образовавшееся на ее месте воздушное пространство газа из продуктивного пласта. Взрывоопасная смесь образуется в случае, когда содержание в ней кислорода превышает критическое значение 5% а взрыв образовавшейся газовоздушной смеси возникает при открытии скважины для проведения дальнейших работ по освоению.

Задача изобретения создание безопасного способа, позволяющего осуществлять освоение скважины при длительном ожидании притока посредством уменьшения содержания кислорода в скважине.

Указанная задача решается тем, что в способе, заключающемся в закачивании в скважину воздушной пены до ее появления на устье, остановке скважины на самоизлив пены до его прекращения, после прекращения самоизлива пены откачивают воздух из трубного и межтрубного пространства до получения абсолютного давления 0,01 0,025 МПа и подают в трубное и межтрубное пространства азот до установления в скважине атмосферного давления.

Известно применение азота при освоении скважин, когда для создания депрессии на пласт в весь объем скважины закачивают азот или азотную пену. Для осуществления такого процесса требуется от 1000 до 10000 м³ азота при нормальных условиях. Такое количество азота может быть доставлено к скважине только в 1 3 азотных газификационных установках типа АГУ-6К в жидком виде, для доставки же азота к скважине в газообразном состоянии потребуется до 1600 шт. 40-литровых баллонов с сжатым до 15,0 МПа азотом, что на практике практически неосуществимо.

В настоящее время производство АГУ-8К в ограниченном объеме осуществляет НПО "Кислородмаш" (г. Одесса). Дефицитность и стоимость этого оборудования таковы, что его приобретение предприятиями РФ практически исключено. Кроме того, в большинстве нефтегазовых регионов России отсутствуют мощности по производству азота, способные обеспечить потребности нефтегазовых предприятий.

В предлагаемом решении требуется в зависимости от величины снижения уровня в скважине и диаметра эксплуатационной колонны от 6 до 18 м³ азота при нормальных условиях. Такое количество азота может быть доставлено к скважине в 1 5 шт. 40-литровых баллонах при давлении 15 МПа.

Пример. При освоении скважины (глубина H 3000 м; диаметр эксплуатационной колонны D 168 мм; пластовое давление P_пл 30,0 МПа; диаметр лифтовой колонны d 73 мм; объем скважины V 54 м³) для создания депрессии на пласт P 20 МПа закачали воздушную пену в межтрубное пространство до появления ее на устье. Затратили пенообразующей жидкости 51,3 м³. Содержание воздуха (степень аэрации) в пене при нормальных условиях (далее н.у.) a 30. После закачивания пены оставили скважину на самоизлив до его прекращения. Эхолотом определили уровень жидкости в скважине, он составил 2000 м. В течение 3 ч уровень жидкости в скважине не изменился. Перед закрытием скважины на ожидание притока (консервания) для уменьшения содержания кислорода в пространстве над уровнем жидкости в скважине из нее откачали воздух до установления абсолютного давления на устье 0,02 МПа. После чего к трубному и межтрубному пространствам подключили баллоны со сжатым азотом и эксплуатационную колонну над уровнем жидкости заполнили азотом до выравнивания устьевого давления в скважине с атмосферным, при этом было израсходовано 30 м³ (пять баллонов азота, сжатого до 15,0 МПа). При освоении этой скважины с использованием азотной пены потребовалось бы 1539 м³ азота, а сжатого азота 7200 м³. После откачивания воздуха из скважины до величины избыточного давления 0,02 МПа и заполнения скважины азотом до установления атмосферного давления на устье содержание кислорода в пространстве над уровнем жидкости не превысило 4,5% при этом не инициируется фильтрация жидкости в пласт. Через 48 ч ожидания притока давление на устье скважины составило 2 МПа. Скважину открыли на освоение и отработку.

Таким образом, способ позволяет осуществить безопасное освоение скважины при длительном ожидании притока пластового флюида благодаря снижению концентрации кислорода в скважине за счет следующих операций: откачивание воздуха из скважины, в результате снижается концентрация кислорода в объеме над пенообразующей жидкостью; заполнение образовавшегося объема азотом для предотвращения повышения концентрации кислорода в объеме скважины над пенообразующей жидкостью при сжатии воздуха, например, при подъеме уровня жидкости в скважине за счет поступления флюида из продуктивного пласта.

При этом для обеспечения взрывобезопасности освоения скважины требуется небольшое количество азота, который может быть доставлен на скважину в сжатом виде, что делает процесс освоения доступным и практически осуществимым для большинства предприятий нефтегазового комплекса.

Поддержание содержания кислорода ниже критической концентрации в объеме скважины над пенообразующей жидкостью перед закрытием скважины обеспечивается откачиванием воздуха из скважины до создания абсолютного давления 0,01 0,025 МПа.

Формула изобретения

Способ безопасного освоения скважин, заключающийся в том, что в скважину по межтрубному пространству закачивают воздушную пену до ее появления на устье, оставляют скважину на самоизлив пены до его прекращения, закрывают скважину на ожидание притока, отличающийся тем, что после окончания самоизлива пены откачивают воздух из трубного и межтрубного пространств до получения абсолютного давления 0,01 0,025 МПа и подают азот в трубное и межтрубное пространства до установления в скважине атмосферного давления.