Способ добычи нефти и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к технике добычи нефти, а именно к устройствам для закачки различных реагентов в пласт.

Известы способы закачки реагентов в пласт, заключающиеся в непрерывной закачке реагентов в продуктивный пласт через колонну насосно-компрессорных труб, установленную в обсадной колонне с пакером в нижней ее части.

Недостатки известных способов состоят в невысокой нефтевытесняющей способности закачиваемых реагентов, а также в постепенном снижении приемистости скважины за счет возникновения облетерирую- щего слоя реагента в капиллярных отверстиях продуктивного пласта.

Наиболее близким к изобретению является способ закачки реагента в пласт через колонну насосно-компрессорных труб, установленную в обсадной колонне нефтяной скважины с пакером в нижней ее части, заключающийся в закачке реагента в межтрубное пространство и перепуске его через всасывающий клапан, установленный в колонне насосно-компрессорных труб выше пакера, в насосно-компрессорные трубы до определенного уровня и последующем вытеснении порции реагента из колонны насосно-компрессорных труб через нагнетательный клапан, установленный в насосно-компрессорных трубах ниже пакера.

Известна установка для закачки жидкости в пласт, содержащая установленные на колонне насосно-компрессорных труб нагнетательный и всасывающий клапаны, размещенные соответственно выше и ниже пакера, и емкость, сообщающуюся с насосом, причем верхняя полость насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом.

Недостатком известных способа и устройства (установки) является то, что они не предусматривают надежной изоляции оборудования скважины, установленного на ее устье, от высокого электрического потенциала, который может быть создан в пласте у скважины для увеличения нефтевытесняющей способности реагента. Это объясняется тем, что после закачки реагента в межтрубное пространство высокий электрический потенциал может попасть к верхней части скважины через столб реагента в межтрубном пространстве и металлические колонны труб. Кроме того, указанные способ и устройство не предусматривают саму возможность создания высокого потенциала в призабойной зоне скважины. Эксперименты, выполненные на насыпных моделях нефтяного пласта, показали, что нефтевы- тесняющая способность реагентов в переменном электрическом поле возрастает в несколько раз. Это объясняется тем, что переменное электрическое поле обусловливает дополнительные колебания поверхностно-активного вещества в поро- вом пространстве, вызывающие усиление их воздействия с облитерирующим слоем нефти в коллекторах. Одновременно снижается вязкость вводимой мицеллярной дисперсии и увеличивается как скорость ее продвижения в коллекторах, так и физико-химическая активность.

Цель изобретения - повышение нефтевытесняющей способности закачиваемых мицеллярных дисперсий (растворов) с реагентом (поверхностно-актмвными вещест: вами) путем создания переменного электрического тока в продуктивном пласте

при одновременном сохранении приемистости скважины.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу закачки жидкости в пласт, заключающемуся в закачке реагента в межтрубное п ространство и перепуске его через всасывающий клапан, установленный в колонне насосно-компрессорных труб выше пакера, в насосно-компрессорные трубы до определенного уровня и последующем вытеснении порции реагента (ПАВ) из колонны насосно-компрессорных труб через нагнетательный клапан, установленный в насосно-компрессорных трубах ниже пакера, закачку (ПАВ) в межтрубное пространство и

через всасывающий клапан в колонну на- сссно-компрессорных труб осуществляют до появления ПАВ у емкости с электроизолирующей жидкостью (керосином), после чего керосин закачивают в колонну насоснокомпрессорных труб в количестве, равном по объему порции ПАВ Vp, закачиваемой в пласт, и далее керосин перекачивают из колонны насосно-компрессорных труб в межтрубное пространство в количестве,

определяемом по формуле

Узп Vp (1

D2 - d2 - о1н

где V3n - объем керосина, перекачиваемого

в затрубное пространство; D - внутренний диаметр обсадной колонны; d - внешний диаметр насосно-компрессорных труб; бвн внутренний диаметр насосно-компрессорных труб,

вновь закачивают порцию электроизолирующей жидкости в колонну насосно-компрессорных труб, что приводит к закачке новой порции ПАВ в пласт, одновременно с началом закачки второй порции ПАВ подают на пласт с помощью кабеля напряжение, величина которого определяется по формуле

U gradlbl, где I - расстояние между забоями нагнетательной и эксплуатационной скважин; grad R

U 300-400 -, вновь перекачивают часть

м

электроизолирующей жидкости из колонны насосно-компрессорных труб в межтрубное пространство, указанный процесс периодически продолжают до момента, пока весь объем ПАВ, находящийся в скважине, не закачают в пласт, затем отключают напряжение, выкачивают электроизолирующую жидкость из колонны насосно-компрессор- ных труб и через всасывающий клапан из межтрубного пространства одновременно вновь начинают закачивать ПАВ в межтрубное пространство и через всасывающий клапан в колонну насосно-компрессорных труб до появления ПАВ у емкости с электроизолирующей жидкостью, дальнейшую за- качку ПАВ продолжают циклически аналогично изложенному.

