Устройство для термобарохимической обработки скважин и способы его применения Российский патент 2023 года по МПК E21B43/16 E21B43/25 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при обработке призабойной зоны пласта с целью восстановления фильтрации призабойной зоны пласта и увеличения производительности скважины термобарохимическим воздействием в сложных условиях кольматации пласта комплексными отложениями, включающими асфальто-смолистые отложения (АСПО), мехпримеси, соли и прочие трудноудаляемые продукты. Изобретение может быть использовано для обработки без применения кабельной техники, в т.ч. горизонтальных скважин, многопластовых объектов за один рейс труб на забой скважины, для инициирования окислительно-восстановительной реакции закачиваемых в скважину жидких горюче-окислительных составов.

Известны устройства для термогазохимического воздействия на призабойную зону нефтяных пластов, использующие твердые горюче-окислительные составы (пороха, селитренные составы и др.) / RU 2209960, 2566157, 2 209 960, 2204015, 2158363, 2320862, 2123591, 2240425, /. Их недостатком является использование кабельной техники для доставки составов в интервал обработки, невозможность использования для горизонтальных скважин.

Известны устройства для термобарохимического воздействия на призабойную зону скважин со спуском термогазогенератора на колонне труб, позволяющие производить обработки в горизонтальных скважинах с поджигом термогазогенератора химическим способом /RU 2232264/, адиабатическим сжатием и разогревом воздуха /RU 2287680/, автономным источником тока, запускаемый по ранее заданной программе /RU 2204015/.

Общими недостатками являются отсутствие возможности одновременного термогазового воздействия с химическим воздействием закачиваемым реагентом, возможности проведения работ с доставкой с устья термогазогенератора в спущенную в скважину колонну труб, сложность конструкции и операций запуска термогазогенератора.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта и устройство для его осуществления /RU 2 123 591/, включающий испытание пласта путем герметизации интервала перфорации пласта, депрессионно-репрессионное воздействие на прискважинную зону пласта устройством, содержащим комплект пластоиспытательного оборудования в составе последовательно соединенных снизу вверх фильтра, пакерно-якорного узла, уравнительного клапана и впускного клапана золотникового типа с радиальными входными и выходными отверстиями, сливного клапана, труб до устья скважины, контейнер с аппаратом для физического воздействия на прискважинную зону пласта, размещенный под фильтром, электроконтактный узел для стыковки дистанционных приборов и аппарата для физического воздействия с наземной аппаратурой посредством кабеля, спускаемого внутри труб.

Способ и устройство позволяют выполнять комплексную термобарохимическую обработку призабойной зоны пласта с использованием контейнера, в котором может размещаться термогазогенератор с возможностью подачи электрического сигнала с устья скважины после его спуска в скважину. Также устройство позволяет проводить баровоздействие на пласт и отбор продуктов реакции комплектом пластоиспытательного инструмента, входящим в состав компоновки. Имеется большой опыт работ по данному патенту, где в качестве термогазогенератора были использованы утилизированные медленногорящие пороховые составы и отбором продуктов реакции в воздухонаполненную колонну труб /Аглиуллин М.М., Фазылов Р.Г., Абдуллин В.М., Курмаев А. С. Техника и технология интенсификации нефтяных скважин комплексным термобаровоздействием. - НТВ «Каротажник», вып. 38, 1998/.

Недостатком способа и устройства по данному патенту /RU 2 123 591/ является необходимость использования кабельной техники для поджига порохового заряда, что исключает возможность проведения операций в горизонтальных скважинах и удорожает работы, сложность компоновки и технологических операций барообработки.

Известен способ обработки призабойной зоны горизонтальных скважин (RU 2287680), принятый за прототип. По способу спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб термогазогенератор с твердотопливными зарядами. Размещают его в интервале продуктивного пласта. Сжигают заряды с образованием газа повышенного давления и температуры. Согласно изобретению заполняют зарядами бурильные трубы с проделанными в них отверстиями. Спускают их поочередно в скважину. Соединяют друг с другом на устье скважины с помощью муфт. К верхней трубе подсоединяют адиабатический механизм для поджига зарядов и колонну НКТ. Производят спуск и проталкивание устройства в горизонтальный участок скважины. Инициируют адиабатический механизм путем проталкивания шарика порцией жидкости или сбрасыванием «ломика». Обеспечивают срабатывание адиабатического механизма с мгновенным сжатием и разогревом воздуха до температуры 800-900 К. Поджигают горячим воздухом первичный воспламенительный заряд, продуктами сгорания которого поджигают промежуточный и основные твердотопливные заряды.

