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).