Поставленная цель достигается также тем, что установка для закачки реагента ПАВ в пласт, содержащая пакер, обсадную колонну насосно-компрессорных труб с установленными на ней нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, и емкость для продавочной жидкости, снабжена емкостью для ПАВ, датчиками наличия ПАВ в емкостях и в межтрубном пространстве скважины, наличия жидкости в колонне на- сосно-компрессорных труб, электроуправляемыми клапанами, источником электрической энергии, датчиками расхода ПАВ, расхода продавочной жидкости и количества перекачанной жидкости, насосами закачки ПАВ, закачки и перекачки продавочной жидкости, двумя дополнительными емкостями и блоком управления, емкость для ПАВ гидравлически через последовательно соединенные первый электроуправ- ляемый клапан, насос закачки ПАВ и датчик закачки ПАВ связана с межтрубным пространством нагнетательной скважины, которое гидравлически соединено через второй электроуправляемый клапан с датчи- ком наличия ПАВ в межтрубном пространстве, установленном в первой дополнительной емкости, соединенной гидравлически с емкостью для ПАВ, причем колонна насосно-компрессорных труб гидравлически связана через последовательно соединенные датчик количества перекачанной жидкости, насос перекачки продавочной жидкости, третий и четвертый электроуправляемые клапаны с емкостью для прода- вочной жидкости, которая через последовательно соединенные четвертый и пятый электроуправляемые клапаны, насос для закачки продавочной жидкости и датчики продавочной жидкости, гидравлически связана с колонной насосно-компрессорных труб и через шестой электроуправляемый клапан - с датчиком наличия жидкости в колонне насосно-компрессорных труб, установленный во второй дополнительной емкости, соединенной гидравлически с емкостью для продавочной жидкости, которая через четвертый и седьмой электроуправляемые клапаны связана с межтрубным пространством, при этом источник электрической энергии соединен с нижней металлической частью обсадной колонны нагнетательной скважины и обсадной колонной добывающей скважины, а средние части колонны насосно-компрессорных труб и обсадной колонны выполнены из изоляционного материала и в качестве продавочной жидкости используется электроизолирующая жидкость, с входами блока управления электрически связаны датчики наличия ПАВ в основных емкостях, в межтрубном.пространстве и в колонне насосно-компрессорных труб, датчики количества перекачанной жидкости, датчики расхода ПАВ и продавочной жидкости, а выходы блока управления электрически связаны со всеми электроуправляемыми клапанами и насосами.

Предлагаемые соединения обьемов колонны насосно-компрессорных труб, межтрубного пространства, емкостей реагента и электроизолирующей жидкости с помощью трубопроводов через электроуправляемые клапаны, насосы и датчики, а также выполнение средних частей колонн из пластмассовых труб и соединение нижней части колонны насосно-компрессорных труб электрически с источником напряжения обеспечивают электробезопасную циклическую закачку реагента в пласт в электрическом поле.

На фиг.1 схематично изображены основные элементы оборудования; на фиг.2 - блок управления оборудованием; на фиг.З - схема исполнительных органов; на фиг.4 - временная диаграмма работы исполнительных устройств.

Предлагаемый способ циклической закачки реагента в пласт при создании в последнем электрического поля осуществляют следующим образом.

Закачивают ПАВ (например, дисперсию алкинбензолсульфата в слегка подсоленой воде 20 г NaCI на 10 л воды) из емкости 1 в межтрубное пространство 2 обсадной колонны 3 (нижнюю и верхнюю части которой изготовляют из металлических труб, а срединную часть - из пластмассовых труб) и колонны насосно-компрессорных труб 4 (нижнюю и верхнюю части которой изготовляют из металлических труб, а срединную часть - из пластмассовых труб) и через всасывающий клапан 5 над пакером 6, установленным в нижней части нагнетательной скважины, в колонну насосно-компрессорных труб 4 до появления ПАВ у датчика 7

наличия жидкости в насосно-компрессор- ных трубах в верхней части емкости с электроизолирующей жидкостью (керосином) 8. Затем вытесняют в продуктивный пласт 9 порцию реагента из колонны насосно-комп- рессорныхтруб 4 через нагнетательный клапан 10, установленный в насосно-ком- прессорных трубах 4 ниже пакера 6, путем закачки порции керосина, равной порции вытесняемого реагента ПАВ, из емкости 8 в колонну насосно-компрессорных труб 4, далее керосин перекачивают из колонны на- сосно-компрессорных труб 4 в межтрубное пространство 2 в количестве, определяемом по формуле

Van - VP (1 О1н

D2 - d2 diH

-)затем подают на пласт 9 с помощью кабеля 11 напряжение, величина которого определяется по формуле

U «gradual,

и сразу закачивают новую порцию керосина в колонну насосно-компрессорных труб 4, что приводит к закачке очередной порции реагента в пласт 9. Затем вновь перекачивают часть керосина из колонны насосно-ком- прессорных труб 4 в межтрубное пространство 2. Указанный процесс периодически продолжают до момента, пока весь реагент, находящийся в нагнетательной скважине, на закачают в пласт. Затем отключают напряжение и выкачивают керосин из колонны насосно-компрессорных труб 4 и из межтрубного пространства 2 (через всасывающий клапан 5) в емкость 8. Одновременно вновь насчинают закачивать реагент из емкости 1 в межтрубное пространство 2 и в колонну насосно-компрессорных труб 4 до появления у емкости 8. Дальнейшую закачку реагента продолжают циклически аналогично изложенному.

Предлагаемый способ закачки реагента в пласт реализуют на установке (фиг.1), содержащей пакер 6, обсадную колонну 3, колонну несосно-компрессорных труб 4 с установленными на ней нагнетательным клапаном 10 и всасывающим клапаном 5, размещенным соответственно ниже и выше пакера 6, и емкость с керосином 8, верхние и нижние части обсадной колонны 3 и колонны насосно-компрессорных труб 4 выполняют из металлических труб, а средние их части - из пластмассовых труб, нижняя металлическая часть колонны насосно-компрессорных труб 4 соединена электрическим кабелем 11с клеммой высоковольтного источника 12 электрической энергии, вторая клемма которого с помощью высоковольтного кабеля 13 соединена с металлической

обсадной колонной эксплуатационной скважины 14. Межтрубное пргостранство 2 через первый электроуправляемый клапан 15 и датчик 16 расхода ПАВ связано трубопроводом 17 через насос 18 для закачки ПАВ с емкостью 1, содержаще ПАВ, в нижней час ти которой расположен датчик 19 наличия ПАВ. Межтрубное пространство 2 связано также трубопроводом 20 через второй элек0 троуправляемый клапан 21 с первой дополнительной емкостью 22, в которой установлен датчик 23 наличия ПАВ в межтрубном пространстве. Емкость 22 связана трубопроводами 24 и 25 с верхней частью