Недостатками способа является отсутствие возможности доставки термогазогенератора по колонне спущенных труб, комплексного термобарохимического воздействия. Основным воздействующим фактором является нагрев и расплавление высоковязких органических продуктов АСПО. Невозможна обработка нескольких объектов за один рейс труб на забой скважины, равномерная обработка больших интервалов горизонтальных скважин. Нет контроля и регулирования температурного и барического режима в скважине при горении топлива. При недостаточной приемистости пласта это может привести к перегреву АСПО в околоскважинной зоне. При температуре выше 120…140 Гр.С происходит коксообразование парафиновых отложений и закупорка пласта. При высокой приемистости пласта и высоком давлении газообразных продуктов сгорания может наблюдаться уход тепла с нагретой жидкостью в пласт по высокопроницаемым каналам и пропласткам без воздействия на прискважинную зону пласта.

Способ реализуется с помощью адиабатического воспламенителя скважинных зарядов (патент RU 2274733), принятого за прототип устройства. Устройство содержит металлический корпус с гидроударником, цилиндрической воздушной камерой, поршнем, зафиксированным в торцевой части камеры с помощью чеки и втулки, воспламенительным составом. Согласно изобретению, адиабатический воспламенитель скважинных зарядов снабжен толстостенным цилиндром со сквозным отверстием, закрытым диском и уплотнительным элементом с одного торца. В сквозное отверстие помещен заряд из балластитного смесевого топлива. Между толстостенным цилиндром и воздушной камерой расположена гильза с воспламенительным составом, герметично закрывающая другой торец цилиндра.

Недостатками устройства являются его сложность, низкая надежность вследствие использования воздушной камеры, толстостенного цилиндра и небезопасность работ с воспламенительным составом из взрывчатых материалов.

Сущность изобретения.

Изобретение направлено на создание вариантов устройств для термобарохимической обработки скважин и способов их применения с доставкой в обрабатываемый интервал термогазогенератора на колонне труб или по колонне труб, его запуском без использования кабельной техники с возможностью одновременной закачки в пласт химреагентов, в т.ч. в горизонтальных скважинах, с контролем температуры прогрева призабойной зоны пласта и удаления продуктов реакции депрессионным отбором в "сухую" воздухонаполненную колонну труб.

Это достигается устройством для термобарохимической обработки скважин, содержащем перфорированный патрубок с заглушкой в нижней части, спускаемый на колонне труб в скважину, установленный в нем термогазогенератор из твердотопливного горючего состава в трубчатом контейнере с узлом поджига. Узел поджига содержит воспламенитель, выполненный в виде электрического нагревательного элемента, взаимодействующего с горючим составом и размещенный в нижней его части, контейнер с источником тока и электроконтактный узел, состоящий, как минимум, из одной пары нормально-разомкнутых контактов, замыкаемых под действием осевого усилия.

В частном случае, контейнер с источником тока и электроконтактный узел размещены в верхней части термогазогенератора, электроконтактный узел оснащен толкателем, создающим осевое усилие на замыкание контактов от веса сбрасываемого с устья грузового стержня.

В частном случае, термогазогенератор выполнен доставляемым до перфорированного патрубка под собственным весом, контейнер с источником тока и электроконтактный узел размещены в нижней части термогазогенератора, электроконтактный узел оснащен толкателем, создающим осевое усилие на замыкание контактов от веса термогазогенератора при его дохождении до заглушки перфорированного патрубка.

В частном случае, электроконтактный узел состоит из двух разъемных коаксиальных пар контактов, нижняя пара контактов размещена над термогазогенератором и соединена с воспламенителем, верхняя пара контактов выполнена электромеханически стыкуемой с нижней парой и размещена в контейнере с источником тока, навернутом к нижней части грузового стержня.

