RU2630516C1 - Device for operation of formation with zones of various permeability - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: device for operation of a formation with zones of different permeability includes a horizontal area of a production well equipped with a filter. The filter is made in the form of pipe installed outside of coaxially opened casing pipe with a gap that is divided by transverse bridges into the sections. Gaps in some sections are provided with water-swelling material. The water-swelling material is made in the form of a sleeve installed above the casing pipe opening and sealing filter in the corresponding section from the inside. The sections are made alternating with the sections communicated with them without the water-swelling sleeve. The water-swelling sleeve is made with the ability to overlap the casing pipe opening in case of watering of the extracted products above the process defined rate. The casing pipe has an inner valve that lets inside.

EFFECT: design of the device for exploitation of the formation with zones of different permeability allows to reliably cover the zone when the produced product is watered above the process defined rate, and also to eliminate the effect of the watered product from downstream zones on the swelling sleeve of upper zones and their premature overlap.

2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке и эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости, в том числе с помощью боковых и боковых горизонтальных стволов из эксплуатационных колонн.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the development and operation of oil reservoirs with zones of different permeability, including using lateral and lateral horizontal shafts from production casing.

Известно устройство для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости (патент ПМ RU №94628, МПК Е21В 43/33, Е21В 43/12, Е21В 43/14, опубл. Бюл. №15 от 27.05.2010), включающее обсадную колонну с пакерами и клапанами, размещенными между пакерами и имеющими возможность управления с устья, каждый из которых выполнен в виде корпуса с проходными отверстиями и подвижной в осевом направлении втулкой, выполненной с возможностью открытия и закрытия отверстий в крайних положениях и оснащенной сужением, при этом оно имеет пластыри для изоляции зон с низкой проницаемостью, пакеры предусмотрены для установки в пределах пластырей, а снаружи клапанов размещены фильтры, при этом для перемещения втулки вниз технологическая колонна оснащена толкателем, поджатым вниз пружиной, усилие которой превосходит усилие сдвига втулки, патрубка с кольцевым выступом, наружный диаметр которого больше проходного диаметра соответствующего ему сужения втулки, но меньше аналогичных проходных диаметров сужений втулок, дальше расположенных от забоя скважины, а для перемещения втулки вверх технологическая колонна оснащена захватом, выполненным в виде корпуса с поджатыми наружу пружинами шариками, диаметр описанной окружности вокруг которых больше проходного диаметра соответствующего ему сужения втулки, но меньше аналогичных проходных диаметров сужений втулок, дальше расположенных от забоя скважины, а усилие пружин достаточно для сдвига соответствующей втулки шариками.A device for operating a formation with zones of different permeability is known (patent PM RU No. 94628, IPC ЕВВ 43/33, ЕВВ 43/12, ЕВВ 43/14, publ. Bull. No. 15 dated 05/27/2010), including a casing with packers and valves located between the packers and capable of being controlled from the mouth, each of which is made in the form of a housing with passage holes and an axially movable sleeve made with the possibility of opening and closing holes in extreme positions and equipped with a restriction, while it has adhesives for isolation low permeability zones By the way, the packers are designed for installation within the patches, and filters are placed outside the valves, while the process column is equipped with a pusher pressed down by a spring, the force of which exceeds the shear force of the sleeve, a pipe with an annular protrusion, the outer diameter of which is larger than the passage diameter of the corresponding he narrowing of the sleeve, but less than the same passage diameters of the narrowing of the bushings further located from the bottom of the well, and to move the sleeve up the casing is equipped It is provided with a grip made in the form of a housing with balls drawn by springs outside, the diameter of the circumscribed circle around which is larger than the passage diameter of the corresponding sleeve narrowing, but smaller than the similar passage diameters of the sleeve narrowings further located from the bottom of the well, and the spring force is sufficient to shift the corresponding sleeve with balls.