5 емкости 1. Колонна насосно-компрессорных труб 4 связана трубопроводом 26 через электроуправляемый клапан 27 со второй дополнительной емкостью 28, содержащей датчик .наличия жидкости в колонне насос0 но-компрессорных труб 7, которая связана трубопроводами 29 и 30 с верхней частью емкости 8, в нижней части которой установлен датчик 31 наличия ПАВ. Емкость 8 связана через электроуправляемые клапаны 32

5 и 33, датчик 34 расхода и насос 35 перекачки электроизолирующей жидкости трубопроводами 26, 36 с верхней частью колонны насосно-компрессорных труб 4. Нижняя часть емкости 8 связана трубопроводами 26,

0 37 через электроуправляемые клапаны 33 и 38, насос 39 для закачки изолирующей жидкости, и датчик 9 расхода изолирующей жидкости с верхней частью колонны насосно- компрессорных труб, которая через датчик

5 34 расхода, насос 35 для перекачки изолирующей жидкости, электроуправляемые клапаны 32 и 40 связаны трубопроводом 41 с межтрубным пространством 2. Все электродвигатели насосов, датчики и электроуп0 равляемые клапаны электрически соединены со схемой управления. Схема управления состоит из усилителей 42-46, формирователей 47-53, выход формирователя 47 связан с первым входом схемы И-НЕ 54,

5 выход формирователя 48 связан с первым входом схемы И-НЕ 55,выход схемы И-НЕ 55 связан со вторым входом И-НЕ 54, с одним из сбросовых входов счетчика 56, выход схемы И-НЕ 54 подан на первый вход

0 постоянного запоминающего устройства 57, выходы формирователей 49, 50 связаны соответственно с S-входами триггеров 58,

59. выходы которых соединены со вторым и четвертым входами постоянного запомина- 5 ющего устройства 57, третий, четвертый, пя- тый, шестой, восьмой входы которого объединенные с соответствующими входами постоянного- запоминающего устройства

60. поданы на информационные входы и счетный вход режимного счетика 61, седьые входы постоянных запоминающих устойств 57, 60 поданы на синхровход четчика 61 через последовательно соедиенные одновибраторы 62 и 63. Выходы четчика 61 соединены с информационными входами буферного регистра 64, стробирую- ий вход которого связан с генератором 65 мпульсов. Выходы буферного регистра содинены с первыми четырьмя адресными входами постоянных запоминающих буферных устройств 66, 67, на пятые адресные входы которых подан прямой выход тригге- ра 68, связанного по S-входу с кнопкой ПУСК 69, а по R-входам с кнопкой СТОП 70, режимным переключателем 71 и выходом инвентора 72, связанного по входу через инвертор 73 с времязадающей RC-цепочкой 74 и 75. Выход инвертора 73 связан также со сбросовым входом режимного счетчика 61. Инверсный выход триггера 68 связан с S-входом триггера 76, первым входом элемента И-НЕ 77. Сбросовые входы триггера 76 связаны с выходами элемента И-НЕ 77 и инвентора 72, а выход триггера 76 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 79, ко второму входу которого подключен генератор 65 импульсов, выход элемента ИЛИ 79 связан с разрешающим входом постоянно запоминающего устройства 66, выходы которого связаны с исполнительными органами насосов и клапанов. Второй вход элемента И-НЕ 77 соединен с выходом счетчика 80, выдержки времени, который связан также с третьим адресным входом постоянного запоминающего устройства 57, счетный вход счетчика 80 времени связан с выходом генератора 65 импульсов, а вход сброса счетчика 80 выдержки времени соединен с выходом элемента ИЛИ 78, первый вход которого соединен с шестым выходом постоянного запоминающего устройства 67. Первый и второй выходы последнего связаны с четвертым и пятым адресными входами постоянного запоминающего устройства 60, третий выход постоянного запоминающего устройства 67 связан со вторым входом элемента ИЛИ 81, выход которого соединен с разрешающим входом постоянного запоминающего устройства 60. На первый вход элемента ИЛИ 81 подан выход генератора 65 импульсов. Четвертый выход постоянного запоминающего устройства 67 соединен с разрешающим входом компаратора 82 и счетным входом счетчика 83, пятый выход постоянного запоминающего устройства 67 соединен со сбросовыми входами счетчиков 56 и 84, выходы которых связаны с первыми двумя адресными входами постоянного запоминающего устройства 60. Выходы счетчиков 85 и

86 поданы на информационные входы компаратора 82, счетный вход счетчика 84 связан с формирователем 52, счетный входг счетчика 85 связан с выходом счетчика 84,

5 вход счетчика 87 соединен с выходом формирователя 53, на сбросовые входы счетчиков 56, 84-87 подан выход элемента И 88, второй вход которого связан с кнопкой СБРОС 89, а первый - с выходом инвертора

10 72. Выход счетчика 87 подан на счетный вход счетчика 86 и на второй вход элемента И-НЕ 55. Первый выход постоянного запоминающего устройства 60 связан с первым входом переключателя режимов 71, а вто5 рой выход соединен со сбросовыми входами RS-триггеров 58, 59. 90 и 91 и счетчика 83, выходы которого соединены с первым и третьим входами элемента И-НЕ 92, второй вход которого связан с системой защиты, а

0 выход которого связан с S-входом RS-триг- гера 91, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ 93, выход последнего связан с исполнительным органом подачи высокого напряжения на забой

5 скважины, Седьмой выход постоянного запоминающего устройства 67 соединен с первым входом элемента ИЛИ 94, второй вход которого соединен с выходом генератора 65 импульсов, а выход связан с разре0 шающим входом постоянного запоминающего устройства 57.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания схемы управле5 ния (фиг.2) в период заряда емкости 75 через сопротивление 74 на выходах инверторов 72, 73 вырабатываются импульсы начальной установки схемы в исходное Состояние. Для приведения схемы в рабочее состояние не0 обходимо нажать кнопку Пуск 69, после чего триггеры 68 (Пуск) и 76 (Пуск 1) устанавливаются в рабочее состояние. На прямых выходах триггеров появляется лог. Г, на инверсных - лог. О. Триггер 68

5 подает 1 на адресные входы А5 постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 66 и 67. Кроме того, триггер 76 через логический элемент ИЛИ 79 пропускает импульсы генератора 65 на вход V ПЗУ 66 (ПЗУ включения

0 исполнительных органов). ПЗУ 66 и 67 через буферный регистр 64 принимают информацию с режимного счетчика 61. В начальный момент на выходах счетчика имеется информация 0..2 0.3 04 0,т.е. на выходах

5 -лог. О.