Вышеприведенные варианты устройств позволяют реализовать способ термобарохимической обработки скважин, который включает включающий доставку на колонне труб в обрабатываемый интервал скважины перфорированного заглушенного патрубка, который оснащают термогазогенератором с твердотопливным составом, закачку химреагентов для обработки призабойной зоны пласта, запуск термогазогенератора, сжигание твердого топлива, нагрев и продавку химреагентов в пласт насосным агрегатом, ожидание реакции и удаление продуктов реакции из призабойной зоны пласта. Особенность способа в том, что предварительно изготавливают термогазогенератор, имеющий скорость теплоотдачи при горении твердотопливного состава не превышающим 5000 кДж/мин, причем химреагенты закачивают насосом по колонне труб. При этом запуск термогазогенератора осуществляют одновременно с продавкой химреагента в пласт, не превышая допустимое давление на пласт, на расчетной производительности насосного агрегата, определяемой следующей зависимостью:

где, G - производительности насосного агрегата, л/с;

K - калорийность топлива, кДж/кг;

V - массовая скорость горения топлива, кг/с;

T - необходимый прирост температуры для прогрева призабойной зоны пласта, °К;

А - безразмерный коэффициент, А=0,6 - при закачке композиций химреагентов на основе органических растворителей, А=0,24 - при закачке композиций химреагентов на водной основе.

Также в частном случае, нижняя пара контактов размещена в диафрагменном клапане, установленным над термогазогенератором, открываемым весом второго грузового стержня с весом кратно большим веса первого грузового стержня с контейнером источника тока. Это исполнение устройства позволяет реализовать способ термобарохимической обработки скважин, включающий доставку на колонне труб с пакером в обрабатываемый интервал скважины перфорированного заглушенного патрубка, который оснащают термогазогенератором с твердотопливным составом с нижней парой электрических контактов, размещенных в диафрагменном клапане, открываемым весом второго грузового стержня с весом кратно большим веса первого грузового стержня, с контейнером источника тока, а вес первого грузового стержня с контейнером менее усилия разрушения диафрагмы. В способе в скважину спускают колонну труб без заполнения его жидкостью, изолируют обрабатываемый интервал пакером, поджигают твердое топливо запуском узла поджига сбрасыванием первого грузового стержня, выполняют технологическую выдержку на время термогазового воздействия на призабойную зону пласта. После термогазового воздействия сбрасывают второй грузовой стержень, открывают диафрагменный клапан и осуществляют приток в колонну труб продуктов реакции из пласта.

В частном случае, грузовой стержень снабжен сверху кольцевыми проточками для захвата ловителем, спускаемым на кабеле-тросе в скважину для извлечения грузового стержня.

В частном случае, грузовой стержень оснащен эластичными цилиндрическими втулками диаметром менее внутреннего диаметра колонны труб на 2…3 мм, а перфорированный патрубок оснащен в верхней части реперным патрубком внутренним диаметром менее диаметра эластичных цилиндрических втулок на 2…3 мм.

В частном случае, трубчатый контейнер выполнен из материала с удельным весом более удельного веса технологической жидкости в скважине.

В частном случае, трубчатый контейнер выполнен составным с соединительным патрубком, а стыковка твердотопливного горючего состава осуществляется соединительными втулками из аналогичного горючего состава.

Общий вид вариантов устройства для термохимической обработки скважин по изобретению показан на фиг.1, 2, 3,4.

Вариант устройства с узлом поджига в нижней части термогазогенератора (фиг.1) содержит перфорированный патрубок 1 с заглушкой в нижней части 2, спускаемый в скважину на трубах 3. В патрубок устанавливается термогазогенератор 4 в трубчатом контейнере 5 с твердотопливным горючим составом, узлом поджига 7 состоящем из электрического воспламенителя 6 в виде электрического нагревательного элемента, взаимодействующего с горючим составом. Узел поджига 7 также содержит источник тока, электроконтактный узел из пары нормально-разомкнутых контактов (на фиг. не показано), толкатель 8. Толкатель 8 замыкает контакты и подает электрический ток на спираль воспламенителя 6 при осевом механическом воздействии от веса устройства при достижении им заглушки 2 после сбрасывания в скважину.

