СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может с успехом использоваться для повышения продуктивности скважин в условиях загрязнения призабойной зоны парафиновыми, асфальтосмолистыми, шламовыми, солевыми и другими отложениями. Может использоваться также для реанимации и повышения продуктивности водозаборных скважин.

Известен способ термогазохимического воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП), включающий горение твердых порохов и жидкостей без герметичных камер на забое скважины (Патент РФ 1480412, кл. Е 21 В 42/24, 1995). Также известен способ обработки пласта, включающий имплозионное воздействие, технологическую выдержку и сжигание порохового заряда на забое скважины (А. с. СССР 1716109, кл. Е 21 В 43/25, 1992).

Эффективность обработки ПЗП скважин с применением данных способов невелика.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки призабойной зоны, включающий спуск глубинного технологического оборудования с источником термогазового или термогазохимического воздействия, сжигание последнего в обрабатываемом интервале с образованием газа повышенного давления и температуры, технологическую выдержку, депрессионное воздействие и отбор части жидкости из призабойной зоны (Патент РФ 2072423, кл. Е 21 В 43/25, 28/00, Б.И. 3, 1997).

Недостатками известного способа являются недостаточно большая глубина воздействия на ПЗП, обусловленная затруднениями проникновения температурного поля и продуктов горения в пласт во время горения пороховых зарядов. Из-за малого времени горения пиротехнических пороховых зарядов и малой проницаемости околоскважинной пористой среды (по сравнению с проводимостью каналов трубного и затрубного пространства скважины) основная доля энергии воздействия в известном способе реализуется лишь на трубном объеме скважины (в том числе и создаваемое температурное поле). От парафиновых, асфальтосмолистых отложений очищается лишь внутренняя поверхность колонны скважины и область перфорационных отверстий.

Известно устройство для очистки призабойной зоны скважины, включающее каротажный кабель, кабельную головку, депрессионную камеру, пиротехнический заряд с детонатором, соединенным электрическими проводами с наземным пультом управления (Патент РФ 2039221, кл. Е 21 В 43/18, 1995).

Известное устройство позволяет осуществлять депрессионное воздействие на ПЗП с одновременным температурным прогревом, но не позволяет прогревать призабойную зону пласта, вследствие этого эффективность обработки невысока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппаратура для интенсификации притока нефти (Патент РФ 2133336, кл. Е 21 В 43/263, Б. И. 20, 1999 г.), помимо вышеперечисленных признаков включающая камеру догорания, подсоединенную к пиротехническому заряду, по корпусу которой выполнены сопловидные щели.

Эффективность обработки с применением известного устройства недостаточно высока, так как радиус прогрева призабойной зоны пласта и глубина проникновения горячих газов малы и не достигают радиуса загрязнений, из-за низкой проницаемости загрязненной зоны затруднителен вынос высоковязких шламовых загрязнений из пласта за время горения заряда.

Задачей изобретения является повышение эффективности обработки призабойной зоны пласта путем увеличения радиуса обработки ПЗП и создания наиболее благоприятных условий для удаления из нее высоковязких и других шламовых загрязнений, расширение функциональных возможностей способа и устройства.

Для решения поставленной задачи в известном способе обработки призабойной зоны скважины, включающем спуск глубинного технологического оборудования с источником термогазохимического воздействия, сжигание последнего в обрабатываемом интервале с образованием газа повышенного давления и температуры, депрессионное воздействие и отбор части жидкости из призабойной зоны, согласно изобретению при сжигании термогазохимического источника создают сверхзвуковую скорость истечения газа и ударные колебания давления на выходе сужением потока газа до критических сечений и одновременно осуществляют воздействие на ПЗП упругими колебаниями.

Вышеуказанные отличительные от прототипа признаки предложенного способа определяют получение при сжигании термогазохимических (ТГХ) источников нового режима течения газа, сопровождающегося генерацией высокоамплитудных колебаний давления и расхода в истекающем потоке, а также использование данного режима течения для осуществления воздействия на ПЗП упругими колебаниями; проявляются в возникновении новых эффектов очистки и реанимации скважины, в достижении максимальной глубины воздействия на ПЗП, выражают новое, более эффективное действие температурного газового потока на перфорационные каналы и стенки скважины.