В ПЗУ 67 записаны следующие логический функции:

();(1) Ф2 (0.) (2) ЗУСЧ ТП / Ф1ЛФ2Л

(Q (3)

PH Q 1 VQ2 VQ3VQ4;(4)

CC4 Q 1YQ3VQ4; (5)

здр тпл(Ф1@Ф2Жо.зло. 1)1; (6)

ЗУД-ТПУФ1УФ2У (СПЛС12Л ГЗ Л(Г4); (7) ОД-ТПЛО 1Л0.2ЛОЗ; (8) где Ф1 - первая вспомогательная функция для управления ПЗУ 60 (выход В1 ПЗУ 67);

Ф2 - вторая вспомогательная функция для управления ПЗУ 60 (выход В2 ПЗУ 67); ЗУСЧ - функция решения работы ПЗУ 60 (выход ВЗ ПЗУ 67);

- . РН - функция режима нагнетания изолирующей жидкости (выход В4 ПЗУ 67);

ССЧ - функция сброса счетчиков 56 и 84 (выход В5 ПЗУ 67);

ЗДР - функция включения счетчика 80 выдержки времени (выход В6 ПЗУ 67);

ЗУД - функция разрешения работы ПЗУ 57 (выход В7 ПЗУ 67);

ОД - функция опроса датчиков уровня жидкости (выход В8 ПЗУ 67);

ТП - сигналы с триггера пуска 68; Q 1, Q 2, Q 3, Q 4 - выходные сигналы режимного счетчика 62.

ПЗУ 67 в соответствии с логическими функциями (1)-(8) управляет как по адресным входам, так и по входам разрешения V (через элементы ИЛИ 81 и 94) работой ПЗУ 60, которое осуществляет опрос состояния счетчиков 56, 84, 85, 86, 87 расходомеров и ПЗУ 57, осуществляющее опрос состояния датчиков 19, 23, 7 и 31. Сигналы с датчиков 19, 31 проходят схемы 42, 43 усилителей и формирователей 47 и 48; объединяются посредством элементов И-ИЛИ 54,55 и поступают на один из адресных входов ПЗУ 57. Сигналы с датчиков 23 и 7 проходят схемы 49, 50 формирователей, запоминаются на триггерах 58 и 59 и поступают на адресные входы ПЗУ 57.

В ПЗУ 60 записаны логические функции СТП Ф1УФ2 УТР;(9) НС ЗУСЧУФ1УФ2; (10) 1D1-1j (11) 1 02 Ф1УФ2УТР; (12)

103 ЗУСЧ;(13)

104 ЗУСЧ;(14)

1СД Ф2УТР; (15)

1СЧ

(СР2Л СРЗЛ ТР)Л(Ф1УФ2)},(16) где СТП - функция сброса триггера 68 пуска (выход В1 ПЗУ 60);

НС - функция сброса триггеров в исход- ное состояние (выход В2 ПЗУ 60);

1 D1, 1 D 2, 1 D 3, 1 D 4 - функции, воздействующие на информационные входы режимного счетчика 61 (выходы ВЗ, В4, В5, В6 ПЗУ 60);

1СД - функция ввода информации по D-входам режимного счетчика 61 (выход В7 ПЗУ 60);

1СЧ - функция добавления единицы в режимный счетчик 61 (выход В8 ПЗУ 60);

ЗУСЧ, Ф1, Ф2 - функции соотвественно

(3),(1).(2):

ТР - сигнал с триггера 90 равенства

содержимых счетчиков 85 и 86;

СР2 - сигнал счетчика 56 расходомера

34;

СРЗ - сигнал счетчика 84 расходомера

9.

В ПЗУ 57 заг ираны логические функции: Кл2 бЈУ1Д2;(17) КлЗ-ОДуТДЗ; (18) 2D 1 ОД; (19) 2 02 ОДУТДЗУТД2УД Д4; (20).

203 ОДУ(Д1ЛД4);(21)

204 ОДУ(Д1ЛД4 (22)

2СД ОДУ(ТД2УТДЗ)ЛД1ЛД4 ; (23)

2CЧ ЗУДVCЧЗ;(24) где Кл2 - функция включения клапана 21 (выход В1 ПЗУ 57);

КлЗ - функция включения клапана 27 (выход В2 ПЗУ 57);

2D1;2D2:2D3:2D4- функции, воздействующие на информационные входы режимного счетчика 61 (выходы ВЗ, В4, В5, В6 ПЗУ 57);

2СД - функция ввода информации по D-входагм режимного счетчика 61 (выход В7 ПЗУ 57);

2СЧ - функция добавления единицы в режимный счетчик 61 (выход В8 ПЗУ 57);

ЗУД, ОД - функции соответственно (7) и (8):

Д1, Д4 - сигналы с датчиков 19, 31;

ТД2, ТДЗ - сигналы с триггеров 58, 59;

СЧЗ - сигнал счетчика 80 задержки.

В результате совместной работы ПЗУ 57, 60, 67 на выходы режимного счетчика 61 поступают следующие результирующие функции:

01 ОД; (25)

D2-()A

(ОДУТД2УТДЗУД1УД4);(26)

03 ЗУСЧДГДЦ V (Д1 Л/Щ:(27)

D4 - ЗУСЧ Л ОДЧ (Д1А Д4);(28)

СД ( ТР) ОД V.