Вариант устройства с узлом поджига в верхней части (фиг.2) конструктивно аналогичен варианту на фиг.1 и также содержит перфорированный патрубок 1 с заглушкой в нижней части 2, спускаемый в скважину на трубах 3. В патрубок устанавливается термогазогенератор 4 в трубчатом контейнере 5 с твердотопливным горючим составом, узлом поджига 7 состоящем из электрического воспламенителя 6 в виде электрического нагревательного элемента, взаимодействующего с горючим составом. Узел поджига 7 содержит источник тока, электроконтактный узел из пары нормально-разомкнутых контактов (на фиг. не показано), толкатель 8. В отличие от варианта на фиг.1 толкатель создает осевое усилие на замыкание контактов от веса сбрасываемого с устья грузового стержня 9. Для этого толкатель 8 выполнен с грибком для улавливания грузового стержня, а положение термогазогенератора при спуске в скважину устанавливается в перевернутом виде - узлом поджига сверху.

На фиг.3 показан вариант устройства, в котором узел поджига также размещен в верхней части. Отличия в том, что узел поджига состоит из двух разъемных коаксиальных пар контактов, нижняя пара контактов 10- центральный контакт,11 - боковой контакт размещены над термогазогенератором и соединены с воспламенителем 6, верхняя пара контактов 12-центральный,13 -боковой контакты выполнены электромеханически стыкуемой с нижней парой и размещена в трубчатом герметичном корпусе 14, навернутом к нижней части грузового стержня 9, и содержащем источник тока, электрически соединенный с верхней парой контактов 12,13. Для обработки горизонтальных и наклонно-направленных скважин с целью доставки по колонне труб потоком жидкости в нижней части грузовой стержень 9 содержит цилиндрические втулки 15 из эластичного материала, диаметром менее внутреннего диаметра колонны труб на 2…3мм. Эластичные цилиндрические втулки 15 за счет перекрытия потока жидкости при циркуляции в скважине позволяют доставлять верхнюю часть узла поджига до стыковки с нижней частью, а также вымывать ее из скважины обратным потоком при неудачной стыковке. Выбор эластичного материала втулок обусловлен возможностью дистанционного контроля дохождения сбрасываемого узла и косвенно срабатывания термогазогенератора по изменению давления циркуляции насосного агрегата при прохождении втулок через реперный патрубок над перфорированным патрубком, внутренний диаметр которого менее диаметра эластичных цилиндрических втулок на 2…3мм (на фиг. не показано). На грузовом стержне выполнены кольцевые проточки 16. Это позволяет извлечь из скважины сбрасываемый узел с источником тока при отказе термогазогенератора для исключения его загорания на устье скважины. Его извлечение может осуществляться трубчатым ловителем с цанговым захватом на кабеле или тросе, спускаемым в скважину перед подъемом последних труб над термогазогенератором.

Также на фиг.3 показан вариант исполнения термогазогенератора, в котором трубчатый контейнер 5 выполнен составным из двух и более частей с соединительными патрубками 17, а стыковка твердотопливного горючего состава осуществляется соединительными втулками 18 из аналогичного или иного горючего состава. Это позволяет осуществлять подбор веса топлива в зависимости от толщины пласта, радиальной глубины прогрева и других факторов, определяющих качественное термогазохимическое воздействие на призабойную зону пласта.

Исполнение устройства, в котором трубчатый контейнер выполнен из материала с удельным весом более удельного веса технологической жидкости в скважине позволяет исключить опасность забивания колонны труб всплываемым материалом контейнера после сжигания топлива. После сжигания топлива остатки контейнера, например, изготовленного из тонкостенной металлической трубы, оседают над заглушкой и удаляются из перфорированного патрубка после подъема труб.

