Устройство для воздействия на пласт Советский патент 1986 года по МПК E21B43/25 

Изобретениеотносится .к нефтегазо добыче, а именно к устройствам для воздействия на приствольную часть продуктивного пласта. Оно может быть использовано для увеличения продуктивности скважины и повышения нефтеотдачи низкопроницаемого коллектора, сложенного из карбонатных пород, из твердых песчаников или из терригенных пород с твердым скелетом. Извес.тен способ обработки прифильтровой зоны продуктивного пласта гидравлическими пульсаторами давления. Первоначальное гидравлическое дав ление рабочей жидкости на пласт не снимается, несмотря на то, что при виброобработке амплитуда пульсаций противодавления на пласт может быть значительной. Поэтому в большинстве скважин, вскрывших низкопроницаемые пласты, после проведения виброобрабо ки возникает необходимость дополнительных работ по вызову притока. Кро ме того, при виброобработке прифильт ровой зоны пласта существует опасность повреждения обсадной (эксплуатационной) колонны. Известно устройство для воздействия на пласт, содержащее колонну на сосно-компрессорных труб с установленными в ней диафрагмой и циркуляционным клапаном. Недостатками устройства является то, что разрежение на забое, возникающее после разрушения мембраны, к последующий гидравлический удар {вызывают распространение в скважине волн давления - разрежения большой амплитуды, что создает опасность пов реждения эксплуатационной колонны и I цементного кольца за этой колонной, а также деформируется пакер, что препятствует его извлечениею на поверхность. Целью изобретения является предот вращение повреждения обсадных труб при разрушении диафрагмы и повышение эффективности процесса воздействия на пласт. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для воздействи на пласт, содержащем колонну насосно компрессорных труб с установленными в ней диафрагмой и циркулядионш Клапаном, клапан установлен выше диафрагмы, а в нижней части колонны насосно-компрессорных труб установлен патрубок, образующий с колонной обсадных труб коническое сопло. На фиг. 1 схематически изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 кривая изменения давлений; на фиг. 3 и 4 - циркуляционный клапан. В скважину, вскрывшую продуктивный пласт 1 и обсаженную эксплуатационной колонной 2 на 1 - 2 м ниже ее интервала 3 перфорации, спускается колонна 4 насосно-компрессорных труб, у которой в нижней части установлены патрубок 5 и диафрагма 6. Циркуляционный клапан втулочной конструкции установлен на расчетной глубине в колонне 4 насосно-компрессорных труб и служит для сообщения и разобщения через свои радиальные отверстия полости труб 7 колонны 4 и межтрубного пространства 8. Циркуляционный клапан (см. фиг. 3) состоит из корпуса 9 и дифференциальной втулки 10. Корпус 9 с боковыми окнами 11 имеет радиальные отверстия 12 с запорными шариками 13, прижимаемыми к отверстиям 12 пружинами 14, наклонные каналы 15 и 16, узел уплотнений 17 и ограничительную гайку 18. Дифференциальная втулка 10 также имеет радиальные отверстия 19 и узелуплотнения 20., Заранее,до спуска в скважину, на специальном стенде регулировкой затяжки узлов уплотнений 17 и 20 достигают перемещения дифференциальной втулки 10 в крайние верхнее и нижнее положения внутри корпуса 9 при создании давления 3 - 3,5 МПа внутри или . снаружи циркуляционного клапана. При спуске в скважину дифференциальную втулку 10 в корпусе 9 устанавливают в крайнее верхнее положение, |как показано на фиг. 4. После спуска Та скважину колонны насосно-компрессорных труб 4 с разрушаемой диафрагмой 6 и циркуляционным клапаном компрес|Сор 21 соединяют с задвижкой 22 и, Ьткрыв задвижки 22, 23 и 24, в трубах 7 подъемной колонны 4 создают давление воздуха Р 3-3,5 МПа, при этом дифференциальная втулка 10 перемещается в крайнее нижнее положение {как показано на фиг, 3) за счет того, что площадь верхнего торца его больше площади нижнего торца, на которые воздействует давление воздуха. Так ка;к теперь радиальные отверстия ТУ дифференциальной втулки 10 совмес тились с радиальными отверстиями 12 корпуса 9, то при дальнейшей работе компрессора 21 подпружиненные шарики 13 давлением воздуха отжимаются от отверстий 12 и начинается вытеснение жидкости в межколонном пространстве 8над циркуляционным