УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ПЛАСТА МЕТОДОМ ИМПЛОЗИИ Российский патент 1995 года по МПК E21B43/18 E21B43/25 

Изобретение касается увеличения нефтеотдачи пласта в скважинах, но может быть использовано и в других областях, где требуется эффект имплозии (взрыв во внутрь).

Известны устройства, используемые для увеличения нефтеотдачи пласта или его приемистости. Фугасная торпеда представляет собой тонкостенный корпус, заполненный взрывчатым веществом, взрыватель, который через кабельную головку соединяется с каротажным кабелем и далее с источником тока на устье скважины [1] Недостатком устройства является то, что торпеда после взрыва полностью выходит из строя. Для снаряжения торпеды нужны специальные зарядные мастерские. Необходим запас взрывчатого вещества. Повышена опасность работ.

Известно устройство для обработки призабойной зоны методами имплозии. Устройство содержит пустотелый металлический корпус со стравливающими отверстиями, увеличивающими гидроудар, сменный штуцер, стеклянную пробку, разрушаемую электродетонатором [2] Недостатком устройства является то, что эффект имплозии сопровождается гидравлическим ударом, который разрушает и уплотняет призабойную зону, снижает ее проницаемость. Это отрицательно сказывается на увеличении нефтеотдачи или приемистости пласта, т.е. снижается его продуктивность. Гидроудары приводят и к разрушению устройства, что снижает его надежность.

Целью изобретения является ликвидация вышеуказанных недостатков.

Достигается это тем, что устройство содержит полый корпус с отверстием в нижней части, закрываемым разрушаемой крышкой, и электродетонатор, полый корпус снабжен по меньшей мере одним демпфером с отверстием, установленным над электродетонатором и делящим его полость на отдельные камеры с возможностью их сообщения, причем диаметр отверстия в демпфере меньше диаметра отверстия в корпусе. Если демпферов несколько, то их диаметр уменьшается от нижнего к верхнему.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 момент его срабатывания; на фиг.3 показан график импульсов депрессии и компрессии, Рг гидростатическое давление на глубине погружения устройства; τ- время; на фиг.4 положительный импульс давления.

Устройство состоит из кабельной головки 1, полого корпуса 2 с отверстием в нижней части, которое может быть выполнено, например, в переходнике 3, закрываемого выпуклой разрушаемой крышкой 4 через прокладку 5 и герметизируемой бандажом 6. На разрушаемой крышке 4 размещен электродетонатор 7 с токоведущей жилой 8. В корпусе 2 над электродетонатором 7 установлен по меньшей мере хотя бы один демпфер с отверстием 9, который делит полость корпуса 2 на отдельные камеры. Диаметр отверстия в демпфере 9 меньше диаметра отверстия в корпусе 2 (переходник 3). На фиг.1 показана также обсадная колонна 10.

Работает устройство следующим образом.

Устройство в собранном виде (как показано на фиг.1) опускают в скважину, например нефтяную, на каротажном кабеле (не показан) в интервал продуктивного горизонта. Далее через кабель и токоведущую жилу 8 на электродетонатор 7 подается электрический импульс. Взрыв электродетонатора 7 приводит к разрушению крышки 4. Скважинная жидкость, например нефть, устремляется внутрь пустотелого корпуса 2, где давление равно атмосферному.

Продуктивный пласт через перфорационные отверстия обсадной колонны 10 (не показаны) подвергается резкой разгрузке от гидростатического столба жидкости в скважине. Пластовым давлением, которое стало значительно больше скважинного, производится выброс флюида, кольматанта, остатков бурового раствора из пласта в зону пониженного давления, в полость корпуса 1 (фиг.2). Происходит прочистка пласта. Разгрузка давления в виде импульса распространяется сферически от входного отверстия переходника 3. Затем столб жидкости, оседая, начинает создавать импульс сжатия. Как только жидкость достигнет демпфера с отверстием 9, она начинает дросселировать в верхнюю часть корпуса 1, что создает ее торможение (демпфирование), что снимает гидравлический удар, который возник бы при заполнении всей полости устройства окружающей жидкостью без демпфера. В связи с тем, что торможение жидкости можно выполнить многоступенчатым, т.е. на пути жидкости через некоторый промежуток поставить еще демпфер, отверстие которого меньше, чем отверстие предыдущего демпфера, скорость потока жидкости можно затормозить плавно, исключив гидроудар полностью.

Известно, что наибольший эффект при очистке продуктивного пласта дает резкое понижение скважинного давления (депрессия). В этом случае происходит выброс шлама и флюида из пласта в скважину, раскрываются новые продуктивные трещины в пласте, пласт очищается, резко повышает свою продуктивность. Шлам же оседает в зумф скважины.

Положительный импульс давления (гидроудар), как и взрыв фугасной торпеды, дает зону разрушения, зону пластических деформаций и зону упругих деформаций. К зоне разрушения могут относиться обсадная колонна, цементное кольцо и продуктивный пласт. К зоне пластических деформаций пласт, который уплотняется, снижает свою проницаемость, отжимает нефть от скважины, что в итоге снижает эффект имплозии.

Таким образом, два взаимоисключающих параметра депрессия (имплозия) и компрессия (гидроудар) снижают общий положительный эффект.

В предлагаемом же устройстве второй параметр значительно сглажен, что повышает общий эффект очистки продуктивного пласта и снижает динамические нагрузки на устройство, а это повышает его надежность. В связи с тем, что устройство просто по конструкции (кабельная головка соединяется с корпусом через стандартную головку корпусного кумулятивного перфоратора, корпус устройства выполнен из обыкновенной бурильной трубы, переходник герметизируется деталями от стандартного перфоратора кумулятивного стеклянного типа ПКС крышка, прокладка, бандаж), оно может быть выполнено на любом нефтяном промысле. В совокупности получается простое и высокоэффективное устройство для повышения нефтеотдачи пласта.

Использование: для увеличения нефтеотдачи пласта методом имплозии. Сущность изобретения: полый корпус имеет в нижней части отверстие, закрываемое разрушаемой крышкой. В корпусе установлен по крайней мере один демпфер с отверстием, диаметр которого меньше диаметра отверстия корпуса. Демпфер делит корпус на полости с возможностью их сообщения. Диаметр отверстий демпферов уменьшается от нижнего к верхнему. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ПЛАСТА МЕТОДОМ ИМПЛОЗИИ, содержащее полый корпус с отверстием в нижней части, закрываемым разрушаемой крышкой, и электродетонатор, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним демпфером с отверстием, установленным в корпусе над электродетонатором и делящим его полость на отдельные камеры с возможностью их сообщения, причем диаметр отверстия в демпфере меньше диаметра отверстия в корпусе. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр отверстий демпферов уменьшается от нижнего к верхнему.