Способ возбуждения нефтяной или газовой скважины и оборудование, предназначенное для использования при реализации данного способа

1 Настоящее изобретение относится к способу и устройству для возбуждения нефтяной или газовой скважины. При некоторых типах коллекторов, например при продуктивных пластах, содержащих известь, при бурении нефтяных и газовых скважин обычно после завершения процесса бурения интенсифицируют приток из продуктивного пласта перед осуществлением добычи. Целью такой интенсификации притока является обеспечение максимально возможной добычи из скважины с самого начала добычи. В этой связи обычно возбуждают приток в такие нефтяные или газовые скважины с помощью кислоты,вводимой под давлением в продуктивный пласт. В результате этого, введенная под давлением кислота остается в стволе скважины в течение некоторого периода времени, который определяется в соответствии с реальными условиями. При этом кислота служит для разложения корки из бурового раствора на внутренней стороне ствола скважины, которая препятствовала бы добыче, и для разложения известковых участков пласта. Использование кислоты при интенсификации притока в скважину требует применения отдельного оборудования для введения, чтобы обеспечить возможность закачивания кислоты с поверхности и распределения кислоты по всей длине ствола скважины. Последующий слив кислоты приводит к отрицательным воздействиям на оборудование скважины и оборудование на поверхности из-за коррозионной активности кислоты. Таким образом, нежелательно,чтобы кислота возвращалась на поверхность по обычному добывающему трубопроводу. Пример такого способа из предшествующего уровня техники описан в статье, озаглавленной "Horizontal well stimulation in the Austin Chalk formation, Pearsall Field, Texas" и опубликованной в журнале "Society of Petroleum Engineers",20683 от 1990. В этой же статье описан способ,при котором воду выпускают в пласт и при котором ствол скважины закрывают, в результате чего вода остается в пласте в течение периода времени, составляющего приблизительно 2 недели, чтобы обеспечить возможность абсорбции с целью выделения компонентов нефти, присутствующей в пласте. Таким образом, описанный способ служит для модификации свойств нефти. Использование известного способа интенсификации притока с помощью кислоты связано с рядом проблем. А именно, кислота, используемая при данном способе, которая возвращается на поверхность, все еще обладает коррозионной активностью вследствие своей кислотности и, кроме того, использованная кислота оказывает отрицательное воздействие на сепарацию нефти, воды и газа из других скважин, которые добываются с помощью одного и того же оборудования на поверхности. Как было указано выше, коррозионные свойства кислоты вызывают необходимость в использовании от 002960 2 дельного оборудования для отвода кислоты из ствола скважины. В завершение, данный способ подразумевает, что добыча из скважины должна быть прекращена на то время, пока продолжается процесс слива (выпуска) использованной кислоты. Этот период времени может оказаться довольно продолжительным. Известный способ,при котором нагнетают воду, требует сравнительно длительного времени реакции для осуществления желательной абсорбции в пласте. Очевидно, что такой период времени приводит к значительным потерям времени добычи. Целью настоящего изобретения является разработка способа интенсификации притока в скважину, в результате применения которого, с одной стороны, экономится время при соответствующем увеличении добычи и, с другой стороны, устраняется необходимость в использовании отдельного оборудования на поверхности,предназначенного для введения и выпуска кислоты. Более того, избегают сброса использованной кислоты на поверхности. В соответствии с изобретением эта цель достигается с помощью способа, который отличается тем, что жидкость выпускают из распылительной головки в продуктивный пласт под давлением, которое достаточно для разрыхления и смывания струeй жидкости препятствующих добыче корок из бурового раствора и частиц пласта посредством гидравлического удара и для выполнения этого со скоростью, которая достаточна для выпуска материала, разрыхленного и смытого таким образом из ствола скважины посредством гидравлического удара. В патенте США 4799554 описано оборудование (вращающаяся головка с телескопическим соплом), предназначенное для удаления/вымывания нежелательных отложений или с внутренней стороны, или из пазов/отверстий в различных добывающих трубопроводах. Таким образом, в указанном описании представлены технические средства, которые являются альтернативой по отношению к использованию щеток, скребков и т.