Способ воздействия на пласт и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21B43/25 E21B43/24 

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано преимущественно при добыче высоковязких пэрэфинистых нефтей, а также битумов.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия.

Способ реализуют в заглушенной углеводородной жидкостью скважине. При высоковольтном пробое жидкости образуется плазменный канал разряда, в который быстро вводится энергия. Быстрое выделение энергии в канале приводит к интенсивному расширению плазменного поршня. При этом максимальные тгмпературы в канале разряда достигают 104К, то вполне доста48-92

точно для разложения жидких углеводородов. В указанных условиях основными продуктами разложения углеводородов являются водород (до 50%) и ацетилен (до 25-30%).

Интенсивное расширение плазменного поршня разгоняет жидкость, заключенную в камере и выбрасывает ее в видр высокоскоростных импульсных струй, которые движутся к пласту с дополнительной энергией, полученной в результате интенсивного газовыделения. В момент выхода струн из сопла производят подачу газообразногоокиспите- ля в количестве, необходимом ДПР ото полного сзаимодеистнич с оодородом и

Ск оо о оо VI

VJ

ацетиленом. Это взаимодействие происходит в зоне кумулятивной струи. В результате экзотермических реакций выделяется дополнительная энергия, температура движущейся жидкости может возрасти до нескольких тысяч градусов. Струя жидкости, перемещающаяся с большой скоростью, разрушает породу, вызывает трещины, проникает в поры, значительно разогревает пласт, вызывая тем самым миграцию нефти к забою,

Следует также отметить, что в результате реакции ацетилена с окислителем-кислородом выделяется диоксид углерода С02, который в свою очередь благоприятствует лучшему вытеснению нефти. Адсорбция нефтью СОа увеличивает в ней запас упругой энергии и снижает вязкость флюида. Кроме того, С02, взаимодействуя с минеральной частью коллектора, растворяет отдельные компоненты скелета породы, повышая тем самым ее проницаемость. Второй пробой промежутка и последующие происходят в той же последовательности. При этом производится контроль забойной температуры. Причем температура на забое должна поддерживаться максимально допустимой, при которой эксплуатация скважины может еще проводиться на повышением дебите, например, которую определяют расчетным-пугем.

На фиг. 1 - схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - сечение по Д-Д,

Устройство содержит корпус 1, в верхнем отсеке которого расположены генераторы 2-5 импульсных токов (ГИТ), электрически связанные с положительными электродами 6-9, и индукционно-динамиче- скими приводами 10-13 и оснопанием 14, являющимся отрицательным электродом разрядной камеры 15. В разрядной камере 15 выполнены конические сопла 16 для выброса импульсных струй жидкости из отсеков А, Б, В, Г, и отверстия 17 для сообщения ее со скважинной жидкостью. Для контроля забойной температуры корпус разрядной камеры 15 снабжен датчиками 18 температуры. Под разрядной камерой 15 расположена дополнительная камера 19, снабженная напорным золотником 20, обеспечивающим постоянный перепад давления окислителя с давлением п скважине, сообщающаяся с соплами 1 б и каналами 21, а которых расположены дозирующие клапаны 22, управляемые индукционно-динами- ческими приводами 10-13, Устройство подключено к пульту 23 управления, установленному на уг.тье скважины, с которого производится включение ГИГ 1 4 через

блок 24 управления ГИТ (БУГ), выход которого соединен с входом блока 25 датчика температуры БДТ.

Способ реализуется с помощью устройства следующим образом.

Устройство опускают на кабель-rpoce в заглушенную углеводородной жидкостью скважину. На пульте 23 управления включают БУГ 24 и подают питание на электроды

0 6-9 разрядной камеры 15 и индукционно- динамические приводы 10-13. Происходит высоковольтный электрический пробой жидкости, образуется плазменный канал разряда, в который за (60-80) вводится

5 энергия. Вещество в канале разряда разогревается до температуры (2-4) 10 К, а давление поднимается до (1-1,5) 10 МПа. При таких температурах происходит разложение жидких углеводородов, в основном

0 выделяется гюдород и ацетилен. Под действием высокого давления канал разряда расширяется, получает сравнительно большие скорости, которые направлены по радиусам, исходящим примерно из центральной

