Метод очистки загрязненной части ствола скважины от шламовых накоплений путем создания высоких депрессий с использованием струйных насосов

Метод с успехом применяется в вертикальных скважинах на стадии освоения скважин, пробуренных на низкопроницаемые коллекторы, когда традиционные способы освоения скважин не дают желаемого результата. С таким же успехом метод может быть применён и в горизонтальных скважинах для очитки интервала перфорированной колонны или открытого пласта, зашламленного механическими примесями. В этом случае струйный насос располагают на участке перед входом в горизонтальную часть ствола, т. е. в вертикальной его части. Для осуществления процесса применяются различные конструкции струйных насосов. Приведем конструкции струйных насосов, описанные в книге И.Т. Мищенко под названием «Скважинная добыча нефти», изданной к 75-летию Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина. Данные струйные насосные установки снабжены поверхностными силовыми приводами. В этом случае силовое оборудование и оборудование для подготовки рабочей жидкости устанавливается на поверхности. Может использоваться однотрубная или двухтрубная система. При однотрубной системе используется пакер, который отделяет всасывающую линию от нагнетательной. При такой компоновке погружного оборудования возможны два варианта работы струйного насоса:

1. Рабочая жидкость под давлением силового поверхностного насоса подается к соплу струйного насоса через затрубное пространство, а смешанный поток поднимается на поверхность по колонне НКТ. Такая схема (прямая) наименее благоприятна, т. к. высокое давление рабочей жидкости действует на внутреннюю стенку обсадной колонны, нередко приводя к нарушению ее герметичности в резьбовых соединениях.

2. Рабочая жидкость под давлением силового насоса подается к соплу струйного насоса через колонну НКТ, а смешанный поток поднимается на поверхность по затрубному пространству (обратная схема).

На рис. 3.34. представлена схема стационарной части погружного оборудования СНУ, спускаемой на колонне HKT вместе с пакером.

Эта часть включает колонну HKT 1, корпус 2 струйного насоса. В корпусе 2 струйного насоса выполнены радиальные каналы 3, сообщающие полость посадочного конуса 4 с каналами 5 подвода инжектируемой жидкости, а также размещен диффузор 6, сообщающийся радиальными отверстиями 7 с затрубным пространством скважины. Подпакерное пространство соединено с насосом-патрубком 9. Эффективная эксплуатация скважин СНУ зависит от герметичности основных элементов погружного оборудования. При любой компоновке погружного оборудования образуется три смежные полости с различными давлениями движущихся в них жидкостей: подпакерная полость, полость HKT и полость затрубного пространства. При этом каждая из полостей связана с погружным струйным насосом. Так, например, для однотрубной обратной схемы СНУ с пакером по колонне HKT к струйному насосу движется рабочая жидкость под высоким давлением; в подпакерном пространстве — инжектируемая жидкость низкого давления; в затрубном пространстве — смешанный поток рабочей и инжектируемой жидкости, давление в котором определяется гидравлическими сопротивлениями и весом гидростатического столба смешанного потока. Исходя из изложенного герметичность элементов погружного оборудования является одним из важных условий нормальной работы СНУ. Поэтому контроль герметичности системы является основной операцией при запуске СНУ в работу.

Сложность данной операции для упомянутой однотрубной схемы СНУ состоит в том, что погружной струйный насос имеет нормально открытые отверстия для выхода смешанного потока. Таким образом, при неработающей СНУ затрубное пространство всегда гидравлически связано с полостью HKT и подпакерным пространством. Это означает, что создание опрессовочного давления только в одной из этих полостей невозможно без применения специального погружного опрессовочного устройства; при этом раздельная опрессовка этих полостей является необходимым условием поиска и определения возможных источников не-герметичности. Кроме того, особенностью опрессовки пакера является то, что в зависимости от поглощающей способности продуктивного пласта опрессовочное давление на пакер необходимо подавать снизу (в подпакерное пространство) или сверху (в надпакерное затрубное пространство). Именно поэтому опрессовочное устройство должно обеспечивать раздельный и последовательный контроль герметичности погружного оборудования СНУ. Такое опрессовочное устройство разработано фирмой «Инжектор».