п. (столбец 1, строки 37-40) для удаления механических препятствий, отложений с твердой, непористой поверхности. Соответствующие отложения, например песчаные и соляные отложения, как правило, оседают на добывающих трубопроводах во время фазы добычи, то есть заканчивания скважины. Например, способ, описанный в настоящей заявке,относится к вымыванию препятствующей добыче корки из бурового раствора из предпочтительно пористой породы-коллектора, которая может быть подвергнута процессам добычи,причем корка из бурового раствора до этого подвергается диффузии и/или механически вдавливается с помощью бурильной трубы в пласт. По существу, целью данного изобретения является повышение продуктивности соответствующего типа породы-коллектора в направлении добывающего трубопровода, которая не 3 рассматривается в патенте США 4799554. Корка из бурового раствора, в основном, образуется во время бурения скважины, и ее удаление предпочтительно осуществляется перед заканчиванием скважины для целей добычи. Поскольку жидкость, введенная под давлением, одновременно используется для транспортирования материала, разрыхленного и смытого струeй, наружу через ствол скважины и до поверхности, экономится значительное время,поскольку эта операция проходит одновременно с самим процессом смывания. Для этого используется не вызывающая коррозии жидкость,предпочтительно вода. Более того, при определенных обстоятельствах, например, когда плотность воды становится слишком высокой по сравнению с давлением в коллекторе, может потребоваться вдувание газа в обсадную колонну труб для сброса давления столба текучих сред в обсадной колонне труб, в которой жидкость со смытым разрыхленным материалом проходит обратно к поверхности. В альтернативном варианте может быть использована жидкость на основе нефти, например дизельное топливо. По сравнению с использованием кислоты в предшествующем уровне техники применение жидкости (в соответствии с данным изобретением) приводит к способу, более экологически приемлемому, поскольку газ или жидкость на основе нефти после отделения корки из бурового раствора и частиц пласта и т.д. могут быть поданы непосредственно в существующее оборудование для добычи, расположенное на поверхности. Значения плотности выпускаемой под давлением жидкости, а также противодавления выходящей жидкости/материала пласта предпочтительно устанавливают такими, чтобы смытый материал можно было транспортировать вместе с жидкостью точно до отверстия ствола скважины на поверхности. Установление таких значений давления также означает то, что можно удерживать нефть или газ в пласте без проникновения жидкости, используемой при возбуждении притока, в пласт. В данном случае проникновение жидкости в пласт нежелательно,поскольку это могло бы привести к новому осаждению корок из бурового раствора, разрыхленных и смытых струeй жидкости, или, в наихудшем случае, это привело бы к введению под давлением материала, разрыхленного и смытого струeй жидкости. Следствием этого было бы снижение продуктивности пласта и, тем самым,неудачное промывание. Таким образом, требуемое давление жидкости зависит от давления,преобладающего в пласте, глубины ствола скважины, скорости, с которой происходит выпуск промывающей жидкости, а также от плотности выпускаемой жидкости. При данном способе предпочтительно используется распылительная головка с некоторым количеством отверстий, направленных в 4 сторону окружающего пласта в стволе скважины. В данном случае распылительную головку предпочтительно устанавливают в забой ствола скважины, где происходит выпуск жидкости из распылительной головки в направлении пласта. Тем самым распылительную головку можно рациональным образом смещать в направлении отверстия ствола скважины на поверхности в процессе выпуска жидкости. Это позволяет выполнить непрерывную поступательную промывку стенки ствола скважины при одновременном выпуске материала, разрыхленного и смытого струeй жидкости, через отверстие ствола скважины. То, что этот процесс начинают в забое ствола скважины, позволяет избежать ситуации, при которой материал, разрыхленный и смытый струeй жидкости, циркулирует мимо пласта коллектора, который уже был очищен, что означает, что