5 части разрядного промежутка, разгоняет жидкость, заключенную в камеру, и выбрасывает ее в виде высокоскоростных жидкостных струй. Одновременно с высоковольтным электрическим пробоем

0 срабатывают индукционно-динамические приводы 10-13, открывая дозирующие клапаны 22, и окислитель в требуемом количестве поступает к соплам 16, где захватывается струей жидкости, при этом

5 начинается химическая реакция с дополнительным выделением тепла. Разогретая струя жидкости, насыщенная диоксидом углерода, со скоростью 1500-2000 м/с проникает в пласт, разрушает породу,

0 разогревает пласт Второй и последующие пробои промежутка происходят в той же последовательности и до момента, пока температура на забое не установится на уровне максимально допустимой темперэ5 туры, при которой эксплуатация скважины может еще проводиться на повышенном дебите, которая была определена заранее, например, расчетным путем. В эгот момент сигнал с датчика 18 температуры поступает

0 в блок 25 датчика температуры, который передает сигнал в БУГ 24 и производит отключение ГИТ. При необ одимости производится поинтервальиая обработка призабойной зоны продуктивного пласта.

5 Пример конкретного осуществления способа применительно к гипотетическому месторождению

Скважина затушена углеводородной жидкостью. Производит расчет количества окислителя (кислорода), необходимого для

полного взаимодействия с водородом и ацетиленом.

Масса углеводородной жидкости, заполняющей полость камеры

А-15,4 г

тн,77г(50%)

,8г(25%)

2С2Н2+502- - 4CCV2H2CH600 ккал

2Мс,н.-2 -26г-52 г 2М02-&

то.2.для полного взаимодействия с

С2Н2 V, 6 Г

2Н 02- 2Н20+133ккал

то- для полного взаимодействия с Н2

2г-4г,

Mrjj для полного взаимодействия с ,8 г

В сумме для полной реакции необходимо по 37 г 02 ввести в полости А, Б, В, Г.

Через зарядное устройство (условно не показано) заполнением сжиженным кислородом камеру, Вязкость безпарафинистой нефти в начальных пластовых условиях(пла- стовая температура Тп-40°С) до обработки, мПА с, дебит жидкости до обработки м3/сут.

По известным методикам определяют расчетную вязкость и дебит о зависимости от температуры

Температура, °С 10 100 150 256

Вязкость. мПА с 300 90 69 56

Дебит жидкости,

1.0 2,2 2,53 2,8

Средний в интервале температуры 40- 2бО°С дебит скважины, определенный гра- фическим интегрированием этой зависимости, равен ОГр 2,05 м VcyT. Максимально допустимая температура, при которой эксплуатация скважины может еще проводиться на повышенном дебите .

Устройство спускают в забой скважины на кабель-тросе.

Во время спуска устройства полости А, Б, В, Г разрядной камеры 15 заполняются через отверстия 17 углеводородной жидкостью. На пульте 23 управления включают БУГ 24 и подают питание на электроды 6-9 и индукционно-динэмические приводы 10- 13. Происходит высоковольтный злектриче- ский пробой жидкости, образуется плазменный канал разряда, в который за 70 МО с вводится энергия 7.5 кДж. Вещество в канале разряда разогревается до 3 10 К, а давление поднимается до 1.2 103МПа, такая температура приводи г к разложению жидких углеводородов, ныде/шеггя водород и ацетилен. Канал разряда под дейстиием высокого давления расширяется и разюня

ет жчд -осгь, заключениу п от г ь I Г р 1.чп1п.ной камеры 15 (д |Г|рГлм ч1т 1 с

ПЯГСН ОВОЛЬТНЫМ ЭЛРКТРИ РГ Г 1 МПС КЧ М Сра :ГЫПаЮГ ИНДУКЦИОННО .

приводы 10 13, открывая доччр/i мцие inn паны 22, и окислитель о колм IPCTRP 37 г поступает в полости А, Б. В, Г к гпплям 16. где захватывается струей При этом начинаются экзотермич ч-кио рея -цч|«

2С Н24502 4С02 -2Н 0 000 - ап

2Н2 02 2Н20МЗЗ ккэл.