Для повышения эффективности обработки в осложненных условиях сильной загрязненности и пониженной проницаемости ПЗП целесообразно в процессе сжигания ТГХ источника заполнять трубное пространство скважины выше глубинного оборудования газожидкостной пеной. Пенообразование происходит при добавлении пенообразующего и пеностабилизирующего вещества в зону барботирования воды пороховыми газами в трубном пространстве скважины. Благодаря этому возрастает продолжительность излива и объем изливающейся из скважины жидкости во время обработки, время депрессии на пласт и ее величина, повышается глубина проникновения горячих газов и степень очистки ПЗП. Пенообразующие и пеностабилизирующие вещества могут добавляться непосредственно в заполняющую скважину жидкость (вода, нефть) или доставляться на забой с помощью скважинного глубинного оборудования.

При создании сверхзвуковой скорости истечения газа и ударных колебаний давления на выходе целесообразно регулировать скорость горения ТГХ источника, при этом оптимальная скорость горения будет определяться исходя из технологических условий по длине ТГХ источника, по критическим сечениям сужения потока газа и рассчитываться по методике, имеющейся у авторов изобретения. При осуществлении такого режима обеспечивается оптимальное воздействие на пласт и максимальная эффективность обработки.

Целесообразно при создании сверхзвуковой скорости истечения и ударных колебаний давления на выходе поток газа закручивать. Закручивание потока осуществляют в области критических сечений. Изменяя степень закрутки, можно дополнительно регулировать давление и расход газа при горении ТГХ источников и тем самым обеспечивать дополнительные возможности для оптимизации режима сверхзвукового истечения. Дополнительно возможно закручивание потока истекающего газа в колонном пространстве скважины с целью создания условий для лучшего пенообразования в варианте заполнении колонного пространства пеной.

В отдельных случаях для повышения глубины теплового воздействия и увеличения времени обработки целесообразно образующимся при горении ТГХ источника потоком газа инжектировать часть cкважинной жидкости и создавать проникающие в пласт парогазовые потоки повышенной теплотворной способности. При этом также изменяется расход истекающего газа горения, и создаются дополнительные возможности для оптимизации режимов сверхзвукового истечения при использовании ТГХ источников с заданной скоростью горения.

Для повышения эффективности способа и расширения его функциональных возможностей целесообразно в cкважинную жидкость добавлять поверхностно-активные вещества (ПАВ) или ПАВ с присадками химических реагентов, например депрессорные присадки, ингибиторы асфальтосмолопарафиноотложений и др. В сочетании с действием упругих колебаний это позволяет осуществлять эффективное проникновение реагентов в пористую среду ПЗП, разжижение кольматантов и их удаление. При этом инициируется проникновение реагентов в низкопроницаемые зоны и участки пласта, с ускорением химических реакций, полное взаимодействие реагентов с поверхностью пористой среды и с насыщающими флюидами, увеличение тепломассообмена, полное удаление продуктов химических реакций, которое продолжается и в дальнейшем, в ходе эксплуатации скважины, с существенным увеличением длительности эффекта обработки.

Для оптимизации способа и выбора оптимального частотного диапазона воздействия следует осуществлять воздействие упругими колебаниями на призабойную зону пласта с частотой не менее 1 Гц.

С целью рационального использования энергии пиротехнического источника и концентрации энергии упругих колебаний в наиболее загрязненных зонах пласта целесообразно воздействие упругими колебаниями на пласт осуществлять со ступенчатым понижением частоты.

Поскольку большая часть энергии упругих колебаний высоких частот поглощается вблизи скважины, а упругие колебания низких частот распространяются в пласт достаточно глубоко, то при этом в процессе горения заряда последовательно обрабатываются сначала ближняя, наиболее загрязненная область призабойной зоны пласта, а затем, по мере очистки, происходит последовательный перенос области воздействия в глубь пласта.

