СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПРОДУКТИВНЫХ ТОЛЩ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2025 года по МПК E21B43/16 E21B43/40 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при освоение, реанимации и/или реконструкции истощенных, малодебитных или нерентабельных месторождений углеводородов.

По состоянию на текущий момент мировая практика нефтедобычи уже достаточно хорошо знает большое разнообразие разных способов силового деформационного воздействия на желаемое изменение физико-механических характеристик той или иной геологической структуры в слоистой толще терригенно-осадочных горных пород, слагающих чехол и пестрый геолого-литологический разрез выявленных месторождений углеводородов, залегающих на глубинах до пяти километров от дневной поверхности среди тугопластичных, твердых и полутвердых слабопроницаемых водоупоров и водоносов, предельно насыщенных водой с различной минерализацией и сложенных из слабосцементированного песчано-глинистого материала, достигшего в процессе своей седиментации и литификации в прибрежно-морских условиях мелководных шельфов полускальной прочности и постоянно испытывающего огромное давление выше залегающей горной массы, под которой находится прочный фундамент литосферы из крепких кристаллических интрузивных магматических пород, служащих для них «наковальней». В настоящее время наибольшую популярность заслужила технология подземного гидроразрыва продуктивных толщ посредством закачки в их трещиновато-пористое пространство под высоким давлением технической воды, взятой насосами из хранилищ подземных вод неглубокого залегания. При этом мысль о возможности и необходимости извлечения, частично или полностью, скелета водовмещающих горных пород, залегающих ниже подошв нефтеносных отложений, и доставке их обломков на дневную поверхность редко когда посещала умы ученых и промысловиков, уверенных и глубоко убежденных, что это пока еще не возможно с использованием известных инструментов и средств механизации, которые имеются в наличие у нефтедобытчиков и горнопроходчиков, потому что очень велики риски аварий и прихватов опускаемого. в стволы скважин технологического оборудования, состоящего из погружных гидромониторов и насосно-компрессорных труб, характеризующихся ничтожно малой пропускной способностью и низкой производительностью.

В качестве примера аналога найденному и заявленному способу можно лишь упомянуть, приличия ради, «Устройство для промывки забоя скважины» по патенту РФ №2529067 от 17.06.2013 г, МПК Е21В 21/00, которое имеет пилообразный рыхлитель с косым срезом, оснащенный гидромониторами и опущенный в скважину на колонне насосно-компрессорных труб с возможностью их эпизодического вращения средствами малой механизации или вручную силами ремонтной бригады. Как и любой другой материальный объект биотехносферы, это устройство тоже имеет свой персональный набор самых разных положительных достоинств и отрицательных качеств, ограничивающих неафишируемые рамки области его промышленного использования.

Техническая задача, на полезное решение которой ориентировано настоящее изобретение, состоит в планомерном устранение рыхлого песчано-глинистого материала и прочих водонерастворимых биохимических высокомолекулярных соединений из пустот и трещиновато-пористого пространства скелета водоносного горизонта, подстилающего продуктивную толщу нефтепродуктов, вплоть до образования распластанной линзы подземного озера, заполненной хаотично осыпающимися с купола под влиянием сил земного притяжения крупными глыбами и фрагментами подошвы нефтеносных отложений. Для этого на перспективных или истощенных структурных поднятиях нефтеносной толщи создается сеть добывающих и поглощающих скважин, синхронно работающих на небольшом удаление друг от друга, или целенаправленно реконструируется имеющаяся, находящаяся в резерве или ожидание ремонта. В стволы каждой добывающей скважины, оборудованной монолитной колонной из толстостенных обсадных труб до самого забоя, распахнутого настежь для захвата воды и всех других находящихся в ней продуктов, на небольшую глубину, примерно не более одной сотни метров, под запорную арматуру ее устья устанавливается реверсивно-кумулятивный головной рабочий орган эрлифта по патенту РФ №2746516 от 14.05.2020 г., МПК F04F 1/18; Е21В 43/00, в который компрессором с дневной поверхности подается рабочий агент преимущественно в форме обычного сжатого атмосферного воздуха. При этом необходимо чтобы соблюдалось условие: башмаки всех обсадных колонн добывающих и поглощающих скважин должны располагаться не выше подошвы эксплуатируемой нефтепродуктивной толщи горных пород, за исключением тех, из которых идет нефтедобыча. На выходе доставленная к устью скважин трехфазная текуче-вязкая суспензия из воды и рыхлого материала посредством любых известных и достаточно эффективных энергонезависимых центробежных гидроциклонных установок, сепарируется и разделяется на составляющие фракции по их удельному весу, которые отправляются далее или на утилизацию, или к местам своего складирования, а весь объем выкаченной из земных недр воды дополнительно очищают от вредных примесей посредством любых известных фильтровальных аппаратов и затем насосами закачивают в поглощающие скважины для активизации процесса промывки пор и микротрещин в скелете водоносного горизонта, подстилающего нефтеносный пласт. Не смотря на то, что геологические и гидродинамические условия разработки и эксплуатации каждого месторождения углеводородов весьма уникальны и неповторимы, большинство их характеризуется доминированием окислов и гидроокислов железа в составе цементирующего материала, заполнившего поры и микротрещины в скелете горных пород мелководных морских шельфов, механическая прочность которых в воде существенно ниже имеющейся у хемогенных карбонатов. В дополнение к задачам увеличения естественной трещиноватости и проницаемости массива горных пород всегда можно воспользоваться бризантными взрывчатыми веществами и/или разрушающими средствами электрогидравлического воздействия на них, например, «Способа получения сверхвысоких гидравлических давлений...» по Ав. Св. СССР №105011, изобретенного Л.А. Юткиным и Л.И. Гольцовой в апреле 1950 года и под грифом «СЕКРЕТНО» строго охраняемого от посторонних запрятанным на полвека в Архивах государственной тайны.