На фиг.4 показан вариант устройства, в котором доставка термогазогенератора осуществляется спуском на трубах в контейнере 1. Это позволяет доставлять в интервал горюче-окислительный состав большего диаметра и веса и выполнить обработку на большую мощность и радиальную глубину пласта. Также отличие в наличии диафрагменного клапана с разрушаемой диафрагмой 19, позволяющей спускать в скважину воздухонаполненную колонну труб 3 для создания депрессии на пласт после термогазового воздействия с целью удаления продуктов реакции и кольматантов из пласта в колонну труб. Конструкция узла поджига аналогична конструкции на фиг.2. Отличие в том, что центральный контакт 10 нижней пары контактов узла поджига, соединенный с воспламенителем 6 герметично размещен на оси диафрагмы 19. В этом варианте используется второй грузовой стержень для открытия клапана (на фиг. не показано) с весом кратно большим веса первого грузового стержня с контейнером источника тока, а вес первого грузового стержня с контейнером менее усилия разрушения диафрагмы.

Способ с использованием устройств по фиг.1,2,3 реализуется в следующей последовательности.

После проведения подготовительных работ (глушение, подъем глубинного оборудования, скребкование, шаблонировка и др.) спускают на трубах перфорированный патрубок с заглушкой. При необходимости для исключения давления на эксплуатационную колонну при обработке в компоновку над патрубком включают пакер, для замера давления и температуры технологического процесса над патрубком устанавливают спецконтейнер с манотермометром со сквозным каналом диаметром равным внутреннему диаметру колонны труб. Устанавливают патрубок на нижней отметке обрабатываемого интервала перфорации. Снаряжают термогазогенератор в варианте по фиг.1 или 2 с расчетным весом топлива со спуском их в скважину. Вес топлива определяется на основе материалов из опыта применения тепловых методов на месторождении, исходя из мощности пласта, глубины его кольматации и других факторов, например, см.. /Аглиуллин М.М., Абдуллин В.М., Абдуллин М.М., Курмаев С.А. Разработка и внедрение термобарохимического метода увеличения продуктивности нефтегазовых скважин // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2004. №2/.

Используют термогазогенератор с топливом, скорость теплоотдачи которого при горении не должна быть выше 5000 кДж/мин во избежание скоростного трудноконтролируемого горения топлива. Сбрасывают термогазогенератор в колонну труб. Подсоединяют нагнетательную линию и насосным агрегатом закачивают в трубы расчетный объем химреагента.для обработки данного объекта. Доводят его до заполнения интервала перфорации химреагентом расчетным объемом технологической жидкости. Устанавливают пакер или закрывают межтрубную задвижку для герметизации интервала обработки. Сбрасывают грузовой стержень для термогазогенератора по фиг.2 или верхний контактный узел по фиг.3 без установки эластичных втулок. Через время 5…10 минут начинают продавку химреагента в пласт. Продавку выполняют в течение расчетного времени горения топлива, не превышая допустимое давление на пласт, на расчетной производительности насосного агрегата, определяемой следующей зависимостью

G= А * K*V/T), [л/с]

где, K - калорийность топлива, кДж/кг,

V - массовая скорость горения топлива, кг/с,

T - необходимый прирост температуры для прогрева призабойной зоны пласта, град. К,

А - коэффициент, равный А= 0,6 при закачке композиций химреагентов на основе органических растворителей и А= 0,24 при закачке композиций химреагентов на водной основе.

Например, используется термогазогенератор с тонкостенным металлическим контейнером, содержащим селитренный состав со следующими параметрами: К=4540кДж/кг, V=0,551 - 0,918 кг/мин. Необходимый прирост температуры для прогрева призабойной зоны пласта составляет T=37 Гр.С = 70-33 (Гр.С), где- 33Гр.С -температура в обрабатываемом интервале скважины с учетом температуры закачиваемого химреагента после дохождения на забой скважины, 70 Гр.С- температура плавления органических отложений. Тогда при закачке растворителей производительность насосного агрегата должна составлять G= 0,67….1,12 л/с, для кислот G= 0,26….0,45 л/с.