Недостатком данного устройства является то, что в случае обводнения той или иной зоны необходимо сначала спустить оборудование для определения зоны водопритока, а уже второй спуско-подъемной операцией закрыть определенную зону перемещением соответствующей втулки. Это трудоемкая операция, требующая значительных временных затрат. Кроме того, в процессе эксплуатации перемещение втулки может быть затруднено, вследствие появления очагов коррозии, запарафинивания и т.д.The disadvantage of this device is that in case of watering a particular area, you must first lower the equipment to determine the zone of water inflow, and by the second round-trip operation, close a certain area by moving the corresponding sleeve. This is a time-consuming operation requiring considerable time. In addition, during operation, the movement of the sleeve may be difficult due to the appearance of foci of corrosion, waxing, etc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство (патент RU №2410534, МПК Е21В 43/24, Е21В 43/08, опубл. Бюл. №03 от 27.01.2011), включающее двухустьевые верхнюю нагнетательную и нижнюю добывающую скважины с горизонтальными участками, расположенными друг над другом, при этом горизонтальный участок добывающей скважины оборудован фильтром, выполненным в виде трубы, установленной внутри вскрытого участка обсадной трубы с зазором, который разбит на секции герметичными кольцевыми вставками, причем зазоры в секциях заполнены водонабухающими гранулами.The closest in technical essence and the achieved result is a device (patent RU No. 2410534, IPC ЕВВ 43/24, ЕВВ 43/08, publ. Bull. No. 03 from 01/27/2011), including a double-mouth upper injection and lower production wells with horizontal sections located one above the other, while the horizontal section of the production well is equipped with a filter made in the form of a pipe installed inside the opened section of the casing with a gap, which is divided into sections by sealed ring inserts, and the gaps in the filling sections non-swellable granules.

Недостатком устройства является то, что оно позволяет пропускать добываемую продукцию как внутрь устройства, так и наружу. И если из одной из нижерасположенных зон будет поступать вода в верхние зоны, то может произойти набухание гранул и перекроются полностью все зоны, включая и те, которые еще не обводнились.The disadvantage of this device is that it allows you to pass the extracted products both inside the device and out. And if water flows from one of the lower zones to the upper zones, then granules will swell and all zones will be completely covered, including those that have not been flooded yet.

Технической задачей предлагаемого устройства для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости является создание надежной конструкции, позволяющей надежно перекрывать зону при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы, а также исключить воздействие обводненной продукции из ниже расположенных зон на набухающие манжеты зон, расположенных выше, и их преждевременное перекрытие.The technical task of the proposed device for the operation of the formation with zones of different permeability is to create a reliable design that allows you to reliably overlap the area when watering the produced product above a technologically defined norm, and also to exclude the effect of waterlogged products from the lower areas on the swelling cuffs of the areas located above, and their premature overlap.

Техническая задача решается устройством для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости, включающим горизонтальный участок добывающей скважины, оборудованный фильтром, выполненным в виде трубы, установленной коаксиально вскрытой обсадной трубы с зазором, который разбит поперечными перемычками на секции, причем зазоры в некоторых секциях снабжены водонабухающим материалом.The technical problem is solved by a device for operating a formation with zones of various permeability, including a horizontal section of the production well, equipped with a filter made in the form of a pipe installed coaxially opened casing with a gap, which is divided by transverse jumpers into sections, and the gaps in some sections are equipped with water-swelling material.

Новым является то, что фильтр установлен снаружи обсадной трубы, водонабухающий материал выполнен в виде манжеты, установленной над вскрытием обсадной трубы и герметично перекрывающей изнутри фильтр в соответствующей секции, которые изготовлены чередующимися с сообщенными с ними секциями без водонабухающей манжеты, выполненной с возможностью перекрытия вскрытия обсадной трубы при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы, при этом обсадная труба изнутри вскрытия снабжена клапаном, пропускающим внутрь.What is new is that the filter is installed outside the casing, the water-swelling material is made in the form of a cuff installed above the opening of the casing and hermetically blocking the inside of the filter in the corresponding section, which are made alternating with the sections communicated with them without a water-swelling cuff, made with the possibility of overlapping the opening of the casing when watering the produced products is higher than a technologically defined norm, the casing pipe from the inside of the opening is equipped with a valve passing inwards.

На фиг. 1 изображено устройство с осевым разрезом.In FIG. 1 shows a device with an axial section.

На фиг. 2 изображено сечение А-А.In FIG. 2 shows a section AA.

