Устройство для воздействия на пласт Советский патент 1992 года по МПК E21B43/25 

о

Јь

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при освоении и обработке продуктивных горизонтов.

Известно устройство для создания мгновенных депрессий на пласт, содержащее установленные на нижнем конце колонны труб клапанный механизм и разрушаемую диафрагму.

Недостатком аналога является невоз- можность создания многократной депрессии на пласт.

Известно устройство, предназначенное для освоения и обработки скважин путем создания многократных депрессий и вклю- чающее в себя пакер и струйный насос с камерой смешениялодвешенные на колонне труб.

Существенным недостатком устройства является снижение эффективности его при- менения при очистке пластов от кольмата- тора, габариты частиц которого превышают габариты поперечного сечения трещин и каналов, соединяющих паровое пространство пласта со стволом скважины.

При работе устройства возникает следующая картина поведения частиц, загрязняющих пласт. При депрессии частицы, перемещаясь с флюидом, заклинивают в суженных частях трещин, перекрывая выход флюиду в скважину. Аналогичное явление происходит и с частицами, имеющими неодинаковые размеры продольного и поперечного сечения.

Для того, чтобы расклинивать частицы кольмататора, проворачивая их в трещинах, приходится периодически чередовать депрессии с восстановлением давления на забое. Применение для этой цели этого устройства неэффективно, так как весь про- цесс воздействия на забой длительный и трудоемкий, требует создания большого количества многократных депрессий.

Наиболее близким к изобретению является устройство, предназначенное для об- работки и освоения скважин путем создания дополнительно звуковых волн гидродинамическим излучателем в окружающей его среде.

Недостатком этого устройства является то, что гидродинамический излучатель, как и сам струйный насос, размещен автономно, поэтому требует дополнительного источника энергии для прокачивания через него рабочей жидкости. Это во-первых. Во-вто- рых, рабочая жидкость, проходящая через гидродинамический излучатель, поступает под пакер, и для удаления ее с забоя скважины при создании депрессии струйный насос тоже требует дополнительной затраты

энергии, подаваемой с устья скважины. Т.е. требуемое количество агрегатов для прокачивания жидкости через устройство во столько раз больше, во сколько раз суммарная площадь отверстий излучателя и канала сопла струйного насоса будет больше площади поперечного сечения канала сопла. Далее, низкий коэффициент эжекции у высоконапорного насоса не позволяет применить его в прототипе, так как в этом случае не будет обеспечиваться отбор с забоя даже той жидкости, которая поступает на гидродинамический излучатель под пакер.

Цель изобретения - повышение эффективности воздействия на пласт за счет создания высокочастотных волн растяжения-сжатия при депрессии на призабойную зону скважины.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, имеющем сопло, камеру смешения, в последней размещен гидродинамический излучатель для возбуждения высокочастотных колебаний флюида в пласте. Гидродинамический излучатель установлен на упругой основе и контактирует с рабочей жидкостью и пластовым флюидом.

Отличительные признаки заявляемого устройства обеспечивают интенсивное разрушение частиц, загрязняющих пласт, и вынос их из порового пространства, за счет создания высокочастотных волн растяжения-сжатия флюида в пласте при депрессии.

На фиг. 1 показана схема предложенного устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - характер изменения давления в призабойной зоне мри работе, например, прототипа (штриховая линия), где Р и t - давление и период его действия; Ра и Рг - атмосферное и гидростатическое давление.

Устройство состоит из струйного насоса 1, подвешенного с пакером 2 на колонне труб 3. В камере 4 смешения насоса перед соплом 5 размещен гидродинамический излучатель 6 возбуждения колебаний пластового флюида. Излучатель средней частью закреплен на упругой основе 7 в корпусе насоса. Нижняя часть излучателя размещена в зоне продуктивного пласта. Всасывающий канал 8 соединен: с камерой смешения. Вся компоновка оборудования установлена в скважине 9.

Устройство работает следующим образом.

Струйный насос 1 с пакером 2 на колонне труб 3 опускается в скважину 9 в зону продуктивного пласта. После пакерования по колонне труб 3 через насос прокачивают рабочую жидкост1 (например воду). По мере работы насоса давление в подпакерной

зоне понижается, а флюид вследствие созданной депрессии подсасывается из пласта через канал 8 в камеру 4 смешения и далее через выход струйного насоса поступает в затрубное пространство.

Излучатель, размещенный на упругой основе, при обтекании рабочей жидкостью, выходящей из насадка, вибрирует. Его колебания нижним концом передаются соответственно флюиду в продуктивном пласте.

Принцип возникновения таких колебаний известен и заключается в том, что струя жидкости, вытекающая с большой скоростью из сопла, при встрече с препятствием необтекаемой формы с острыми углами создает около поверхности препятствия завихрения с избыточным давлением. Это происходит потому, что обтекание тел необтекаемой формы сопровождается отрывом потока от их поверхности. В точке отрыва пограничный слой уходит в объем жидкости, т.е. превращается в некоторую струю, движущуюся под углом к внешнему потоку. При непрерывном истечении жидкости из сопла 5 завихрения следуют один за другим, создавая чередование перепадов давления, имеющих характер звуковых волн. Частота звуковой волны f, образованной завихрениями, зависит от количества завихрений п, проходящих в единицу времени через какую-нибудь точку поверхности препятствия (излучателя), а также зависит от скорости истечения жидкости из насадка V. расстояния между излучателями и насадком h и числа Рейнольдса Re

f

L ReJ

где a, b - коэффициенты, характеризующие среду.

0

5

0

5

0

5

0

Вследствие интенсивного вибрирования флюида создаются высокочастотные волны растяжения-сжатия в пласте. Под их действием происходит отрыв частиц коль- мататора от стенок порового пространства, дробление частиц, расширение имеющихся трещин и образование сети новых. Поскольку вибрации сочетаются с депрессией, то загрязнитель при депрессии удаляется из пласта в скважину. По мере очистки приствольной зоны увеличивается и приток флюида, а величина депрессии постепенно уменьшается (фиг. 3), так как само по себе хорошее соединение пласта со скважиной практически не позволяет создать в ней глубоких депрессий.

Работа с устройством при обработке скважины продолжается до получения необходимого технологического эффекта.

Экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства достигается за счет ускорения обработки пластов.

Формула изобретения Устройство для воздействия на пласт, содержащее связанный с колонной труб и установленный на пакере корпус, струйный насос с соплом, диффузором и камерой смешения и гидродинамический излучатель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия на пласт за счет создания высокочастотных волн растяжения-сжатия при депрессии, гидродинамический излучатель выполнен в виде иглы, средней частью закрепленной на упругой основе в корпусе, при этом верхняя часть гидродинамического излучателя размещена в камере смешения струйного насоса, а нижняя часть - в подпакерной зоне.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при освоении и обработке продуктивных горизонтов. Устройство позволяет оперативно провести очистку от кольмататора пластов низкой проницаемости. Эффект разрушения и удаления кольмататора из пласта достигается за счет создания высокочастотных волн растяжения-сжатия в пластовой жидкости при депрессии. Устройство состоит из струйного насоса 1 с корпусом, установленным на па- кере 2 на колонне труо 3 и струйного насоса с камерой, с соплом 5, диффузором смешения. В камере 4 смешения насоса установлен гидродинамический излучатель б колебаний, выполненный в виде иглы и средней частью закрепленный на упругой основе 7 в корпусе. 3 ил.

дидА

Фиг.2

Pr

LJlx1

фиг.З