На рис. 3.35. представлены компоновки погружного оборудования при опрессовке пакера сверху (рис. 3.35, а) и снизу (рис. 3.35, б).

В посадочном конусе 4 корпуса насоса 2 размещено спускаемое опрессовочное устройство, включающее в себя сердечник 15 и подъемный узел 14. На поверхности сердечника имеются два уплотнительных элемента 20 и кольцевая проточка 18, которая с помощью радиальных отверстий 19 сообщается с центральным каналом 17 сердечника. Подъемный узел 14 имеет осевой канал 12, фильтр 11, ловильную головку 10, съемный центратор 13 и крепится к сердечнику 15 разъемным соединением, в котором размещена съемная заглушка 16, разобщающая каналы 12 и 17.

На рис. 3.35, 6 представлена компоновка погружного оборудования при опрессовке пакера снизу. Все элементы аналогичны схеме на рис. 3.35, а, за исключением съемной заглушки 16, которая в этом случае не используется. При опрессовке пакера сверху опрессовочное давление подается в затрубное пространство, а опрессовка HKT производится закачкой опрессовочной жидкости в НКТ.

При опрессовке пакера снизу опрессовочное давление подается в колонну HKT (рис. 3.35, б). Технология запуска скважинной насосной установки следующая.

В скважину на колонне HKT спускается погружное оборудование, представленное на рис. 3,35, и определяется приемистость скважины закачкой жидкости в затрубное пространство. Опускают в корпус струйного насоса опрессовочное устройство с заглушённым центральным каналом (см. рис. 3.35, а), создают давление опрессовки в полости HKT и выдерживают его в течение 30 минут. Снижают давление и производят посадку пакера в колонне. Начиная с этого момента, порядок операций по опрессовке пакера зависит от определенной ранее продуктивности (приемистости) скважины.

После опрессовки плавно снижают давление в затрубном пространстве и полости HKT и поднимают опрессовочное устройство на поверхность.

Для скважин, у которых очень низкая приемистость, порядок опрессовки следующий. Поднимают на поверхность опрессовочное устройство, извлекают съемную заглушку 16 из центрального канала 17 сердечника 15 и опускают опрессовочное устройство в корпус насоса (рис. 3.34, б). При открытом затрубном пространстве в полости HKT создают давление опрессовки, которое через каналы 12 и 17, радиальные отверстия 19 сердечника опрессовочного устройства, радиальные каналы 3 и каналы 5 корпуса 2 струйного насоса передается в подпакерное пространство скважины. После опрессовки пакера давление в HKT плавно снижают, а опрессовочное устройство поднимают на поверхность.

Дальнейшие операции по запуску насосной установки и скважины заключаются в следующем. Производят замену жидкости глушения на рабочий агент.

В корпус струйного насоса устанавливают вставную часть насоса (см. рис. 3.34, б) и подают по HKT рабочий агент к струйному насосу, который, истекая из сопла 16, создает пониженное давление в приемной камере 17, и продукция скважины (инжектируемый поток) из подпакерного пространства через каналы 5 и отверстия 3 поступает к струе рабочего агента. Далее рабочий агент и инжектируемая продукция скважины смешиваются в камере смешения 19, через диффузор 6 смешанный поток поступает в затрубное пространство и затем — на поверхность.

На рис. 3.34, б представлена компоновка погружного оборудования при рабочем положении струйного насоса. В посадочном конусе 4 располагается вставная часть струйного насоса, включающая в себя активное сопло 16, приемную камеру 17 и камеру смешения 19. Разработанные установки со струйными насосами нашли достаточно широкое применение при эксплуатации скважин с осложненными условиями. Применение струйных насосов для добычи нефти связано также с так называемыми тандемными установками (системами).