Устройство для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости включает горизонтальный участок добывающей скважины (на фиг. не показана), оборудованный фильтром 1 (см. фиг. 1), выполненным в виде трубы, установленной коаксиально вскрытой обсадной трубы 2 с зазором 3, который разбит поперечными перемычками 4 на секции 5 и 6, причем зазоры 3 в некоторых секциях снабжены водонабухающим материалом 7. Фильтр 1 установлен снаружи обсадной трубы 2, а водонабухающий материал 7 выполнен в виде манжеты, установленной над вскрытием 8 обсадной трубы 2 и герметично перекрывающей изнутри фильтр 1 в соответствующей секции 6, которые изготовлены чередующимися с сообщенными с ними секциями 5 без водонабухающей манжеты 7 через каналы 9 (фиг. 2), выполненные в виде проточки 9 в трубе 2 (фиг. 1) или отверстий в перемычке 4 (на фиг. 1 и 2 не показаны). Манжета 7 выполнена с возможностью перекрытия вскрытия 8 обсадной трубы 2 при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы. Кроме того, обсадная труба 2 изнутри вскрытия снабжена клапаном 10, пропускающим добываемую продукцию только внутрь. Клапан 10 может быть выполнен в виде эластичного рукава для труб 2 малого диаметра (до 168 мм включительно) или подпружиненного шарика, прижимающегося к седлу клапана 10 (на фиг. 1 не показаны), для труб 2 большого диаметра (свыше 168 мм).A device for operating a formation with zones of different permeability includes a horizontal section of the production well (not shown in Fig.) Equipped with a filter 1 (see Fig. 1) made in the form of a pipe installed coaxially opened casing 2 with a gap 3, which is divided by transverse jumpers 4 on sections 5 and 6, and the gaps 3 in some sections are equipped with water-swelling material 7. The filter 1 is installed outside the casing 2, and the water-swelling material 7 is made in the form of a cuff mounted above the opening 8 of the casing 2 and g sealed inside the filter 1 in the corresponding section 6, which are made alternating with the sections 5 connected to them without a water-swelling sleeve 7 through channels 9 (Fig. 2), made in the form of a groove 9 in the pipe 2 (Fig. 1) or holes in the jumper 4 (not shown in FIGS. 1 and 2). The cuff 7 is made with the possibility of overlapping the opening 8 of the casing 2 when watering the produced products is higher than a technologically defined norm. In addition, the casing 2 from the inside of the opening is equipped with a valve 10, passing the produced products only inward. The valve 10 can be made in the form of an elastic sleeve for pipes 2 of small diameter (up to 168 mm inclusive) or a spring ball, pressing against the seat of valve 10 (not shown in Fig. 1), for pipes 2 of large diameter (over 168 mm).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После бурения скважины (на фиг. не показана) производят цементирование обсадной колонны выше продуктивного пласта (на фиг. не показан). Вскрытие пласта производят углублением ствола скважины. После чего производят геофизические исследования пласта для выявления зон с низкой проницаемостью. Изоляцию зон с низкой проницаемостью производят установкой, например, пластырей необходимой длины (от 10 до 50 м - на фиг. не показаны), герметично устанавливаемых напротив этих зон. Осуществляют спуск колонны труб с пакерами, изолирующими соответственно зоны с низкой проницаемостью, и фильтрами 1 (см. фиг. 1), размещенными между пакерами (на фиг. не показаны), устанавливаемыми в пределах пластырей, изолирующих зоны с низкой проницаемостью.After drilling a well (not shown in FIG.), The casing is cemented above the reservoir (not shown in FIG.). The autopsy is performed by deepening the wellbore. After that, geophysical studies of the formation are carried out to identify areas with low permeability. Isolation of zones with low permeability is carried out by installing, for example, adhesives of the required length (from 10 to 50 m - not shown in Fig.), Hermetically installed opposite these zones. The pipe string is lowered with packers isolating, respectively, low-permeability zones and filters 1 (see FIG. 1) placed between packers (not shown in FIG.) Installed within patches insulating low-permeability zones.

Фильтры 1 устанавливают напротив зон с высокой проницаемостью.Filters 1 are installed opposite zones with high permeability.

