Приток пластового флюида в скважину в большей степени определяется структурой околоскважинной зоны пласта (ОЗП), изменения в которой обусловлены нарушением первоначального равновесного механического и физико-химического состояния породы. Явлениям, протекающим в этой зоне посвящены многочисленные работы российских и зарубежных исследователей – , , , , и др. В них показано, что состояние ОЗП определяется: механическим напряжениями в породе, гидродинамическим влиянием флюидопроводящих каналов; загрязнением проникшими в породу частицами при их вскрытии, либо продуктами физико-химических процессов, протекающих в коллекторах; фильтрационным движением жидкостей, градиентом давлений, температурой, концентрацией растворимых веществ и т. д.
Известные способы интенсификации добычи углеводородов базируются на улучшение продуктивности и приемлемости добывающих и нагнетательных скважин, путем обработки призабойной зоны химическими, тепловыми, механическими, гидроволновыми, сочетанием перечисленных методов и др. Их анализ показал, что несмотря на определенные достоинства каждого метода, они не лишены и определенных недостатков.
В последних работах , , Ясова и их последователей , , и др. показаны эффективность и перспективность для реализации поставленной задачи депрессионного метода воздействия на пласт. Ими показано, что путем регулирования частоты резко создаваемых мгновенных депрессий - репрессий на фоне увеличения общей величины депрессии на пласт в зависимости от: литолого-петрографических особенностей коллектора; его структурных характеристик; состава и свойств флюида, насыщающего пласт; процессов, происходящих в коллекторах при вытеснении нефти и т. д. обеспечивается значительное увеличение производительности скважины.
Результаты этих исследований способствовали созданию и широкому внедрению забойных струйных насосов. В струйных аппаратах происходит смешение и обмен энергий двух потоков разных давлений, при которых образуется «общий» поток с определенным давлением. Происходит преобразование потенциальной энергии потоков в кинетическую, которая передается инжектируемому потоку, происходит выравнивание скоростей смешиваемых потоку и обратное преобразование кинетической энергии смешанного потока в потенциальную. Результатом этих процессов является создание необходимой величины депрессии на пласт. Технологический процесс дает возможность создавать многократные депрессии – репрессии на пласт и способствовать притоку пластового флюида в скважину в случае добывающих скважин и увеличению приемистости пласта – в случае нагнетательных скважин. При депрессионно-репрессионных воздействиях - непосредственно в приствольной зоне поддерживается довольно высокий уровень максимальных градиентов давлений. Они значительно выше таковых в случае однократного снижения давления. Градиенты давления в момент создания депрессии на пласт увеличивают её величину и способствуют выносу «материала» из поровой структуры, снижают силы трения на поверхности контакта дисперсных частиц с поверхностью канала, возможно также кратковременное растяжение дисперсной среды, находящейся в приствольной зоне, за счет чего снижается статическое напряжение сдвига (эффект пружины).
Кроме того, эжекторные (струйные) насосы имеют и такие преимущества как отсутствие трущихся деталей, простота передачи и преобразование энергии, возможность работы в широком диапазоне дебитов, выход на рабочий режим за считанные секунды, возможность управления забойным давлением, надежность работы при высоком газовом факторе и наличии механических примесей в пластовом флюиде, малые габариты и невысокая стоимость.
Разработаны и применяются следующие виды струйных насосов: УОС, УЭОС, УГИС, ЭМПИ и др. Основным их недостатком является то, что способ подачи жидкости на сопло струйного насоса в частности аппарата серии УГИС обязательна только по насосно-компрессорным трубам (НКТ), либо обратная - по межтрубному пространству, невозможность осуществлять многоцикловые гидродинамические воздействия от высоких значений величин депрессии к более низким, возможность их регулирования и др.
Совместно со и разработана конструкция струйного насоса типа СН – 3М (рисунок 4).