СТД2УТДЗ)Л(Д1ЛД4); (29)

СЧ Ф1V (СР2 А СРЗ ЛТРД

(ЗУСЧУФ1УФ2ЖЗУДУСЧЗ); (30) где 01, D2, 03, D4 - функции, воздействующие на информационные входы режимного счетчика 61;

СЧ - функция добавления единицы в режимный счетчик 61;

СД - функция ввода информации по D- входам режимного счетчика 61;

ТП - сигнал с триггера пуска 68:

D1, D4 - сигналы с датчиков 19, 31;

СР2 - сигнал счетчика 56 расходомера 34;

СРЗ - сигнал счетчика 84 расходомера 9:

ТР - сигнал с триггера 90 равенства содержимых счетчиков 85 и 86;

01, Q2, Q3, Q4 - выходные сигналы режимного счетчика 61.

В начальный момент в соответствии с состоянием режимного счетчика Q1 02 03 Q4 - 0 и в соответствии с результирующей функцией (30) на счетном входе (+1) счетчика 61 появляется импульс, переключающий его в следующее состояние: Q1 Q2 Q3 Q4 1. При этом состоянии счетчика по функциям (6), (7), (30) подготавливается к работе ПЗУ 57 и включается через элемент 78 счетчика 80 выдержки времени. После появления сигнала со счетчика 80 в соответствии с логической функцией (30) появляется следующий импульс переключения режимного счетчика по счетному входу (+1). В результате счетчик 61 переключается в состояние: Q1 Q2 Q3 04 0; 03 1. Посредством функции (8) при этом состоянии счечтика 61 ПЗУ 57 контролирует сигналы с датчиков 19, 23, 7, 31 (фиг.1).

В ПЗУ66 записаны логические функции:

Н1 ТПУ01у02уОЗ;

Н2 - ТП V Q2Y 04 V(Q1®Q3);

H3 TnYQ1vQ2vQ3YQ4;

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

Кл 1 ТТЛ v Q1 v (Q20Q3);

Кл4 ТП1У(ФЗАКл7);

Кл5 ТГМУ();

Кл6 У02У(ОЗф04);

Кл7 ТП 1V Q1V 02 V ();

ФЗ - Q t V (02 V 03 V 04)Л (02 V 03), (39) где Н1, Н2, НЗ - функции управления насосами соответственно 18, 35 и 39;

Кл1, Кл4, Кл5, Клб, Кл7 - функции управления клапанами соответственно 15, 32, 33, 38 и 40;

ФЗ - вспомогательная функция;

ТП - сигнал с триггера 68 пуска;

ТП1 - сигнал с триггера 76 пуска;

Q1. 02, 03, 04 - выходные сигналы режимного счетчика 61,

При состоянии выходов счетчика 01 02 04 0, 03 1 в соответствии с функциями (31) и (34) ПЗУ 66 включает через исполнительный орган 95 (фиг.З) насос 18 закачки реагента и с помощью исполнительного органа 98 - клапан 15.

В результате взаимодействия ПЗУ 67 и ПЗУ 57 логические функции (17), (18) преобразуются в результирующие логические

функции управления клапанами 21, 27 (фиг.1)

Кл2 ТТИ01У02УС13МТД2;(40)

IOi3 TnvQ1vQ2vQ3VTA3;(41) ТП - сигнал с триггера 68 пуска;

ТД2, ТДЗ - сигналы с триггеров 58, 59;

01, Q2, 03 - выходные сигналы режимного счетчика 61.

При указаном выше состоянии режимного счетчика 61 и отсутствии сигналов с датчиков 23 и 7 одновременно с клапаном 15 открываются через исполнительные органы 99, 100 клапаны 21 и 27. Насос 18

(фиг.1) начинает закачку реагента в межтрубное пространство 2 и через всасывающий клапан 5 - в колонну труб 4. Сигнал с датчика 16 расходомера поступает на счетный вход счетчика 87 через усилитель 46 и

формирователь 53, счетчики 86 и 37 фиксируют количество закачиваемого реагента. Одновременно происходит стравливание воздуха из объемов 2 и 4 (фиг. 1) в атмосферу. В этом режиме работа устройства будет

продолжаться до появления сигналов с датчиков 19, 23, 7 и 31. При поступлении сигнала о датчика 23, свидетельствующего о появлении в емкости 22 жидкости (воздух стравлен), триггер 58 переключается в единичное состояние. Клапан 21 посредством ПЗУ 57 отключается. При появлении сигнала с датчика 7, свидетельствующего о конце стравливания воздуха в колонне 4, включается триггер 59 и клапан 27 отключается,

Одновременно при появлении сигнала с датчика 7 в соответствии с логической функцией (30) на счетном входе (+1) режимного счетчика 61 появлется очередной импульс, переключающий его в следующее состояние

01 02 0, 03 04 1 (фиг.2).

В этом режиме ПЗУ 66 дополнительно к уже работающему насосу 18 подключает насос 35 и дополнительно к клапану 15 открывает клапаны 32, 33 посредством

исполнительных органов 96, 101 и 102 (фиг.З). Происходит подкачка реагента из колонны 4 в емкость 8 с изолирующей жидкостью. При поступлении сигнала от датчика 31, который свидетельствует о завершении

процесса закачки реагента в скважину, в соответствии с логическими функциями (25)-(30) на синхровход режимного счетчика 61 через одновибраторы 62,63 (фиг.2) поступает импульс и по входам D1-D4 заносится

информация 01 03 04 0, 02 1 (фиг.2), ПЗУ 66 отключает насосы 18 и 35. Клапаны 15, 32 и 33 во избежание гидравлического удара остаются включенными. ПЗУ 67 включает счетчик 80 и при подаче счетчиком выходного сигнала с помощью ПЗУ 57