риск повторного образования корки из бурового раствора сводится к минимуму. Описанный способ позволяет в качестве жидкости для промывки использовать воду, в данном случае, например, морскую воду. Не требуется, чтобы вода оставалась в стволе скважины для осуществления такой интенсификации притока, как это было необходимо раньше при использовании кислоты. Кроме того, вода пригодна для выпуска через ствол скважины,поскольку не обладает свойствами, вызывающими коррозию. Таким образом, воду можно выпускать через обычный добывающий трубопровод. Более того, то обстоятельство, что вода не имеет вызывающих коррозию свойств, означает, что она не представляет потенциальной опасности для оборудования, бригады работающих или окружающей среды на поверхности. Таким образом, новый способ обеспечивает существенные преимущества с точки зрения экологии. Кроме того, цель изобретения достигается с помощью устройства для реализации на практике описанного выше способа. Такое устройство содержит распылительную головку, колонну труб для подачи жидкости под давлением в распылительную головку и средство для подачи жидкости под давлением в колонну труб. В этой связи распылительной головке предпочтительно придана такая конфигурация,что отверстия в ней распределены периферийно по окружной поверхности распылительной головки таким образом, что, по существу, вся внутренняя окружная поверхность ствола скважины оказывается покрытой выпускаемой жидкостью при вытягивании наружу колонны труб и распылительной головки. В частности, рациональным образом может быть предусмотрено средство для создания противодавления, действующее на жидкость,выпускаемой через отверстие ствола скважины. Это средство может представлять собой клапанное средство. Тем самым обеспечивается 5 возможность отрегулировать давление до наиболее рациональной величины для предотвращения проникновения в пласт и потока из пласта. Изобретение далее будет описано с дополнительными подробностями со ссылкой на чертежи, где фиг. 1 изображает перспективный вид в разрезе ствола скважины и колонны труб с распылительной головкой при реализации способа согласно изобретению; фиг. 2 - ствол скважины, изображенный на фиг. 1, в котором колонна труб и распылительная головка частично вытянуты наружу в направлении отверстия ствола скважины. На фиг. 1 и 2 изображена горизонтальная нефтяная/газовая скважина. Скважина образована обычным способом, что означает, что она была пробурена путем использования обычной колонны для бурения ствола и что впоследствии или, возможно, пошагово в процессе бурения обсадная колонна 10 была образована в стволе скважины. Таким образом, это обычная обсадная колонна из труб и цемента. Внутри обсадной колонны в возможном варианте может быть установлен добывающий трубопровод (на чертеже не показан) между прокладкой у конца продуктивного пласта и устьем 11 скважины на поверхности. Колонну 1 труб, предназначенную для подачи жидкости, вводят в скважину через обсадную колонну 11 из труб/цемента или через добывающий трубопровод, если такой установлен. В устье скважины размещен прокладочный элемент и обычным образом различные клапанные средства 8, 9, которые могут быть использованы для полного или частичного блокирования подающей колонны 1 труб и/или кольцевого пространства между подающей колонной труб и обсадной колонной/добывающим трубопроводом. Клапанное средство 8 на кольцевом пространстве между подающей колонной 1 труб и обсадной колонной/добывающим трубопроводом 10 можно отрегулировать таким образом,чтобы создать противодавление, действующее на жидкость, проходящую обратно к поверхности, в результате чего создается противодавление, достаточное для того, чтобы обеспечить перемещение всей жидкости обратно к поверхности. На фиг. 1 ствол скважины изображен в положении, когда в него введена колонна 1 труб, и при этом на конце колонны 1 труб расположена распылительная головка 2. В показанной ситуации распылительная головка 2 находится в забое ствола скважины в положении, при котором начинается промывка. Распылительная головка 2 выполнена с рядом распылительных отверстий 3, расположенных на ней кольцеобразно,жидкость под давлением, предпочтительно вода, нагнетается с поверхности с помощью насоса 7 в колонну 1 труб, и жидкость выпускается через распылительные отверстия 3 в распыли 002960 6 тельной головке 2 в виде струй 5. Выпуск жидкости заставит корку 4 из бурового раствора,имеющуюся на стенке