Предлагаемая конструкция струйного насоса состоит из переводника-муфты 1, переводника-ниппеля 2, разъемного корпуса 3 с каналами 4 для подвода пассивной среды, активного сопла 5, камеры смешения 6 и входного диффузора 7, выполненных в виде сменных втулок. Отличается от известных тем, что дополнительно содержит установленный в корпусе ступенчатый вкладыш 8, вмещающий в себя входной диффузор 7, активное сопло 5, камеру смешения 6, диффузор 9 и имеющий в верхней и нижней ступенях сквозные пазы 10 и 11, а в средней части – всасывающие отверстия 12; в корпусе 3 сделаны расточки, образующие со ступенчатым вкладышем 8 входную камеру 13, основную 14 и резервную 15 всасывающие камеры; в верхней части корпуса 3 - продольные
отверстия 16, а под резервной всасывающей камерой 15 – угловые нагнетательные каналы 17; в нижней части корпуса 3 имеются дополнительные продольные каналы 18 для подвода пассивной среды, а в переводнике-муфте 1 установлена распорная втулка 19, в которой расположен замок 20, соединенный со ступенчатым вкладышем 8 и включающий корпус 21, со сквозными пазами 22, в которых установлены подпружиненные упоры 23, нижние концы которых выполнены с выступом 24 и расположены в пазах подпружиненной втулки 25, размещенной в нижней части корпуса замка 20. Верхняя часть упоров 23 имеет выступ 26 и упирается в подпружиненную втулку 27, размещенную в посадочном седле 28, установленном на распорной втулке 19 с продольными отверстиями 29, причем всасывающие отверстия 12, выполненные в средней части ступенчатого вкладыша 8, расположены против основной всасывающей камеры 14 при прямой промывке, либо напротив резервной всасывающей камеры 15 – при обратной. Оборудование, включающее хвостовик-фильтр, патрубок, пакер, уравнительный переводник, обратный клапан и струйный насос, спускают на насосно-компрессорных трубах до продуктивного пласта. Пакер с обратным клапаном устанавливают (распакеровывают) выше этого продуктивного пласта. Подают активную среду при заданном давлении по НКТ к струйному насосу. Активная среда проходит через продольные отверстия 16, входную камеру 13, пазы 10, входной диффузор 7 и вытекает с большой скоростью из сопла 5. В зоне всасывающих отверстий 12 создаётся разряжение и из-под пакерной зоны через дополнительные продольные каналы 18, резервную всасывающую камеру 15, продольные каналы 4, основную всасывающую камеру 15, продольные каналы 4, основную всасывающую камеру 14 поступает пассивная среда (пластовой флюид), которая увлекается струей активной среды, вытекающей из сопла 5, смешивается с ней в камере смешения 6. Смешанный поток поступает в диффузор 9, где кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию. Этот поток, выходящий из диффузора 9, через пазы 11 и угловые нагнетательные каналы 17, движется к устью скважины по затрубью.
При создании, например, меньшей депрессии на пласт переходят на обратную промывку. Для этого осуществляют доставку ступенчатого вкладыша на поверхность с помощью канатной техники. При отсутствии канатной техники доставку осуществляют с помощью сваба. На поверхности меняют расположение содержимого вкладыша 8 и с промывкой спускают его на свабе в скважину и устанавливают в корпусе струйного насоса. После установки вкладыша 8 в корпусе 3 струйного насоса, на поверхности переключают задвижки и подают промывочную жидкость в затрубное пространство.
Конструкция струйного насоса типа СН-3М может работать как в низконапорном, так и высоконапорном режимах, при прямой и обратной промывках, с дальнейшей эксплуатацией скважин. Она позволяет при промывке одним цементировочным агрегатом ЦА-320, работающим на 2-й и 3-й передачах при втулках диаметром 100 мм, создавать величины депрессии. На пласт до 30 МПа. Давление депрессии в этом случае практически равно давлению. На выкиде цементировочного агрегата, что подтверждается записями глубинных манометров по скважинам. Используя сопло меньшего диаметра или повышая расход промывочной жидкости, величину депрессии можно увеличить.
Струйный насос может быть использован для освоения, продолжительной добычи и интенсификации притока нефти в наклоннонаправленных и искривленных, с осложненными условиями (пескопроявление, большой газовый фактор, высокая обводненность, температура) скважинах, с отложениями парафина и с ухудшенными фильтрационными свойствами.
Режим работы струйного насоса определяется условием максимальной возможной деблокады флюидопроводящих каналов, обеспечением их раскрытости и созданием необходимой величины депрессии. Импульсы депрессий должны быть резкими и чередоваться с фазами плавного набора забойного давления. При этом следует учитывать, что количество рабочего агента может резко возрастать, влияя на забойное давление и режим воздействия. Импульсами гидравлических воздействий воздействуют временно, для декольматации фильтрационных каналов. Далее роль постоянно действующего фактора, изменяющая величину притока, переходит к величине депрессии.
Эффективность работы струйного насоса определяется давлением в приёмной камере (Ра), необходимым для достижения заданного снижения давления в камере инжекции струйного насоса Рн
,
где Ржс, Ржр – гидростатическое давление столбов соответственно смешанной жидкости в межтрубном пространстве и рабочей жидкости на глубине установки струйного насоса, МПа;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