Bb paiKvri-H cie i c следумяцнй импульс G4 (Функ 30). посыпающий на счетный вход режикного о етч ка б1 и переключающий его о состояние 01 - 03 - 0. Q2 - Q4 1. Клэп мы 15. 32 и 33 продолжают оставаться включенными, остается включенным также счетчмк 80 выдержки. При следующем вы- импульсе с гпого счетчика посредством ПЗУ 57 режимный счетчик переходит в следующее состояние: Q1 Q4 О, Q2 03 - 1. ПЗУ Go (j п-.отп..1: игвми с логическими ф Жкциуми (3 i) (39) отключает клапаны 15, 3/ и . 3 I ip juerc скачки реагента завершается. При :-.-шм и,- сче;чипах 86. 87 остается информация о кпчестие закачанного реагопя. Далее о сопттп с функциями (25) (30 вырао чтнп. йются сигналы Q1 - 02 - 1, 03 ---- 0, СИ - 0 и посредством импульса СД (функции ) через одновиОра- торы 52 и R3 режим ч in счетчик устанавливаем.л в CiM.;io;:iuu: :.) 1 О -- 1. Q3 --- Q4 --- О

(фИГ. ). П S.H.I ; i с F.-I :;.:.: ; )-г V:; П:, СЧеТчика выключены псе нпсосы п клапаны и включен счетчик выдержки времени 80 :з с.оотчстс г пр с ,1чесх ,|--1 функциями (6), (31)- 39) rj,p M-ii-HH.Ti гмуза используется для

ОКО ОСТ ., мехЛН ИЗМОВ, Со

гласно . ои -Функции (30) прм появлении ми нйл-з пя г-ходе сч;.-.тчикя 80 на счетном входе (11) pc;-;i-r- iOfо счетчика появляется , пор к почающпг его в следующее состояние. Q1 - Q2 - Q4 -- 1, Q3 - О, ПЗУ 66 включен Мс м-.ос 3-9, клапаны 38, 33 через испс/гиите :-.-ные орган .-1 97, 102 и 103. Происходит зг к. пка .-;{ ;нч ун-н;и:й жидкости в колон 1/ нясосно компрессгфных труб. При 3TON1 через нагнет;т;пцн1,и клапан 10 соот- ветстиу О лая порция poai енч вытесняется

литель 45 и формирователь г& импульсы датчики ряс олс -- ора - сг - ЯЮТ н счетчик 34. ПЗУ |7Ю контрог.нруег работу счетчика 34. При зл качко заданной порции жидкое/ и на иыход с- етчикз 84 появляется лог. 1 : л режимнк;й счетчик переключается а со лопние Q1 - Q2 -- 03 - 1, Q.4 -0. Отклю- насос 39, но клапаны 33 м 38 для пра,отпращения гидравлического удара ос- таюгс включенг.ыми. включается счетчик 80 пыдержкп и при поч-лении выходного сигнала смстчик.ч 80 р.ожпмный счегчик 61 через ПЗУ 57 переключается р. состояние: Q1 - Q2 -- 03 -.- СИ -- 1, ПЗУ 6П согласно

ЛОП (j.. о.- Tl l 0 / ОЧПОТ

клачаны 33, ЗП. ПЗУ и --,:,.рол;.ру.- состояние счетчиков р.-с 1: мео;и; 8F и Р6. За- вер-1и;5стсй процесс ;-ак-)чки порции .реагента з тает, Если триггер 90 равенства показаний счетчиков расходомеров 8Б и 86, получающий сигнал с компаратора 82 (компаратор контролирует равенство содержимых счетчиков 85 и 86), остается в выключенном состоянии, то о соответствии с

логическими функциями (25)-(30) режимный

счетчик 61 переключается в состояние Q1 --1, Q2 - Q3 Q4 - 0. Согласно функции (6) включается счетчик 80 и призводится вы1 держка времени, необходимая для полной остановки механизмов. Сигналом со счетчи0 кэ 80 через ПЗУ 57 переключается счетчик 61 в состояние Q1 Q4 1, Q2 Q3 0. В соответствии с логическими функциями (31)-(39) через исполнительные органы 96, 101 и 104 включается насос 35 и клапаны 32,

5 40. Осуществляется перекачка части порции изолирующей жидкости из колонны 4 в полость 2, одновременно такой же обьем реагента переходит из полости 2 в колонну 4 в нижней части скважины. Перекачка длится

0 до поступления сигнала со счетчика 56, свидетельствующего о конце перекачки. Импульсы с датчика расходомера 34 поступают на счетный вход счетчика 56 через усилитель 44 и формирователь 51. При поступлении

5 логической единицы со счетчика 56 ПЗУ 60 согласно функции (30) переключает режимный счетчик 61 в следующее состояние: , Q1 Q3 1, Q2 Q4 - 0. Согласно Функциям (31)-(39) ПЗУ 66 отключает насос 35, остав0 ляя включенными клапаны 32 и 40 для пред- отвращения гидравлического удара. Включается счетчик 80 и двумя его выходными импульсами режимный счетчик согласно функции (30) переводится в состояние Q1

5 О2 1, Q3 Q4 0. Отключаются клапаны 32, 40 и производится выдержка времени до полной остановки механизмов, Далее согласно функциям (6), (30) счетчик 61 переродится в следующее состояние: 01 02

0 Q4 1, Q3 0. Согласно логическим функциям (31)-(39) вновь включается насос 39 и клапаны 33 и 38. Производится процесс закачки следующей порции реагента в нефтя- ной пласт. Процесс заканчивается с

5 приходом лог.1 со счетчика 84. В конце процесса закачки (при состоянии режимно- го счетчика 61 01 -- 02 Q3 04 1) анализируется состояние триггера 90. При нулевом состоянии триггера схема управления вновь

0 переводится в режим перекачки части порции изолирующей жидкости из колонны 4 в полость 2, Далее при поступлении сигнала со счетчика 56 схема управления переводит- еч в режим закачки следующей порции реа5 ген га в нефтяной пласт. При закачке второй порции реагента в нефтяной пласт срабатывает счетчик 83 и через элемент И-НЕ 93 включает триггер 91, который через элемент И-НЕ 93 подает импиульсы включения с ге- цератора 65 на исполнительный орган 105.