клапаном в атмо сферу через задвижку 24 и отводящую трубу. На фиг. 3 стрелками показаны направления движения воздуха при работе компрессора в трубах 7 колонны 4. Визуальными свидетельствами наличия пространства 8 над циркуляци онным клапаном будут минимальная величина давления на компрессоре (- при дальнейшей работе компрессора показа ние манометра на компрессоре не уменьшается) и то, что из задвижки 24 идет только воздух без жидкости. После возможно полного замещения воздухом жидкости в межколонном пространстве 8 над циркуляционным клапа ном компрессор 21 останавливают, зак рывают задвижки 22 и 23 я открывают задвижку 25, при этом шарики 13 (см. фиг. 3) усилием пружинок 14 плотно закрывают радиальные отверстия 12 корпуса 8 циркуляционного клапана. Компрессор 21 отсоединяют от задвижки 22 и соединяют его с задвижкой 26, открыв последнюю, запускают компрессор 21 в работу и создают в межколонном пространстве 8 из.быточное давление воздуха 6-7 МПа. При достижении давления компрессора Р, 3-3,5 МПа давлением воздуха, передающимся через окна 11 корпуса 9на бурты дифференциальной втулки 10, последняя перемещается вверх до упорав ограничительную гайку 18 и разъединяет отверстия 19 дифференциальной втулки 10 и отверстия 12 корпуса 9. На фиг. 4 стрелками показаны направления движения воздуха пр работе компрессора в межколонное пространство. При дальнейшем повышении давления на компрессоре до 6-7 МПа диафрагма 6 разрушается, про исходит резкий хлопок депрессии и сразу за ним гидравлический удар (репрессия) на забой скважины и на прифильтровую часть пласта 1 столба жидкости в межколонном пространстве 8, находящейся под давлением сжатого воздуха 6-7 МПа. Хлопок депрессии л гидравлический удар создают волны Давления - разрежения, распространяющиеся вдоль жидкости в межтрубном пространстве 8 с высокой скоростью (около 1400 м/с). Однако наличие столба сжатого воздуха с давлением 6-7 МПа демпфирует, гасит эти волны, отдавая или поглощая упругую энергию и сглаживая пиковые нагрузки на эксплуатационную колонну и на цементное кольцо за ней. Степень амортизации колебаний давления в межколонном пространстве зависит от величины избыточного давления воздуха и его объема в межтрубном пространстве. Импульсная депрессия и следующий за ней гидравлический удар расширяют имеющиеся и образуют новые трещины и каналы в прифильтровой зоне пласта. Наличие столба упругого сжатого воздуха в верхней части межтрубного пространства увеличивает усилие гидравлического удара на пласт, а в сочетании с асширяющимся патрубком 5, сужающим кольцевое сечение межколонного пространства 8 в интервале перфорации (фильтра), увеличивает скорость течения нисходящей жидкости в этом интервале после разрыва диафрагмы, обеспечивая дополнительное снижение противодавления на пласт за счет эффекта эжекции, возникающей при отекании интервала перфорации высокоскоростным потоком жидкости. Кроме того, после разрушения диафрагмы 6 и остановки компрессора 21 столб сжатого воздуха в верхней части межколонного пространства за счет своего расширения продолжает некоторое время воздействовать на столб жидкости под собой,продолжая вытеснять ее через кольцевое сечение в интервале перфорации с высокой скоростью,что повьтает КПД эжекции и интенсифицирует приток флюидаиз пласта в скважину. Таким образом, столб сжатого воздуха в верхней части межколонного пространства выполняет следуюпще задачи. устраняет опасность повреждения эксплуатационной колонны и нарушения герметичности цементного кольца за ней; увеличивает усилие гидравлического удара на продуктивный пласт; повьш1ает КПД эжекции в интервале перфорации за счет увеличения скорости нисходящей жидкости после разрушения диафрагмы и удлинения времени, воздействия эжекции на пласт.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИ НА ПЛАСТ, содержащее колонну насос компрессорных труб с установленными в ней диафрагмой и циркуляционным клапаном, отличающееся тем, что, с целью предотвращения поврелсдения обсадных труб при разрущении диафрагмы и повьшения эффективности процесса воздействия на пласт, циркуляционный клапан установлен вьше диафрагмы, а в нижней части колонны насосно-компрессорных труб установлен патрубок, образующий с колонной обсадных труб коническое сопло. . JL ki / л yJv у7 / /