В особо сложных случаях сильной загрязненности перфорационных каналов скважины и призабойной зоны, при низком пластовом давлении, для повышения эффективности способа следует воздействие упругими колебаниями осуществлять одновременно по крайней мере с двумя частотами - низкой, с частотой не менее 1 Гц, и высокой, с частотой не менее 500 Гц. Механизмы воздействия упругими колебаниями высоких и низких частот на внутрипоровый кольматант различны - высокочастотные упругие колебания воздействуют на межфазовые границы, способствуют уменьшению адгезии флюидов к твердой поверхности и отрыву кольматирующего вещества от поверхности пор, а низкочастотные колебания обладают объемным действием, разрушают структуру высоковязкого кольматанта и снижают его эффективную вязкость. Поэтому воздействие одновременно по крайней мере с двумя частотами существенно улучшает условия для разжижения и эффективного удаления вязких асфальтосмолистых, парафиновых и других загрязнений из пласта и способствует повышению эффективности обработки в осложненных условиях.

При сжигании термогазохимического источника в процессе обработки глубинное технологическое оборудование следует перемещать вдоль обрабатываемого интервала, предпочтительно сверху вниз. Это способствует более глубокому и равномерному охвату обрабатываемого интервала пласта термогазохимическим и колебательным воздействием.

Поставленная задача решается также тем, что известное устройство для обработки призабойной зоны пласта, включающее полый корпус с ТГХ источником и воспламенителем, соединенным электрическими проводами с наземным пультом управления, камеру догорания, по корпусу которой выполнены щелевые прорези, каротажный кабель, кабельную головку, согласно изобретению снабжено ускорительной камерой с установленным в ее верхнем конце сверхзвуковым соплом, а нижним концом соединенной с корпусом ТГХ источника, и резонансной камерой, сверху закрытой и подсоединенной к кабельной головке, причем верхний конец ускорительной камеры и нижний конец резонансной камеры соосно вставлены в камеру догорания и совмещены с ее щелевыми прорезями.

Возможны варианты выполнения скважинного оборудования, в которых целесообразно, чтобы ускорительная камера была снабжена дополнительным дозвуковым соплом, размещенным на расстоянии от основного, выбираемом в соответствии со скоростью звука в газовой среде, скоростью горения ТГХ источника и геометрическими параметрами дополнительного сопла, завихрителем потока газа, например аксиально-лопаточным, размещенным перед сверхзвуковым соплом, чтобы в ускорительной камере были выполнены каналы, проходящие через сверхзвуковое сопло в его минимальное сечение и связывающие внутреннюю полость с внешней средой.

Для повышения надежности работы устройства целесообразно, чтобы нижний конец резонансной камеры был выполнен с клиновидным или коническим заострением его стенок и закрыт пробкой, выполненной с возможностью разрушения или сгорания. Пробка может иметь внутреннюю полость, заполненную подрывным зарядом, например пороховым, с возможностью воспламенения по команде с наземного пульта управления.

Для осуществления воздействия упругими колебаниями на пласт со ступенчатым понижением частоты резонансная камера может быть снабжена установленной внутри нее по крайней мере одной дополнительной вышеупомянутой пробкой.

Для оптимизации работы устройства целесообразно, чтобы резонансная и ускорительная камеры были вставлены в камеру догорания с зазором между их концами, определяемым в соответствии со скоростью горения ТГХ источника, объемом газовыделения при горении и геометрическими параметрами сопла и резонансной камеры, чтобы резонансная камера была выполнена в виде трубы и образовывала внутри камеры догорания зазор с ее внутренней стенкой, определяемый скоростью горения ТГХ источника и объемом газовыделения при его горении, резонансная и ускорительная камеры были выполнены с возможностью изменения их длины, ускорительная и резонансная камеры были вставлены в камеру догорания с возможностью изменения зазора между ними.

Для закручивания истекающего потока газа в колонном пространстве скважины резонансная камера может быть снабжена установленным на ее внешней поверхности завихрителем потока газа, выполненным, например, в виде шнека.