Уникальные особенности, суть и принципы устройства и работы реверсивно-кумулятивного головного органа эрлифта по патенту РФ №2746516 на изобретение, достаточно полно изложенные в его описание, таковы, что они активно участвуют в фокусирование векторов силы и образование конусообразной зоны глубокого вакуума, образующейся за счет реверса рабочего агента и сфокусированной концентрации его энергетических ресурсов посредством остроугольного кольцевого конусообразного щелевого зазора между двумя равновеликими воронками на создание мощного потока в форме восходящей кумулятивной струи, обеспечивающей подъем и транспортировку всего, что шевелится под влиянием искусственно созданной замкнутой циркуляции подземных вод и способно перемещаться по лабиринтам пустот и микротрещин в эпицентр жерла горловины засасывающей тонкостенной воронки, герметично закрепленной в нижней части корпуса головного органа эрлифта и имеющей диаметр круглой площади своего пропускного сечения в самой узкой части примерно равный половине внутреннего диаметра колонны обсадных труб.

В связи с тем, что раскрытие деталей и сути работы эрлифта не является предметом данного изобретения и находится далеко за пределами рамок описания его существенных отличительных признаков, промышленное использование которых реально возможно и неизбежно гарантирует получение желаемого результата увеличения объемов нефтедобычи за счет рационального использования выявленных внутренних резервов и возможностей особенности геологического строения чехла осадочных отложений, изложенное выше убедительно свидетельствует о наличие изобретательского замысла в найденном решение поставленной технической задаче.

Изобретение относится к способу увеличения нефтеотдачи продуктивных толщ месторождений углеводородов. Способ включает солидарно-синхронную работу сети добывающих и поглощающих скважин, насыщающих поры и микротрещины подстилающего массива горных пород подземными водами, ранее добытыми из них откачкой. В стволе каждой нефтедобывающей скважины под запорной арматурой устья устанавливают реверсивно-кумулятивный головной рабочий орган эрлифта и подают в него сжатый компрессором атмосферный воздух для создания восходящего потока трехфазной смеси. Башмаки герметичных обсадных колон поглощающих скважин располагают ниже подошвы нефтеносной толщи горных пород. Весь поднятый к устью добывающей скважины материал сепарируют гидроциклонами и/или другими известными энергонезависимыми вспомогательными средствами на составляющие жидкие, твердые и газообразные продукты, которые затем утилизируются. Отработанный сжатый воздух возвращают обратно в атмосферу. Нефтепродукты отправляют к местам своего обезвоживания и складирования. Шлам используют на покрытие полотна сети местных дорог, а весь объем воды, поднятой и тщательно очищенной от твердых фракций, насосами закачивают в поглощающие скважины, расположенные на периферии активной зоны развития депрессионной воронки, для формирования системы замкнутой циркуляции подземных вод, вымывающей рыхлый цементирующий песчано-глинистый материал, дресву и мелкий щебень из полостей, пор и микротрещин массива подстилающих горных пород, планомерно превращаемых в особый переотложенный крупнообломочный обвально-намывной техногенный грунт с аномально повышенными открытой пористостью, трещиноватостью и водопроницаемостью, дающими разнокалиберным блокам подстилающего слоя нефтеносной толщи возможность свободно осыпаться на дно зарождаемого линзовидного подземного озера.

Способ увеличения нефтеотдачи продуктивных толщ месторождений углеводородов солидарно-синхронной работой сети добывающих и поглощающих скважин, насыщающих поры и микротрещины подстилающего массива горных пород подземными водами, ранее добытыми из них откачкой, отличающийся тем, что в стволе каждой нефтедобывающей скважины под запорной арматурой устья устанавливают реверсивно-кумулятивный головной рабочий орган эрлифта и подают в него сжатый компрессором атмосферный воздух для создания восходящего потока трехфазной смеси; башмаки герметичных обсадных колон поглощающих скважин располагают ниже подошвы нефтеносной толщи горных пород; весь поднятый к устью добывающей скважины материал сепарируют гидроциклонами и/или другими известными энергонезависимыми вспомогательными средствами на составляющие жидкие, твердые и газообразные продукты, которые затем утилизируются: отработанный сжатый воздух возвращают обратно в атмосферу, нефтепродукты отправляют к местам своего обезвоживания и складирования, шлам используют на покрытие полотна сети местных дорог, а весь объем воды, поднятой и тщательно очищенной от твердых фракций, насосами закачивают в поглощающие скважины, расположенные на периферии активной зоны развития депрессионной воронки, для формирования системы замкнутой циркуляции подземных вод, вымывающей рыхлый цементирующий песчано-глинистый материал, дресву и мелкий щебень из полостей, пор и микротрещин массива подстилающих горных пород, планомерно превращаемых в особый переотложенный крупнообломочный обвально-намывной техногенный грунт с аномально повышенными открытой пористостью, трещиноватостью и водопроницаемостью, дающими разнокалиберным блокам подстилающего слоя нефтеносной толщи возможность свободно осыпаться на дно зарождаемого линзовидного подземного озера.