После продавки горячего химреагента в пласт осуществляется ожидание реакции, в течение которого в призабойной зоне пласта происходит реагирование химреагента, прогрев закачанным горячим реагентом кольматированных, застойных зон пласта. С целью получения высокого геологического эффекта при ожидании реакции рекомендуется депрессионно-репрессионное воздействие на пласт фильтрационными волнами давления периодом 1…10мин с дальнейшим удалением из призабойной зоны пласта продуктов реакции. Это позволит выполнить более полную очистку пласта от загрязнений, включить в работу застойные зоны пористой среды. Для этого можно включить в компоновку струйный насос, выполнить дренирование пласта созданием переменных давлений с устья скважины, использовать свабную технику и др.

В изобретении не регламентируются используемые химреагенты, однако наиболее перспективным может быть применение растворителей, как в чистом виде, так и в композиции с нефтью, кислотами, ПАВ и пр. Прогрев пласта горячим растворителем имеет положительную сторону, которая позволяет избежать повторной закупорки пласта при остывании обработанной зоны пласта в случае задержки освоения скважины за счет растворения частиц АСПО.

В процессе обработки и после нее оценивают эффективность работ по приемистости, по притоку из пласта. При недостижении технологического эффекта можно повторить операции с закачкой более эффективного химреагента без подъема колонны труб и термохимическим воздействием путем доставки термогазогенератора под собственным весом по колонне труб.

При необходимости селективной обработки других интервалов перфорации компоновка перемещается в нужный интервал и вышеописанные операции повторяются. Остатки контейнера, детали термогазогенератора и твердые частицы после его сгорания оседают и накапливаются в перфорированном патрубке над заглушкой, не мешают дальнейшему проведению работ и извлекаются на поверхность после подъема труб, не засоряя забой скважины.

Для обработки горизонтальных и наклонно-направленных скважин используется термогазогенератор с узлом поджига по фиг.3 с установкой эластичных втулок 15 на грузовой стержень 9.

Эластичные цилиндрические втулки за счет перекрытия потока жидкости при циркуляции в скважине позволяют доставлять верхнюю часть узла поджига до стыковки с нижней частью, а также вымывать ее из скважины обратным потоком при неудачной стыковке. Эластичный материал втулок позволяет контролировать дохождение узла поджига до термогазогенератора по изменению давления циркуляции насосного агрегата при прохождении втулок через реперный патрубок над перфорированным патрубком (на фиг. не показан), внутренний диаметр которого менее диаметра эластичных цилиндрических втулок на 2…3мм.

Для равномерной обработки длинных участков горизонтального ствола после обработки на первом интервале перемещают колонну труб, например, снизу вверх, и последовательно обрабатывают все интервалы с использованием нужного количества термогазогенераторов.

Спуск термогазогенератора на трубах является предпочтительным в особо сложных случаях обработки скважин, где требуется большой вес топлива (глубокое и трудноудаляемое загрязнение пласта, высокая вязкость продукции, мощный пласт и др.). При этом вес термогазогенератора увеличивается за счет увеличения его диаметра соответствующего его проходимости по эксплуатационной колонне. Следует отметить, что варианты по фиг. 2,3 являются предпочтительными при реализации технологии. Они позволяют синхронизировать продавку химреагента в пласт с горением термогазогенератора за счет поджига термогазогенератора после доставки хиреагента в интервал перфорации и установки пакера и обеспечивать необходимый температурный режим в призабойной зоне пласта подбором скорости закачки.

Вариант по фиг.1 имеет ограничения, поскольку скорость перемещения термогазогенератора будет всегда больше перемещения химреагента при его прокачке по колонне труб из-за разности удельных весов. Поэтому он может быть использован для дополнительного термогазового воздействия на пласт без химреагентов, или после их закачки в пласт, или при небольших глубинах обрабатываемого интервала с одновременной доставкой термогазогенератора и химреагента по колонне труб, или для инициирования окислительно-восстановительной реакции закачиваемых в скважину жидких горюче-окислительных составов.

Способ термобарохимической обработки скважин с использованием устройства по фиг.4 реализуется в следующей последовательности.