В отдельных случаях возможно выполнение устройства вместе с имплозатором, размешенным между кабельной головкой и резонансной камерой. Имплозатор служит для отбора забойной и извлеченной из пласта загрязненной жидкости и включается на требуемой стадии обработки по команде с наземного пульта управления.

Возможно выполнение ТГХ источника с возможностью развития низкочастотной неустойчивости во время его горения. Подобная неустойчивость обеспечивается в области больших отношений длины камеры сгорания (корпуса) к ее диаметру. При ее развитии во время горения пульсации давления и расхода газов усиливаются в ускорительной камере и благодаря обратной связи процесс генерации колебаний происходит с существенным нарастанием амплитуды.

Электрические провода могут быть проведены к наземному пульту управления от детонатора пиротехнического заряда через его корпус, полость ускорительной камеры, сверхзвуковое сопло, вышеуказанную легкосгораемую пробку, резонансную камеру, кабельную головку и каротажный кабель.

В качестве ТГХ источника возможно использование твердых пиротехнических зарядов, например ракетного топлива, или жидких горюче-окислительных составов.

С точки зрения наибольшей надежности и безопасности целесообразно в качестве воспламенителя использовать проволочную спираль, нагреваемую до температуры выше температуры воспламенения термогазохимического источника электрическим током, подаваемым с наземного пульта управления.

Преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются оптимальными вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 изображает продольный разрез заявляемого устройства для обработки ПЗП с введением в ускорительной камере дополнительного дозвукового сопла, выполнением конца резонансной камеры с клиновидным заострением стенок трубы и закрытым пробкой, выполненной с внутренней полостью, заполненной пороховым зарядом с возможностью воспламенения по команде с наземного пульта управления. Также здесь резонансная камера снабжена дополнительной аналогичной пробкой и завихрителем потока истекающего газа, выполненным на ее внешней поверхности в виде шнека. Электрические провода от наземного пункта управления к воспламенителю проведены внутри устройства, а воспламенитель выполнен в виде проволочной спирали, заглубленной в пиротехнический заряд.

На фиг. 2 изображен фрагмент варианта устройства, снабженного аксиально-лопаточным завихрителем и с выполнением каналов в ускорительной камере, проходящих через сверхзвуковое сопло в ее минимальное сечение.

Поскольку заявленный способ реализуется при работе заявленного устройства для обработки ПЗП, то описание способа приведено при изложении раздела описания работы устройства.

Устройство для осуществления заявленного способа обработки ПЗП (фиг. 1, 2) включает корпус 1 с ТГХ источником (пиротехническим зарядом) и воспламенителем 2 (проволочная спираль), соединенный с ускорительной камерой 3, внутри которой на ее верхнем конце установлено сверхзвуковое сопло 4. Ускорительная камера вставлена своим верхним концом в камеру догорания 5, по цилиндрическому корпусу которой выполнены щелевые прорези 6 (щели). С противоположного конца в камеру догорания 5 вставлена соосно с ускорительной камерой резонансная камера 7, которая снизу заглушена пробкой 8. Электрические провода 9 проведены внутри устройства к кабельной головке 10 с каротажным кабелем II, который служит для спуска устройства в скважину и для электрической связи устройства с наземным пультом управления 12. В вариантах изобретения ускорительная камера снабжена дополнительным соплом 13, в ускорительной камере 3 перед сверхзвуковым соплом 4 размещен аксиально-лопаточный завихритель 14, в ускорительной камере 3 и сверхзвуковом сопле 4 выполнены каналы 15, резонансная камера снабжена дополнительной пробкой 16, на ее внешней поверхности выполнен завихритель шнекового типа 17.

Устройство для обработки призабойной зоны пласта работает следующим образом.