ствола скважины, и другой рыхлый материал смываться со стенки ствола скважины. Регулирование плотности выпускаемой жидкости 6 и противодавления на поверхности заставит выпускаемую жидкость проходить в направлении отверстия ствола скважины. Давление и количество выпускаемой жидкости заставят частицы, разрыхленные и смытые струей, вовлекаться в поток проходящей наружу жидкости вследствие гидравлических усилий, действующих на эти частицы со стороны жидкости во время ее течения. Во время процесса интенсификации притока в скважину колонну 1 труб вытягивают в направлении отверстия ствола скважины. В результате этого, распылительная головка также смещается в направлении отверстия ствола скважины, и поэтому процесс интенсификации притока в скважину происходит непрерывно во всем продуктивном пласте, начиная от забоя ствола скважины. На фиг. 2 показана ситуация,при которой колонна 1 труб вытянута наружу на длину, соответствующую расстоянию от распылительной головки до забоя ствола скважины. В этой связи следует указать на то, что именно скорость нагнетания имеет решающее значение для перемещения материала, разрыхленного и смытого струей жидкости, к поверхности. При этом, естественно, заранее предполагается, что давление в коллекторе достаточно большое для того, чтобы предотвратить поглощение выпускаемой жидкости или части ее в коллекторе. Давление в забое ствола скважины определяется исключительно коллектором, когда текучие среды не поступают из коллектора или не закачиваются в коллектор. Если в коллекторе отсутствует достаточное давление,жидкость будет непроизводительно поступать в коллектор и в результате этого весь объем материала, разрыхленного и смытого струей жидкости, не выйдет наружу, но, напротив, на динамику изменения добычи из пласта (на его продуктивность) отрицательно повлияет проникновение частиц. Давление выпускаемой жидкости имеет важное значение, поскольку оно приводит к созданию гидравлических усилий за распылительными отверстиями, которые обеспечивают разрыхление и смывание струями корки из бурового раствора и частиц пласта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ интенсификации притока из продуктивного пласта в нефтяную или газовую скважину, имеющую ствол скважины, проходящий от устья скважины, отличающийся тем, что создают поток воды или жидкости на основе нефти от устья скважины к продуктивному пласту, обеспечивают выпуск в продуктивный пласт воды или жидкости на основе нефти под давлением из распылительной головки, разрыхляют материал, покрывающий стенку ствола скважины в продуктивном пласте посредством гидравлического удара со стороны выпускаемой воды или жидкости на основе нефти, создают обратный поток воды или жидкости на основе нефти вместе с разрыхленным материалом к устью скважины и поддерживают в стволе скважины у продуктивного пласта уравновешенное давление или давление ниже уравновешенного по отношению к давлению пласта для предотвращения потерь воды или жидкости на основе нефти при прохождении ее в пласт. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что создают противодавление, действующее на поверхности на выпускаемую жидкость. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что плотность выпускаемой жидкости и противодавление, действующее на жидкость на поверхности, заранее устанавливают на таком уровне,что материал, разрыхленный и смытый струй,может быть перемещен точно к отверстию ствола скважины на поверхности. 4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что используют распылительную головку,имеющую ряд отверстий, направленных к окружающему пласту в стволе скважины. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что распылительную головку вводят в забой ствола скважины и выпускают жидкость из распылительной головки в направлении окружающего пласта в стволе скважины. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при выпуске жидкости распылительную головку смещают в направлении отверстия ствола скважины на поверхности. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что используемая для промывки 8 жидкость представляет собой морскую воду,или дизельное топливо, или сырую нефть. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что плотность жидкости для промывки, возвращаемой к поверхности с включенным в нее материалом, разрыхленным и смытым струй, приспосабливают к давлению в продуктовом пласте, например, путем добавления газа в обсадную трубу.