В процессе эксплуатации скважины добываемая продукция, проходя через фильтр 1 секции 5, отделенной перемычкой 4, поступает в зазоры 3 обсадной трубы 2, а далее, проходя по ним через каналы 9, попадает через вскрытия 8 обсадной трубы 2 в ее внутреннюю полость. Клапан 10 при ходе штанги насоса вверх открывается, пропуская добываемую продукцию, а при обратном ходе захлопывается, исключая попадание жидкости из трубы 2 в манжету 7. Водонабухающая манжета 7, установленная в секции 6, находится в состоянии покоя до тех пор, пока добываемая продукция не обводнится до технологически определенной нормы (определяется эмпирически, исходя из рентабельности добываемой продукции). В зависимости от параметров обводнения продукции выбирают материал манжеты 7 по данным производителя. Как только количество воды, поступающей через фильтр 1 секции 6, превысит норму, манжета 7 начинает набухать и через некоторое время плотно перекрывает вскрытия 8 обсадной трубы 2. Таким образом обводненный участок отсекается, а насос продолжает извлекать добываемую продукцию из еще не обводненных зон. Точно так же по мере обводнения других зон происходит их перекрытие.During the operation of the well, the produced products, passing through the filter 1 of section 5, separated by a jumper 4, enter the clearances 3 of the casing 2, and then passing through them through the channels 9, through the openings 8 of the casing 2 enter its internal cavity. The valve 10 during the upward stroke of the pump rod opens, letting the produced product flow, and closes during the reverse stroke, eliminating the ingress of liquid from the pipe 2 into the cuff 7. The water-swelling cuff 7 installed in section 6 is at rest until the produced product it is watered down to a technologically defined norm (determined empirically, based on the profitability of the extracted products). Depending on the parameters of the watering of the products, the material of the cuff 7 is selected according to the manufacturer. As soon as the amount of water entering through the filter 1 of section 6 exceeds the norm, the cuff 7 begins to swell and after a while tightly closes the openings 8 of the casing 2. Thus, the flooded section is cut off, and the pump continues to extract the produced products from the areas not yet flooded. Similarly, as other zones are flooded, they overlap.

Если в обсадную трубу 2 попадает обводненная добываемая продукция из нижерасположенных зон, то она не может воздействовать на другие водонабухающие манжеты, так как они отделены от внутреннего пространства трубы 2 клапаном 10, который открывается только при поступлении добываемой продукции из затрубного пространства.If waterlogged produced products from the lower zones get into the casing 2, then it cannot affect other water-swelling cuffs, since they are separated from the inner space of the pipe 2 by a valve 10, which opens only when the extracted products come from the annulus.

Предлагаемая конструкция устройства для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости позволяет надежно перекрывать зону при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы, а также исключить воздействие обводненной продукции из нижерасположенных зон на набухающие манжеты зон, расположенных выше, и их преждевременное перекрытие.The proposed design of a device for operating a formation with zones of different permeability allows you to reliably overlap the zone when the product is flooded above a technologically defined norm, and also to exclude the effect of waterlogged products from the lower zones on the swelling cuffs of the zones located above, and their premature overlap.

Claims (1)

Устройство для эксплуатации пласта с зонами различной проницаемости, включающее горизонтальный участок добывающей скважины, оборудованный фильтром, выполненным в виде трубы, установленной коаксиально вскрытой обсадной трубы с зазором, который разбит поперечными перемычками на секции, причем зазоры в некоторых секциях снабжены водонабухающим материалом, отличающееся тем, что фильтр установлен снаружи обсадной трубы, водонабухающий материал выполнен в виде манжеты, установленной над вскрытием обсадной трубы и герметично перекрывающей изнутри фильтр в соответствующей секции, которые изготовлены чередующимися с сообщенными с ними секциями без водонабухающей манжеты, выполненной с возможностью перекрытия вскрытия обсадной трубы при обводнении добываемой продукции выше технологически определенной нормы, при этом обсадная труба изнутри вскрытия снабжена клапаном, пропускающим внутрь.A device for operating a formation with zones of different permeability, including a horizontal section of a producing well equipped with a filter made in the form of a pipe installed coaxially opened with a casing gap, which is divided by transverse jumpers into sections, and the gaps in some sections are provided with water-swelling material, characterized in that the filter is installed outside the casing, the water-swelling material is made in the form of a cuff installed above the opening of the casing and hermetically closing th filter in the inside of the corresponding section, which is made with alternating sections communicated with them without water swellable cuff adapted to overlap the casing opening when water cut technologically defined above norms, the casing tube is provided inside opening valve transmissive inside.

Images