На каротажном кабеле 11 опускают в заполненную жидкостью скважину устройство таким образом, чтобы щели 6 камеры догорания 5 располагались на уровне нижних перфорационных отверстий интервала перфорации. При этом водой заполняется только ускорительная камера устройства, а закрытая пробкой 8 резонансная камера 7 сохраняет внутри атмосферное давление воздуха. С наземного пульта управления 12 подают напряжение по электрическим проводам 9 к проволочной спирали 2, которая нагревается до температуры выше температуры воспламенения пиротехнического заряда и поджигает его сверху в корпусе 1. Образующийся газ высокого давления на начальном этапе вытесняет воду из ускорительной камеры 3 через сопло 4 и щели 6 в колонное пространство скважины и далее распространяется вверх от нижних перфорационных отверстий вдоль продуктивного интервала пласта. Одновременно повышается скорость истечения газа в критическом сечении сопла и его диффузоре. В момент подачи с наземного пульта управления напряжения воспламеняется пороховой заряд в пробке 8, происходит ее разрушение и возникает резкий скачок давления, обусловленный прорывом пороховых газов в полость с пониженным давлением резонансной камеры 7, который переводит режим течения газа в сопле в сверхзвуковой. В этот момент возникает первая стадия автоколебания, характеризующаяся возникновением скачка давления и излучением ударной волны от края диффузора сопла через щели 6 в направлении перфорационных отверстий в пласт. В этом же направлении, согласно расположению щелей, истекает с большой скоростью поток горячего газа. В момент, когда ударный импульс давления отражается от закрытого конца резонансной камеры и достигает ее нижнего конца возникает следующая фаза колебаний. В области пика давления ударная волна излучаться от края диффузора сопла 4 не может и продвигается вглубь, в более узкое сечение сопла, а излучение ударной волны в пласт отсутствует. После достижения пика давления в конце камеры 7, а также в зазоре между ускорительной и резонансной камерой вновь возникает разряжение, и первая стадия автоколебаний повторяется. Таким образом по времени горения пиротехнического заряда реализуется процесс автоколебаний, который характеризуется возникновением интенсивных ударных колебаний давления и расхода потока газа в колонном пространстве скважины в области щелей 6, которые передаются в пласт.

Благодаря высокоамплитудному колебательному воздействию происходит разрушение вязких асфальтосмолистых, парафиновых и других загрязнений, повышается скорость и глубина проникновения горячих газов в пласт, существенно интенсифицируются теплопередача, фазовые переходы и химические реакции. Прорывающийся в колонну скважины газ снижает забойное давление, и в момент возникновения депрессии из-за ускорения и интенсификации фильтрационных процессов создаются благоприятные условия для выноса загрязнений из пласта в скважину.

Для оптимизации мощности автоколебаний важна установка зазора между концами резонансной и ускорительной камер, определяемого в соответствии со скоростью горения пиротехнического заряда, объемом газовыделения при горении и геометрическими параметрами сопла и резонансной камеры, а также зазора, который резонансная камера образует внутри камеры догорания с ее внутренней стенкой, определяемого скоростью горения пиротехнического заряда и объемом газовыделения при его горении. Данные величины определяются согласно вышеописанным данным по методике, имеющейся у авторов изобретения.

Для возможности регулирования длины резонансной или ускорительной камеры для настройки резонансного режима колебаний в устройстве использованы резьбовые муфты.

Для повышения надежности генерации колебаний и расширения возможностей частотного регулирования ускорительная камера может быть снабжена дополнительным дозвуковым соплом, размещенным на расстоянии от основного, выбираемом в соответствии со скоростью звука в газовой среде, скоростью горения пиротехнического заряда и геометрическими параметрами дополнительного сопла, которое рассчитывается с повышенными углами раскрытия диффузора. При истечении газа высокого давления в его диффузоре возникает режим периодического отрывного течения, сопровождающийся импульсами давления, передающимися с потоком газа к основному сверхзвуковому соплу, которое данные импульсы усиливает и преобразует в ударные колебания. Расстояние между соплами рассчитывается по методике авторов.

Для регулирования критического сечения сверхзвукового сопла в устройстве используется завихрение потока газа установленным в потоке перед соплом завихрителем 14, например аксиально-лопаточным, позволяющим получать (в зависимости от изменения своих геометрических параметров) любые закономерности изменения циркуляции потока по радиусу вращения. От степени закручивания потока и особенностей изменения циркуляции по радиусу вращения зависят эффективное сечение осевого потока и расход газа через сопло. Меняя параметры закрутки, можно изменять условия достижения сверхзвуковой скорости и режим работы устройства. Аналогичные результаты в устройстве достигаются инжектированием части скважинной жидкости при помощи каналов 15, проведенных извне в минимальное сечение сверхзвукового сопла. Кроме того, при этом на выходе устройства образуется парогазовая смесь, способствующая более глубокому прогреву пласта в процессе обработки.

