АППАРАТУРА ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРИТОКА ПЛАСТА Российский патент 1999 года по МПК E21B43/263 

Изобретение относится к средствам для добычи нефти.

Известны способы воздействия на призабойную зону пласта для интенсификации притока, в которых для образования трещин используется сила взрыва порохового заряда в стволе скважины (а.с. 1808544, МКИ E 21 B 43/248, заявл. 22.01.91). При взрыве заряда, установленного в скважине против продуктивного пласта, образуются каверна, увеличивающая диаметр скважины, и сеть трещин, расходящихся от скважины в радиальном направлении.

На том же принципе воздействия на пласт основано использование порохового заряда замедленного действия (пакетного топлива). Напротив перфорированного интервала устанавливается цилиндр, заполненный твердым топливом. При поджигании топлива происходит взрыв длительностью 40 мс, в результате которого образуется большое количество углекислого газа. Давления углекислого газа достаточно для образования в окружающей породе длинных трещин (ЭИ Нефтепромысловое дело. - М.: ВНИИОЭНГ. 1986 - вып. 17, зарубежный опыт - с. 2-3)
Методы повышения производительности скважин, подобные описанным выше, и основанные на использовании силы взрыва, далеко не всегда приносят ожидаемый эффект и часто приводят к повреждению обсадной колонны и/или разрушению скважин.

Известна аппаратура для интенсификации притока пласта, содержащая имплозионную камеру с управляемым клапаном и присоединенным к нижнему концу термогазогенератором, управляемым с поверхности (см. Устройство для термоиплозионной обработки скважин. Информационный листок N 37-95, Казань, Татарский ЦНТИ., 1995 г.).

Для интенсификации притока скважинный прибор устанавливается в непосредственной близости от перфорированной зоны пласта. После открытия клапана происходит быстрое заполнение баллона скважинной и пластовой жидкостью. При этом в зоне, примыкающей к прибору, возникает сначала резкое снижение гидростатического давления, а затем его повышение, возникающее от движения столба жидкости, и в дальнейшем наблюдается затухающий колебательный процесс. Возникающие при этом знакопеременные перепады давления осуществляют очистку пороховых каналов в пласте. Данная технология намного дешевле и безопаснее методов, основанных на использовании силы взрыва, но длительность и эффективность процесса воздействия на пласт зависит от емкости баллона, высоты и плотности столба скважинной жидкости. При большой плотности и низкой проницаемости пород продуктивного пласта, а также из-за наличия глинистой корки технология имплозионной обработки пласта может вообще не дать должного эффекта.

Цель изобретения - повышение эффективности воздействия на скважину. Аппаратура для интенсификации притока пласта содержит имплозионную камеру с управляемым клапаном. К нижнему концу имплозионной камеры присоединен термогазогенератор. Термогазогенератор управляется с поверхности.

Для предотвращения самопроизвольного перемещения аппаратуры в процессе работы имплозионная камера фиксируется якорем об обсадную колонну.

Кроме того, для управления процессом горения топлива в термогазогенераторе, ниже него расположена камера догорания, по корпусу которой выполнены сопловидные щели. В камере догорания, в нижней ее части между входным отверстием и сопловидными щелями расположен рассекатель для направления отработанных газов.

Общий вид аппаратуры для интенсификации притока пласта изображен на чертеже.

Аппаратура содержит имплозионную камеру 1, управляемый клапан 2, термогазогенератор 3, якорь 4, камеру догорания 5, сопловидные щели 6, рассекатель 7, каротажный кабель 8.

Устройство состоит из термогазогенератора 3, имплозионной камеры 1, размещенной выше термогазогенератора 3 и камеры догорания 5. Имплозионная камера 1 изолирована от термогазогенератора 3 при помощи управляемого клапана 2. На корпусе имплозионной камеры 1 закреплен якорь 4. К нижнему концу термогазогенератора 3 прикреплена камера догорания 5, содержащая по корпусу сопловидные щели 6, число и площадь которых определяют скорость сгорания топлива. Рассекатель 7 в нижней части камеры догорания 5 обеспечивает направление отработанных газов в нужном направлении, что способствует повышению эффективности работы аппаратуры. Связь аппаратуры с поверхностью и управление ее работой осуществляется по каротажному кабелю 8.

Аппаратуру на каротажном кабеле 8 опускают в скважину и устанавливают против интервала, подвергаемого обработке. По п. 2 формулы аппаратуру закрепляют в скважине при помощи якоря. По команде оператора, переданной по каротажному кабелю 8, происходит возгорание топлива в термогазогенераторе 3. Состав топлива подобран таким образом, чтобы происходило горение в течение 30 - 40 сек. Камера догорания 5 (по а. 3 формулы) способствует стабилизации процесса горения. Суммарная площадь сопловидных щелей 6 может выбираться заранее в зависимости от скважинных условий. Она влияет на силу тяги при горении и, таким образом, может либо замедлить ход горения, либо ускорить его.

Рассекатель 7 (по п. 4 формулы) способствует упорядочению движения газов в необходимом направлении, по направлению к сопловидным щелям 6.

В процессе горения заряда скважины на данном отрезке разогревается, начинается тепловое воздействие на призабойную зону скважины. В результате сгорания топлива, кроме того, образуется большое количество углекислого газа, давления которого достаточно для образования в прилегающих к скважине породах трещин длиной до 4,5 м и более. Зона воздействия на пласт при этом строго ограничена по длине и находится под термогазогенератором 3, либо в районе сопловидных щелей 6 при применении камеры догорания 5. Распространению находящегося под давлением газа по стволу скважины препятствует выше- и нижележащая жидкость.

Управляемый клапан 2 изолирует имплозионную камеру 1 до момента полного прогорания топлива в термогазогенераторе 3. Затем по сигналу с поверхности клапан 2 открывается, давая дорогу смеси воды, газа и песка, затягиваемого в имплозионную камеру 1. При этом поры пласта прочищаются. В результате большого перепада давления между вакуумом имплозионной камеры 1 и давлением в пласте получается как бы резкий "хлопок", который способствует очищению призабойной зоны от глинистых частиц. Вслед за этим действует гидродинамический удар всего столба жидкости на стенки скважины, в результате чего в пласте образуются многочисленные трещины. В дальнейшем наблюдается затухающий колебательный процесс. Возникающие при этом знакопеременные перепады давления осуществляют дополнительную прочистку пороховых каналов в пласте.

При движении жидкости внутрь камеры 1 возможен сдвиг прибора с испытуемого интервала. Поэтому, желательно закрепить его при помощи якоря (п. 2 формулы).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно воздействовать на пласт комбинацией несколько методов воздействия на пласт: теплового, газового, химического и физического, что значительно повышает эффективность воздействия на пласт.

Использование: в средствах для добычи нефти. Обеспечивает повышение эффективности воздействия на скважину. Сущность изобретения: устройство содержит имплозионную камеру с управляемым клапаном. К нижнему концу камеры присоединен термогазогенератор, управляемый с поверхности. К нижнему концу термогазогенератора присоединена камера догорания. По ее корпусу выполнены сопловидные щели. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Аппаратура для интенсификации притока пласта, содержащая имплозионную камеру с управляемым клапаном и присоединенным к нижнему концу термогазогенератором, управляемым с поверхности, отличающаяся тем, что к нижнему концу термогазогенератора присоединена камера догорания, по корпусу которой выполнены сопловидные щели. 2. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что в камере догорания между входным отверстием и сопловидными щелями расположен рассекатель для направления отработанных газов. 3. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что на имплозионной камере размещен якорь.