С этого момента в скважину подается электрическая энергия. Циклы закачки и перекачки реагента 6yAyf продолжаться до тех пор, пока не сравняются показания счетчика 85, запоминающего объем закачанного в нефтяной пласт реагента, с показаниями счетчика 86, запомнившего обьем реагента, закачанного в скважину. При равенстве показаний включается триггер 90 и при состоянии режимного счетчика 61 Q1 Q2 03 Q4 1 в соответствии с логическими функциями (25)-(30) импульсом со счетчика 80 через ПЗУ 57 переключается режимный счетчик 61 в нулевое первоначальное состояние. Одновременно в соответствии с результирующей функц ией

CTn ilVQ2VQ3VQ4VTP,(42) где СТП - функция сброса триггеров пуска 68, 76 (выход В1 ПЗУ 60);

Q1, Q2, Q3, Q4 - выходные сигналы режимного счетчика 61;

ТР - сигнал с триггера 90 равенства содержимых счетчиков 85 и 86; на R-вход (сброса) триггера пуска 68 через переключатель 71 режима работы схемы управления поступает импульс сброса. Это происходит, когда переключатель 71 установлен в режим однократной подачи реагента в скважину. Триггер 68 переключается. При этом вся схема управления за исключением сброса счетчиков 56, 84, 86 и 87 переводится в исходное состояние. Для ручного сброса счетчиков необходимо нажать кнопку Сброс 89. При этом через элемент И-НЕ подается импульс сброса на все счетчики расходомеров. Триггеры 58, 59, 90 и 91 и счетчик 83 сбрасываются в нулевое состояние в соответствии с результирующей функцией нулевого сброса (НС)

HC QWQ2VQ3VQ4,(43) где НС-функция нулевого сброса (выход В2 ПЗУ 60);

Q1, Q2, Q3, Q4 - выходные сигналы режимного счетчика 61.

Схема управления запускается в рабочее состояние при повторном нажатии кнопки Пуск 69. Если же переключатель 71 установлен в режим Многократное закачи- вание реагента в скважину, то сигнал функции (42) на сбросоеый вход триггера 68 не поступает, в дальнейший запуск схемы управления в рабочее состояние производится автоматически. Для временной приостановки технологического процесса служит кнопка Стоп 70. При ее нажатии триггер 68 переключается в нулевое состояние и в соответствии с логическими функциями (31)-(39) происходит отключение насосов, если они были включены, и удержание включенными клапанов, если они до того находились во включенном состоянии, до прихода импульса со счетчика 80. Входной импульс счетчика 80 через элемент 77

переключает триггер 76 в нулевое состояние. При этом прекращается подача импульсов генератора 65 через элемент ИЛИ 79 на вход (V) ПЗУ 66. В соответствии с функциями (31)-(39) отключаются клапаны, которые на

0 данный момент находились в работе. Такая последовательность отключения устройства управления необходима для предотвращения гидравлического удара в гидросистеме. Для перевода устройства в рабочее состоя5 ние после останова необходимо вновь нажать кнопку Пуск 69. Затем процесс будет продолжаться с прерванного состояния.

Импульсы управления Н1, Н2, НЗ, Кл1- Кл7, Эл (фиг.2), вырабатываемые схемой в

0 процессе работы, подаются на исполнительные устройства 95-105 (фиг.З). В каждом исполнительном устройстве импульсы управления, проходя усилитель и согласующие трансформаторы, подаются на управля5 ющие электроды тиристоров, включая их. Импульсы управления Н1, Н2, НЗ через исполнительные устройства 95, 96 и 97 подают электрическую энергию на насосы Н1, Н2, Н3(18, 35, 39). Импульсы управления Кл1-Кл7

0 .через исполнительные устройства 98-104 подают электрическую энергию на электромагнитные клапаны Кл1-Кл7 (15, 21, 27, 32, 33, 38, 40) и тем самым открывают их. Импульсы управления Эл через исполнитель5 ное устройство 105 подают электрическую энергию по кабелям 11, 13 (фиг.1) в пласт. На фиг.З электрическая система-кабели, обсадная колонна,пласт показана условно позицией 106. Частота импульсов управления

0 значительно выше частоты сети и определяется частотой импульсов генератора 65 (фиг.2). Это позволяет включать тиристоры исполнительных устройств почти мгновенно и полностью пропускать синусоидальный

5 ток промышленной частоты (без искажений).

Схема защиты представляет собой усилитель 107 и триггер Шмидта 108 (фиг.4), включенные последовательно. Разнополяр0 ные входы усилителя подключаются к обсадным колоннам скважин продуктивной и нагнетательной, В случае появления утечки электроэнергии (появление разности потенциалов между обсадными колоннами) на вы5 ходе триггера Шмидта 108 появляется нулевой потенциал, триггер 91 (фиг.2) переключается в нулевое состояние и импульсы с генератора 65 не проходят через элемент 93, кабели 11, 13 (фиг.1) обесточиваются.

На фиг.5 представлена работа дат4иков, насосов и клапанов устройства (исполнительных устройств). На диаграмме показано начало работы устройства после нажатия кнопки Пуск 69, два цикла закачки реагента а пласт и перекачки изолирующей жидкости.

Использование установки в нефтяной промышленности позволит повысить нефте- вытесняющую способность мицеллярных дисперсий (растворов) с реагентом за счет создания в процессе продвижения реагента в пласте переменного электрического поля. Воздействие переменного электрического поля на сложную молекулу реагента, состоящую из гидрофобной и гидрофильной частей, приводит к периодическим колебаниям молекул (с частотой возбуждаемого в пласте электрического поля), сцепленных с молекулами нефти, составляющими облитерирую- щий слой в порах продуктивного пласта, и увеличивает тем самым возможность отрыва молекул нефти от минерального скелета породы. В устройстве предусмотрена изоляция высокого напряжения, поданного на забой скважины, от поверхности.