Благодаря наличию объема ускорительной камеры 3 имеется возможность заполнять трубное пространство скважины пеной. Для этого перед спуском устройства в скважину ускорительная камера 3 заполняется пенообразователем (например, раствором ПАВ ОП-10 с концентрацией 0,5-5% или более) с добавлением пеностабилизатора (например, полиакриламида с концентрацией 0,005-0,1%). Данные вещества при опускании устройства в скважину доставляются на забой и при поджигании заряда вытесняются из ускорительной камеры 3 в трубное пространство скважины выше щелей камеры догорания 6. Далее при вытеснении воды происходит смешивание данных веществ с жидкостью скважины и барботирование смеси пороховыми газами. В результате этого в трубном пространстве скважины образуется продвигающаяся вверх и увеличивающаяся в объеме шапка пены, которая уменьшает прорывы газа к устью скважины и способствует более полному вытеснению воды. Увеличивается излив воды из скважины, повышаются величины создаваемых репрессий и депрессий на пласт в ходе обработки. Благодаря возникновению структурированности и проявлению специфических неньютоновских свойств пена обладает повышенной удерживающей способностью, накапливает извлеченные из пласта загрязнения, достаточно длительное время сохраняется на забое. После сгорания пиротехнического заряда и подъема устройства пена блокирует интервал перфорации, сохраняя депрессию на пласт, и препятствует обратному проникновению в него загрязнений.

Введение в резонансную камеру дополнительных пробок позволяет осуществлять воздействие упругими колебаниями со ступенчатым понижением частоты. После подрыва основной пробки 8 устройство генерирует ударные колебания с высокой частотой, которая определяется небольшой длиной участка резонансной камеры, ограниченной первой дополнительной пробкой. На стадии обработки, после подачи сигнала с наземного пульта управления разрушается первая дополнительная пробка 16, и частота генерируемых колебаний, соответственно ступенчатому удлинению рабочего участка резонансной камеры, ступенчато падает. Подобным же образом происходит дальнейшее разрушение дополнительных пробок и ступенчатое понижение частоты генерации.

Покажем возможность применения способа и устройства для обработки ПЗП на практическом примере.

В неработающую эксплуатационную скважину, заполненную раствором хлорида кальция плотностью 1,16 г/см³, на каротажном кабеле опускают на глубину нижнего края интервала перфорации 1430 м собранное скважинное устройство. В качестве пиротехнического заряда в корпусе 1 устройства используют заряд марки ЗПИУ-98-850. Заряд имеет следующие рабочие характеристики: диаметр 68 мм, длина 9 м, масса 56 кг, теплота сгорания 2100-2200 ккал/см³, скорость горения 20 мм/с, объем газовыделения 650 дм³/кг, температура горения 2800К, чувствительность к трению 18 класс, к удару 0% взрыва, температура воспламенения 850-1000К. Ток запуска пиротехнического заряда (нагрева проволочной спирали 2) составляет 1,5 А. Заряд собирается в бронепокрышке диаметром 76 мм и вставляется в насосно-компрессорную трубу 3".

Перед спуском в скважину устройство регулируется и настраивается по вышеприведенным данным с учетом глубины погружения (забойного давления). Определяется и регулируется подвинчиванием труб длина резонансной камеры 7 м, определяется и устанавливается подвинчиванием труб зазор между ускорительной и резонансной камерами 15 мм, определяется и устанавливается подбором комплекта зазор между резонансной камерой и стенкой камеры догорания 5 мм.