Осуществляется сборка и спуск в скважину компоновки, включающей снизу-вверх: перфорированный патрубок 1 с термогазогенератором 4 (фиг.4), на перфорированный патрубок наворачивают патрубок, в муфте которого герметично устанавливают узел, состоящий из диафрагмы 19 и нижней пары коаксиальных контактов 10,11. Над перфорированным патрубком можно установить спецпатрубок с боковым контейнером с манотермометром для регистрации параметров процесса. Спускают компоновку с установкой перфопатрубка в нижней отметке обрабатываемого интервала перфорации. Спуск осуществляют без заполнения труб жидкостью.

Устанавливают пакер и сбрасывают в трубы первый грузовой стержень с источником питания и верхней парой контактов. Верхние и нижние пары контакты при стыковке замыкают цепь от источника тока на воспламенитель и тем самым осуществляется запуск термогазогенератора. Спираль воспламенителя размещена в нижней части термогазоисточника и происходит послойное горение топлива снизу-вверх, что обеспечивает стабильность поддержания фронта горения за счет поднимающихся вверх горячих газообразных продуктов горения. Происходит нагнетание в пласт этих продуктов и нагретой скважинной жидкости с последующим расплавлением твердых органических отложений и кольматантов в призабойной зоне пласта. Через определенное время 0,5-1,0 час, обусловленное расчетными и экспериментальными данными, сбрасывают второй грузовой стержень, который открывает клапан разрушением диафрагмы. Осуществляется отбор в трубы нагретых продуктов обработки, перешедших в подвижное состояние. По темпу выхода воздуха на устье из колонны труб можно судить о притоке из скважины. По прекращении притока снимают пакер и поднимают компоновку на трубах. По показаниям манотермометра и кривой притока судят о добывных возможностях обработанного интервала пласта.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в использовании несложных, безопасных и многовариантных конструкций узла поджига термогазогенераторов на твердом топливе, в снижении затрат на термобарохимическое воздействие на призабойную зону пласта за счет исключения кабельной техники, высокой производительности работ. Метод позволяет достигнуть высокой оперативности работ по комплексному воздействию на пласт и обеспечивает техническую, технологическую и геологическую безопасность при ремонте скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при обработке призабойной зоны пласта с целью восстановления фильтрации призабойной зоны пласта и увеличения производительности скважины. Техническим результатом является упрощение технологии воздействия на призабойную зону пласта за счет исключения кабельной техники при обеспечении высокой производительности работ. В частности, заявлено устройство для термобарохимической обработки скважин, содержащее перфорированный патрубок с заглушкой в нижней части, спускаемый на колонне труб в скважину, и установленный в нем термогазогенератор из твердотопливного горючего состава в трубчатом контейнере с узлом поджига. При этом узел поджига содержит воспламенитель, выполненный в виде электрического нагревательного элемента, взаимодействующего с горючим составом и размещенный в нижней его части, контейнер с источником тока и электроконтактный узел, состоящий, как минимум, из одной пары нормально разомкнутых контактов, замыкаемых под действием осевого усилия. Также заявлен способ термобарохимической обработки скважин. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для термобарохимической обработки скважин, содержащее перфорированный патрубок с заглушкой в нижней части, спускаемый на колонне труб в скважину, установленный в нем термогазогенератор из твердотопливного горючего состава в трубчатом контейнере с узлом поджига, отличающееся тем, что узел поджига содержит воспламенитель, выполненный в виде электрического нагревательного элемента, взаимодействующего с горючим составом и размещенный в нижней его части, контейнер с источником тока и электроконтактный узел, состоящий, как минимум, из одной пары нормально разомкнутых контактов, замыкаемых под действием осевого усилия.

2. Устройство для термобарохимической обработки скважин по п. 1, отличающееся тем, что контейнер с источником тока и электроконтактный узел размещены в верхней части термогазогенератора, электроконтактный узел оснащен толкателем, создающим осевое усилие на замыкание контактов от веса сбрасываемого с устья грузового стержня.

3. Устройство для термобарохимической обработки скважин по п. 1, отличающееся тем, что термогазогенератор выполнен доставляемым до перфорированного патрубка под собственным весом, контейнер с источником тока и электроконтактный узел размещены в нижней части термогазогенератора, электроконтактный узел оснащен толкателем, создающим осевое усилие на замыкание контактов от веса термогазогенератора при его дохождении до заглушки перфорированного патрубка.

