Виброобработка забоев скважин

Сущность вибрационного воздействия на призабойную зону пласта состоит в том, что на забое скважины с помощью вибра­тора формируются волновые возмущения среды в виде частых гидравлических импульсов или резких колебаний давления раз­личной частоты и амплитуды. Виброударные колебания одновременно воздействуют как на физико-механические свойства коллек­тора, так и на поверхностные, капиллярные и другие характери­стики жидкостей и пластовой системы. Эффект вибровоздействия связан со снижением вязкости жидкости и поверхностного натя­жения, с повышением проводимости пластовых систем под влия­нием виброударных волн вследствие образования новых и расши­рения старых трещин и очистки призабойной зоны пласта.

Для осуществления процесса в скважину на насосно-компрессорных трубах спускают гидравлический вибратор золотникового типа, который устанавливается против выбранной для обработки части продуктивной зоны пласта. Рабочая жидкость прокачивает­ся по трубам и проходя через вибратор генерирует непрерывную серию гидравлических ударов. Создание колебаний осуществляет­ся путем периодических перекрытий потока рабочей жидкости, протекающей через золотниковое устройство вибратора.

Схема гидравлического вибратора золотникового типа (ГВЗ) показана на рис. 187.В корпусе вибратора находится жестко за­лепленный ствол 1—стакан с щелевыми прорезями на образую­щей цилиндра. В донной части ствола имеется цилиндрическое отверстие. На стволе свободно вращается цилиндрический золот­ник 2 с щелевыми прорезями, выполненными под некоторым углом к образующей. На золотнике прорези также сделаны под не­которым углом к образующей, но в противоположном направле­нии к отверстиям в стволе. В результате образуется турбинное устройство, у которого направляющим аппаратом является ствол с косыми прорезями, а рабочим колесом—золотник с направлен­ными под углом прорезями.

Кроме щелевых прорезей, в стволе имеются пусковые отверстия, позволяющие осуществлять запуск золотника при перекрытии ще­лей в стволе. Золотник устанавливается на шариковых опорах 3. Сверху в корпус ввинчивается гайка—переводник для соединения вибратора с насосно-компрессорными трубами. При прокачивании рабочей жидкости золотник за счет ее истечения из щелевых прорезей начинает вращаться. Вращаясь, золотник перекрывает поток рабочей жидкости, в результате чего образуются гидравли­ческие удары, частота которых зависит от числа щелей и частоты вращения золотника и может быть доведена до 30000 в минуту. Гидравлический удар сопровождается резким подъемом давления, что способствует резкому импульсному истечению жидкости из донного отверстия ствола. Кроме этого, периодическое истечение жидкости из щелей при вращении золотника создает циклические колебания в окружающей среде (жидкости).

Сила гидравлического удара зависит от расхода рабочей жид­кости, а также от времени перекрытия ее потока.

При виброобработках у скважины устанавливают обычно два насосных агрегата (АН-700 и др.) для создания непрерывной струи рабочей жидкости при переключении работы агрегата с одной ско­рости на другую. Устье скважины оборудуется так же, как и при гидравлическом разрыве пласта.

Рис. 187. Гидравличе­ский вибратор золотникового типа

В качестве рабочих жидкостей приме­няют: нефть, раствор соляной кислоты, рас­творы ПАВ и др.

Гидравлический вибратор включается при прокачке рабочей жидкости с неболь­шой скоростью: 5—6 л/с. Такая скорость выдерживается в течение 5—8 мин. В даль­нейшем расход жидкости равномерно уве­личивается при постепенном переходе ра­боты агрегатов с одной скорости на дру­гую.

При виброкислотных обработках забоя начало процесса ведется с открытым затрубным пространством скважины. После восстановления циркуляции жидкости в скважину закачивают кислоту до заполне­ния насосно-компрессорных труб, а затем затрубное пространство герметизируют. За­качивается объем рабочей жидкости и вслед за ней объем продавочной жидкости. С увеличением давления закачки более 40,0 МПа процесс проводят при открытом затрубном пространст­ве, причем рабочая жидкость может быть направлена в резервуар и использована для дальнейшей закачки. Процесс обработки за­боя регистрируется манометром и расходомером.

Вибровоздействие рекомендуется проводить в скважинах с ухудшенными коллекторскими свойствами призабойной зоны, т. е. в скважинах, пробуренных с промывкой забоя глинистыми рас­творами и утяжеленными жидкостями, а во время ремонтных ра­бот—водой или растворами ПАВ, а также в скважинах, пласт которых поглотил в процессе строительства глинистый и цемент­ный растворы. Вибровоздействию также рекомендуется подвергать забои скважин, пласт в которых сложен низкопроницаемыми по­родами и содержит глинистые минералы. Более эффективное воз­действие на проводимость пласта следует ожидать в коллекторах с высоким пластовым давлением, но низкой проницаемостью.

Вибровоздействие на пласт целесообразно осуществлять так­же в скважинах, где намечено провести кислотную обработку, гид­равлический разрыв пластов, обработку забоя ПАВ для интенси­фикации процесса.

Вибровоздействие не рекомендуется проводить в неисправных скважинах (с нарушенной фильтровой частью, при наличии обры­вов и смятия колонн и т. д.), в скважинах, расположенных вблизи водонефтяного контура, и в скважинах при интенсивном поглоще­нии жидкости и с низкими пластовыми давлениями.

Результаты проведенных виброобработок в различных условиях подтверждает их эффективность (улучшение фильтрационной способности призабойной зоны, повышение дебита и приемистости скважин).