После подготовки скважины к обработке подают напряжение на проволочную спираль. Пиротехнический заряд воспламеняется. После выдержки в 15 с подают напряжение на воспламенение порохового заряда в пробке 8. В ускорительной камере наступает сверхзвуковой режим истечения газа через сопло. Генерируются мощные ударные колебания с частотой 80 Гц. Из скважины вытесняется часть жидкости. Процесс горения пиротехнического заряда продолжается 8 мин. В случае необходимости для увеличения времени горения до 20-30 мин увеличивают длину пиротехнического заряда, который собирается в двух или более насосно-компрессорных трубах. Также можно использовать заряды с пониженной скоростью горения. По окончании процесса горения и завершения обработки устройство на кабеле извлекается на поверхность. Скважина сдается для проведения завершающих работ: промывки забоя и исследований.

Осуществление заявленного технического решения позволяет осуществлять термогазодепрессионно-волновое воздействие (ТГДВ) на призабойную зону пласта, повысить эффективность ее обработки в 1,5-2 раза, расширить область применения по геолого-физическим условиям и характеристикам пластов и скважин, способствовать решению проблемы утилизации запасов ракетного топлива.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения продуктивности скважин в условиях загрязнения призабойных зон пласта парафиновыми, асфальтосмолистыми, шламовыми и другими отложениями. Способ включает спуск глубинного технологического оборудования с источником термогазохимического воздействия, сжигание последнего в обрабатываемом интервале с образованием газа повышенного давления и температуры, депрессионное воздействие и отбор части жидкости из призабойной зоны. При сжигании термогазохимического источника создают сверхзвуковую скорость истечения газа и ударные колебания давления на выходе сужением потока газа до критических сечений. Одновременно осуществляют воздействие на призабойную зону пласта упругими колебаниями. Устройство включает полый корпус с термогазохимическим источником и воспламенителем, соединенным электрическими проводами с наземным пультом управления, камеру догорания, каротажный кабель, кабельную головку. По корпусу камеры догорания выполнены щелевые прорези. Устройство снабжено ускорительной камерой с установленным в ее верхнем конце сверхзвуковым соплом. Нижним концом ускорительная камера соединена с корпусом термогазохимического источника и резонансной камерой, сверху закрытой и подсоединенной к кабельной головке. Верхний конец ускорительной камеры и нижний конец резонансной камеры соосно вставлены в камеру догорания и совмещены с ее щелевыми прорезями. Повышается эффективность обработки призабойной зоны пласта и расширяются функциональные возможности способа и устройства. 2 с. и 25 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий спуск глубинного технологического оборудования с источником термогазохимического воздействия, сжигание последнего в обрабатываемом интервале с образованием газа повышенного давления и температуры, депрессионное воздействие и отбор части жидкости из призабойной зоны, отличающийся тем, что при сжигании термогазохимического источника создают сверхзвуковую скорость истечения газа и ударные колебания давления на выходе сужением потока газа до критических сечений и одновременно осуществляют воздействие на призабойную зону пласта упругими колебаниями. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе сжигания термогазохимического источника трубное пространство скважины выше глубинного технологического оборудования заполняют пеной. 3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при создании сверхзвуковой скорости истечения газа и ударных колебаний давления на выходе регулируют скорость горения термогазохимического источника. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что при создании сверхзвуковой скорости истечения газа и ударных колебаний давления на выходе поток газа закручивают. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что при создании сверхзвуковой скорости истечения газа и ударных колебаний давления на выходе потоком газа инжектируют часть скважинной жидкости. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в скважинную жидкость подают поверхностно-активные вещества. 7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что воздействие упругими колебаниями на призабойную зону пласта осуществляют с частотой не менее 1 Гц. 8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что воздействие упругими колебаниями на призабойную зону пласта осуществляют со ступенчатым понижением частоты. 9. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что воздействие упругими колебаниями на призабойную зону пласта осуществляют одновременно по крайней мере с двумя частотами - низкой и высокой, например, одновременно с частотой не менее 1 Гц и с частотой не менее 500 Гц. 10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что при сжигании термогазохимического источника глубинное технологическое оборудование перемещают вдоль обрабатываемого интервала. 11. Устройство для обработки призабойной зоны пласта, включающее полый корпус с термогазохимическим источником и воспламенителем, соединенным электрическими проводами с наземным пультом управления, камеру догорания, по корпусу которой выполнены щелевые прорези, каротажный кабель, кабельную головку, отличающееся тем, что оно снабжено ускорительной камерой с установленным в ее верхнем конце сверхзвуковым соплом, а нижним концом соединенной с корпусом термогазохимического источника, и резонансной камерой, сверху закрытой и подсоединенной к кабельной головке, причем верхний конец ускорительной камеры и нижний конец резонансной камеры соосно вставлены в камеру догорания и совмещены с ее щелевыми прорезями. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что ускорительная камера снабжена дополнительным дозвуковым соплом, размещенным на расстоянии от сверхзвукового сопла, выбираемым в соответствии со скоростью звука в газовой среде, скоростью горения термогазохимического источника и геометрическими параметрами дополнительного сопла. 13. Устройство по любому из пп. 11 и 12, отличающееся тем, что ускорительная камера снабжена размещенным перед сверхзвуковым соплом завихрителем потока газа, например, аксиально-лопаточным. 14. Устройство по любому из пп. 11-13, отличающееся тем, что в ускорительной камере выполнены каналы, проходящие через сверхзвуковое сопло в его минимальное сечение и связывающие внутреннюю полость с внешней средой. 15. Устройство по любому из пп. 11-14, отличающееся тем, что нижний конец резонансной камеры выполнен с клиновидным или коническим заострением его стенок и закрыт пробкой, выполненной с возможностью ее разрушения или сгорания. 16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что вышеупомянутая пробка выполнена с внутренней полостью, заполненной подрывным зарядом, например пороховым, с возможностью воспламенения по команде с наземного пульта управления. 17. Устройство по любому из пп. 15 и 16, отличающееся тем, что резонансная камера снабжена установленной внутри нее по крайней мере одной дополнительной вышеупомянутой пробкой. 18. Устройство по любому из пп. 11-17, отличающееся тем, что резонансная и ускорительная камеры вставлены в камеру догорания с зазором между их концами, определяемым в соответствии со скоростью горения термогазохимического источника, объемом газовыделения при горении и геометрическими параметрами сверхзвукового сопла и резонансной камеры. 19. Устройство по любому из пп. 11-18, отличающееся тем, что резонансная камера выполнена в виде трубы и образует внутри камеры догорания зазор с ее внутренней стенкой, определяемый скоростью горения термогазохимического источника и объемом газовыделения при его горении. 20. Устройство по любому из пп. 11-19, отличающееся тем, что резонансная и ускорительные камеры выполнены с возможностью изменения их длины. 21. Устройство по любому из пп. 11-20, отличающееся тем, что ускорительная и резонансная камеры вставлены в камеру догорания с возможностью изменения зазора между ними. 22. Устройство по любому из пп. 11-21, отличающееся тем, что резонансная камера снабжена установленным на ее внешней поверхности завихрителем потока газа, выполненным, например, в виде шнека. 23. Устройство по любому из пп. 11-22, отличающееся тем, что оно снабжено имплозатором, помещенным между кабельной головкой и резонансной камерой. 24. Устройство по любому из пп. 11-23, отличающееся тем, что термогазохимический источник выполнен с возможностью развития низкочастотной неустойчивости во время его горения. 25. Устройство по любому из пп. 11-24, отличающееся тем, что электрические провода проведены к наземному пульту управления от воспламенителя термогазохимического источника через его корпус, полость ускорительной камеры, сверхзвуковое сопло, вышеупомянутую пробку, резонансную камеру, кабельную головку и каротажный кабель. 26. Устройство по любому из пп. 11-25, отличающееся тем, что в качестве термогазохимического источника использованы твердые пиротехнические заряды, например ракетное топливо, или жидкие горюче-окислительные составы. 27. Устройство по любому из пп. 11-26, отличающееся тем, что в качестве воспламенителя использована проволочная спираль, нагреваемая до температуры выше температуры воспламенения термогазохимического источника электрическим током, подаваемым с наземного пульта управления.