4. Устройство для термобарохимической обработки скважин по п. 1, отличающееся тем, что электроконтактный узел состоит из двух разъемных коаксиальных пар контактов, нижняя пара контактов размещена над термогазогенератором и соединена с воспламенителем, верхняя пара контактов выполнена электромеханически стыкуемой с нижней парой и размещена в контейнере с источником тока, навернутом к нижней части грузового стержня.

5. Устройство для термобарохимической обработки скважин по п. 4, отличающееся тем, что нижняя пара контактов размещена в диафрагменном клапане с разрушаемой диафрагмой, установленным над термогазогенератором, открываемым весом второго грузового стержня с весом кратно большим веса первого грузового стержня с контейнером источника тока, а вес первого грузового стержня с контейнером менее усилия разрушения диафрагмы.

6. Устройство для термобарохимической обработки скважин по пп. 2, 3, 4, отличающееся тем, что грузовой стержень снабжен сверху кольцевыми проточками для захвата ловителем, спускаемым на кабеле-тросе в скважину для извлечения грузового стержня.

7. Устройство для термобарохимической обработки скважин по пп. 2, 3, 4, отличающееся тем, что грузовой стержень оснащен эластичными цилиндрическими втулками диаметром менее внутреннего диаметра колонны труб на 2…3 мм, а низ колонны труб оснащен реперным патрубком внутренним диаметром менее диаметра эластичных цилиндрических втулок на 2…3 мм.

8. Устройство для термобарохимической обработки скважин по п. 1, отличающееся тем, что трубчатый контейнер выполнен из материала с удельным весом более удельного веса технологической жидкости в скважине.

9. Устройство для термобарохимической обработки скважин по п. 1, отличающееся тем, что трубчатый контейнер выполнен составным с соединительным патрубком, а стыковка твердотопливного горючего состава осуществляется соединительными втулками из аналогичного горючего состава.

10. Способ термобарохимической обработки скважин, включающий доставку на колонне труб в обрабатываемый интервал скважины устройства для термобарохимической обработки по п. 1, содержащего перфорированный заглушенный патрубок, который оснащают термогазогенератором с твердотопливным составом, закачку химреагентов для обработки призабойной зоны пласта, запуск термогазогенератора, сжигание твердого топлива, нагрев и продавку химреагентов в пласт насосным агрегатом, ожидание реакции и удаление продуктов реакции из призабойной зоны пласта, отличающийся тем, что предварительно изготавливают термогазогенератор, имеющий скорость теплоотдачи при горении твердотопливного состава, не превышающем 5000 кДж/мин, причем химреагенты закачивают насосом по колонне труб, запуск термогазогенератора осуществляют одновременно с продавкой химреагента в пласт, не превышая допустимое давление на пласт, на расчетной производительности насосного агрегата, определяемой следующей зависимостью:

где G – производительности насосного агрегата, л/с;

K – калорийность топлива, кДж/кг;

V – массовая скорость горения топлива, кг/с;

T – необходимый прирост температуры для прогрева призабойной зоны пласта, K;

А – безразмерный коэффициент, А=0,6 – при закачке композиций химреагентов на основе органических растворителей, А=0,24 – при закачке композиций химреагентов на водной основе.

11. Способ термобарохимической обработки скважин, включающий доставку на колонне труб с пакером в обрабатываемый интервал скважины устройства для термобарохимической обработки по п. 1, содержащего перфорированный заглушенный патрубок, который оснащают термогазогенератором с твердотопливным составом с нижней парой электрических контактов, размещенных в диафрагменном клапане, открываемым весом второго грузового стержня с весом кратно большим веса первого грузового стержня, с контейнером источника тока, отличающийся тем, в скважину спускают колонну труб без заполнения его жидкостью, изолируют обрабатываемый интервал пакером, поджигают твердое топливо запуском узла поджига сбрасыванием первого грузового стержня с источником питания и верхней парой контактов, выполняют технологическую выдержку на время термогазового воздействия на призабойную зону пласта, сбрасывают второй грузовой стержень, открывают диафрагменный клапан и осуществляют приток в колонну труб продуктов реакции из пласта.