УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЛИННОВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЯНУЮ ЗАЛЕЖЬ

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных залежей, в том числе и на поздних стадиях их эксплуатации для увеличения коэффициента извлечения нефти и повышения нефтеотдачи пласта.
Известно устройство разработки обводненного нефтяного месторождения и устройство для вибросейсмического воздействия на это месторождение (патент РФ 2172819, кл. Е21В 43/16), обеспечивающий повышение конечной нефтеотдачи за счет восстановления подвижности защемленной нефти и увеличение области обхвата вибросейсмическим воздействием при оптимизации его режимов. Производят установку волноводного устройства в возбуждающей скважине и сопряжение его с наземным источником колебаний вибрационного типа с регулируемой величиной частоты колебаний и амплитуды, определяют режим оптимального вибровоздействия на залежь. Производят вибросейсмическое воздействие с одновременными периодическими закачками растворов, содержащих растворенный газ, в интервалы пласта на участках. Во время проведения вибросейсмического воздействия осуществляют обработки призабойных зон пласта, включая виброволновые, улучшающие их фильтрационные свойства. Устройство по способу включает наземный источник колебаний вибрационного типа, который состоит из системы питания и управления, включающей усилитель сигнала рассогласования, электромеханический преобразователь, гидравлический усилитель, и возбудителя вибраций.
Недостатком этого устройства является то, что вибросейсмическое воздействие, образующее ударные волны, представляет угрозу для жестких металлических трубопроводов и сварных соединений.
Известен способ и устройство импульсного воздействия на продуктивный пласт и устройство для его осуществления (патент РФ 2107814, кл. Е21В 43/25, Е21В 28/00), включающий передачу молекулярно-волновых колебаний от излучателя гидромолота, установленного на устье, по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) через ее верхний торец и по столбу жидкости в скважине через его верхний уровень на продуктивный пласт. Одновременно с передачей молекулярно-волновых колебаний в скважине повышают давление путем подачи жидкости от насоса с аккумулятором давления, подсоединенных вводом к НКТ на устье скважины, и создают гидравлические удары в столбе жидкости в скважине путем периодического перекрытия ввода насоса излучателем гидромолота при передаче от него молекулярно-волновых колебаний на НКТ и столб жидкости в скважине. Устройство включает гидромолот с бойком и упруго соединенный с корпусом гидромолота излучатель в виде преобразователя импульсных нагрузок в молекулярно-волновые колебания, выполненного за одно целое с передатчиками молекулярно-волновых колебаний на верхний торец НКТ и на верхний уровень столба жидкости в скважине.
Недостатком этого способа также является потеря энергии ударных волн, а также разрушительное воздействие ударных волн на жесткий металлический трубопровод и сварные соединения.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ длинноволнового воздействия на нефтяную залежь и устройство для его осуществления (патент РФ 2325504, кл. Е21В 28/00, Е21В 43/25). Согласно изобретению упругую ударную волну генерируют в устье скважины, заполненной рабочей жидкостью, путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема жидкости. Формируют длинноволновые упругие сейсмические волны, облучающие нефтяную залежь. Устройство включает энергоноситель, передвижной насосный агрегат с емкостью для рабочей жидкости и гидроударный механизм, выполненный в виде гидроцилиндра с бесштоковым поршнем, разделяющим его на две полости, одна из которых соединена с полостью скважины и с передвижным насосным агрегатом, а другая соединена с энергоносителем.
Недостатком указанного устройства является то, что оно не исключает потери энергии ударных волн, которое происходит за счет постепенного затухания упругих ударных волн о стенки трубопровода.
Техническая задача полезной модели - повышение нефтеотдачи пласта за счет уменьшения потерь энергии ударных волн.
Поставленная задача решается тем, что при передаче упругих ударных волн для уменьшения потерь их энергии используют коаксиальный трубопровод, состоящий из двух трубопроводов, в котором внутренний трубопровод меньшего диаметра изготовлен из упругого материала, например термоэластопласта, а внешний трубопровод большего диаметра изготовлен из твердого материала, например металлопроката, при этом упругие волны генерируются путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема рабочей жидкости во внутренний упругий трубопровод, кроме этого с помощью циркуляционных насосов осуществляют стационарную подкачку рабочей жидкости во внутренний трубопровод и в пространство между внутренним и внешним трубопроводами, таким образом, что среднее гидростатическое давление во внутреннем трубопроводе и между внутренним и внешним трубопроводами поддерживается одинаковым на всех горизонтах нагнетательной скважины.
Технический результат достигается также за счет того, что устройство состоит из генератора ударных волн, насосной станции, цилиндра с бесштоковым поршнем, разделяющим его на две полости, одна из которых соединена с полостью скважины и с циркуляционным насосом, а другая соединена с генератором ударных волн, при этом соединение цилиндра с бесштоковым поршнем с циркуляционным насосом выполнено через обратный клапан, при закачке жидкости во внутренний упругий трубопровод используют обратный клапан, включенный между циркуляционным насосом и упругим трубопроводом, а между магистралью упругого трубопровода и генератором ударных волн установлен цилиндр с бесштоковым поршнем. Для генерации упругих волн используют поршень, перемещаемый в цилиндре в помощью импульсного ударного воздействия.
Устройство приведено на рисунке 1 и включает в себя насосную станцию 1, генератор ударных волн 2, цилиндр 3 с бесштоковым поршнем 4, в котором имеются две полости 10 и 11, обратный клапан 5, циркуляционные насосы 6 и 6а, коаксиальный трубопровод 7, состоящий из внутреннего упругого трубопровода 8 и внешнего трубопровода 9, трубопровод для передачи рабочей жидкости 12, скважину 13, пульт управления 14.
Устройство работает следующим образом. Заполняют рабочей жидкостью все скважиниое пространство и поддерживают' в нем давление, по команде от пульта управления 14 включают насосную станцию 1, нагнетающую жидкость в генератор ударных волн 2, из которого жидкость под давлением устремляется в полость 10 цилиндра 3, перемещая поршень 4. В полость 11 цилиндра 3 с помощью циркуляционного насоса 6 через обратный клапан 5 подается дозированный объем рабочей жидкости. Стремительное перемещение поршня 4 создает в дозированном объеме 11 импульсное давление с высокой энергией, которая передается по трубопроводу 12 во внутренний упругий трубопровод 8 скважины 13, заполненную рабочей жидкостью, формируя при этом в устье скважины 13 упругую ударную волну. С помощью циркуляционных насосов 6а осуществляют стационарную подкачку рабочей жидкости в пространство между внутренним и внешним трубопроводами 8 и 9 соответственно.
Предлагаемое устройство позволяет увеличить нефтеотдачу пласта за счет уменьшения потерь энергии ударных воли при длинноволновом воздействии на нефтяную залежь за счет конструкции коаксиального трубопровода, состоящего из внутреннего упругого трубопровода и внешнего трубопровода. В отличие от прототипа импульсная закачка рабочей жидкости осуществляется во внутренний упругий трубопровод, что позволяет провести практически без потерь энергию ударной волны по всей длине скважины и распространить ее на всех горизонтах пласта, вплоть до самого нижнего. Дополнительным условием сохранения и распространения энергии по всей длине скважины служит закачка рабочей жидкости в пространство между внутренним и внешним трубопроводами, и поддерживание одинаковых средних гидростатических давлений во внутреннем трубопроводе и в пространстве между внутренним и внешним трубопроводами.