Увеличение нефтевытесняющей способности закачиваемого раствора обеспечивает получение большего количества нефти при закачке одного и того же количества реагента при обеспечении существования электрического поля в пласте.

В предлагаемом устройстве одновременно обеспечивается также возвратно-поступательное движение жидкостного поршня изолирующей жидкости, обеспечивающее скачкообразное изменение давления закачиваемой жидкости, разрушающей облитерирующий слой в порах продуктивного пласта.

Формула изобретения 1. Способ добычи нефти, включающий добычу пластовой продукции через добывающую скважину и закачку реагента в межтрубное пространство нагнетательной скважины, перекачку его в насосно-комп- рессорные трубы (НКТ) и закачку его прода- вочной жидкостью в пласт порциями, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности способа за счет пропускания электрического тока через пласт и закачиваемый в пласт реагент, в нагнетательной скважине верхние и нижние части обсадной колонны и колонны НКТ выполняют из металла, а средние части - из изоляционного материала, в качестве реагента закачивают поверхностно-активные вещества (ПАВ), а в качестве продавочной жидкости - электроизолирующую жидкость, при этом электроизолирующую жидкость перекачивают из НКТ в межтрубное пространство в количестве, определяемом по формуле

V Vp(1 dL

где V - объем перекачиваемой электроизолирующей жидкости из НКТ в затрубное пространство, м ;

Vp - обьем закачиваемой в пласт порции ПАВ, м3;

dBH - внутренний диаметр НКТ, м;

d - внешний диаметр НКТ, м;

D - внутренний диаметр обсадной колонны, м,

после чего подают электроэнергию между нижней металлической частью обсадной ко- лонны добывающей скважины, циклическую подачу ПАВ и изолирующей жидкости осуществляют до израсходования ПАВ в объеме нагнетательной скважины.

2. Устройство для добычи нефти, содержащее пакер, скрепляющий колонну НКТ с обсадной колонной, и емкость для продавочной жидкости, отличающееся тем, что оно снабжено емкостью для ПАВ, датчиками наличия ПАВ в емкостях и в затрубном пространстве скважины, датчиками наличия жидкости в колонне НКТ, электроуправляемыми клапанами, источником электрической энергии, датчиками расхода ПАВ и продавочной жидкости и количества перекачанной жидкости насосами закачки ПАВ, закачки и перекачки продавочной жидкости, двумя дополнительными емкостями и блоком управления, емкость для ПАВ гидравлически через последовательно соединенные первый электроуправляемый клапан, насос закачки ПАВ и датчик закачки ПАВ связана с межтрубным пространством нагнетательной скважины, которая гидравлически соединена через второй электроуправляемый клапан с датчиком наличия ПАВ в межтрубном пространстве, установленным в первой дополнительной емкости, соединенной гидравлически с емкостью для ПАВ, причем колонна НКТ гидравлически связана через последовательно соединенные датчики количества перекачанной жидкости, насос перекачки продавочной жидкости, третий и четвертый электроуправляемые клапаны с емкостью для продавочной жидкости, которая через последовательно соединенные четвертый и пятый электроуправляемые клапаны, насос для закачки продавочной жидкости и датчик закачки продавочной жидкости гидравлически связана с колонной НКТ и через шестой электроуправляемый клапан с датчиком наличия жидкости в колонне НКТ, установленным во второй дополнительной емкости, соединенной гидравлически с емкостью для продавочной жидкости, которая через четвертый и седьмой электроуправляемые клапаны связана с межтрубным пространством, при этом источник электрической энергии соединен с нижней металлической частью обсадной колонны нагнетательной скважины и обсадной колонной добывающей скважины, с

входами блока управления электрически связаны датчики наличия ПАВ в основных емкостях, в межтрубном пространстве и в колонне НКТ датчики количества перекачанной жидкости, датчики расхода ПАВ и продавочной жидкости, а выходы блока управления электрически связаны со всеми электроуправляемыми клапанами и насосами.

Изобретение относится к технике добычи нефти, а именно к закачке различных реагентов в пласт. Цель - повышение эффективности способа за счет пропускания электрического тока через пласт и закачиваемый в пласт реагент. В пласт закачивают реагент, например ПАВ, пропускают электрический ток через пласт и закачиваемый в пласт реагент. Для этого верхние и нижние части обсадной колонны (ОК) и колонны НКТ нагне ательной скважины выполнены из металла, а средние части - из изоляционного материала, Продавочной жидкостью является электроизолирующая жидкость (ЭИЖ). При этом ЭИЖ перекачивают из НКТ в межтрубное пространство (МТП) в количестве, определяемом по формуле V Vp 1 diH D2 - d2 - diH , где V - обьем ЭИЖ, перекачиваемой в МТП, м ; Vp - обьем закачиваемой в пласт порции ПАВ, м3; den - внутренний диаметр НКТ, м; d - внешний диаметр НКТ, м; D - внутренний диаметр ОК, м. Изоляционный материал труб и размещение в МТП продавочной ЭИЖ обеспечивает элёктроизоляцию пласта от поверхности. Устройство для реализации способа содержит НКТ и ОК, емкости для продавочной ЭИЖ и ПАВ, датчики наличия ЭИЖ, расхода ПАВ, количества перекачанной ЭИЖ, блок управления. Источник электрической энергии соединен с нижней металлической частью нагнетательной скважины, с входами блока управления, с датчиками наличия ПАВ в емкостях И скважине, а выходы блока управления электрически связаны со всеми электроуправляемыми клапанами и насосами. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. ел С

V

,24 23

в 28

Фиг1

ло

во

Зл

Ю1

X

фиг.З

105

108