Разогретая струя жидкости иасищен- ная диоксидом углерода, со гкорогтыо 1800 м/с проникает в пласт При этом порода разрушается, пласт разо ре Тетгп. что приводит к повышению подвижности нрф- ти. Диоксид углерода адсорбируемся на поверхности смол, не успевает отлрвчтыя от них и выделиться из упругой гш тпмы При постепенном расширении газа зпрргич его производит полезную работу по продвижению нефти в пласте. Кроме того СО2. модейстнуя с минералы-ion частью коллектора, растворяет отдельные компоненты скелета породы, повышая тем самым ее проницаемость.

По достижении температуры ЧО°С г.рл батывает датчик 18 темперлтурн. i иг нал поступает в БДТ 25, который ПРФСДТРТ сигнал в БУГ 24 и производит отключение f HT

В результате проведенной опррации увеличивается приток нефти в скважину. По сравнению с известным предлагаемый способ воздействия на пласт и устройство для его осуществления позволяют повысить эффективность воздействия на плагтг высоко- вязкими нефтями за гчсм закачки горячих струи жидкости с диоксидом углерода в глубь пласта, что улучшает обработку пласта. Использование напорного опотника и дозирующих клапанов, снабженных индук- циочно-динамическими приводами, работающимиотГИТпозволяетсинхрочизировс гь подачу окислителя с выходом струи из сопла и дозировать количество окислителя для обеспечения полного взаимодействия его с водородом и ацетиленом, что позволит повысить температуру в гласто за счет дополнительного выделения энергии, а следовательно, погшсить эффек- тивность воздействия на пласт.

Формула изобретения 1. Способ воздействия на пллг включа- ющий генерацию импульсных струи нчсоко- вольтными импульсными рззрчдлми в Скважинкой жидкости, г дополнитлыюй подаче и окислителя, отличи ю щ и и с я тем, что. с целью повым чи- э ,ц активности воздеистиня, в качеств,1 окислитолч пол.тот

г и в кпличепве необходимом для полного пппмодгйствия с водородом и ацетиленом, отделившимся из скпажинной жидкости tipn высоковольтном импульсном разряде

2 Устройство для воздействия на пласт, содержащее разрядную камеру с положительными и отрицательными электродами и напорный золотник, установленный на выходе емкости, заполненной окислителем и связывающий ее с разрядной камерой, генератор импульсных гоков, соединенный с эпектродэми, и датчик температуры, отличающееся тем, что, оно снабжено

0

дотирующими клапанами г индукционно- динамическим приводом, подключенным к генератору импульсных токов, разрядная камера выполнена в виде отдельных отсеков с коническими соплами на выходе и каналами, сообщающими коничегкие сопла каждого из отсеков с емкостью, заполненной окислителем, при этом дозирующие клапаны с индукционно-динамическим приводом размещены в каналах отсеков и гид- равлически связаны с напорным золотником, э положительные электроды размещены в каждом из отсеков

Изобретение относится к добыче нефти и предназначено для добычи высоковязких пэрэфинистых нефтей и битумов. Цель изобретения - повышение эффективности воз- дейстоия. Производят генерацию импульсных струй высоковольтными импульсными разрядами в скважинной жидкости с дополнительной подачей окислителя, В качестве последнего подают газ в количестве, необходимом для полного езаимодей- ствия с водородом и ацетиленом, выделившимся из сквэжинной жидкости при высоковольтном импульсном разряде. Устройство для осуществления данного способа содержит дозирующие клапаны 22 с индуционно-динамическими приводами 10- 13, подключенными к генераторам 2-5 импульсных токов, разрядную камеру 15. выполненную в виде отдельных отсеков с коническими соплами 16 на выходе и каналами 21. Последние сообщают сопла 16 каждого из отсеков с емкостью, заполненной окислителем. Клапаны 22 с приводами 10- 13 размещены в каналах 21 и гидравлически связаны с напорным золотником 20. С генераторами 2-5 электрически связаны положительные электроды 6-9. размещенные в каждом из отсеков. Поступающий в отсеки окислитель захватывается струей жидкости, которая разогревается и повышается подвижность нефти. 2 с. п. ф-лы, 2 ил. (Л С

17

1h

л-л

Фиг. 2