УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ ПЛАСТА

Предполагаемое изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к методам комплексного воздействия на призабойную зону продуктивного пласта, и используется для повышения производительности скважин.
7
Известен способ обработки призабойной зоны продуктивного пласта скважины (RU 2235198, МПК Е21В 43/263, Е21В 43/27, опубл.2004), включающий термобарохимическое воздействие на продуктивный пласт, при котором в скважину, заполненную жидкостью, опускают на кабель-тросе устройство, содержащее твердотопливный заряд. Заряд состоит из набора медленносгораемых и быстросгораемых газогенерирующих твердотопливных шашек и генерирует при горении хлористый водород (HCl). Обработку пласта производят поэтапно: сначала ведут глубокий прогрев пласта, затем ведут кислотную обработку.
Поэтапная обработка пласта предназначена для воздействия только на ближнюю часть призабойной зоны скважины. Охват воздействия на призабойную зону ввиду малой концентрации HCI небольшой. Термическое воздействие сводится к небольшому нагреву фильтровой зоны пласта. Кроме того операции прогрева пласта и кислотной обработки производятся не одновременно, ввиду этого данный способ обработки малоэффективен.
Известно изобретение по патенту № 2288357 «Способ химической обработки нефтяных и газовых скважин и устройство для его осуществления» (Е21В 43/27, Е21В 43/263, опубл.27.11.2006), в котором доставляют в обрабатываемый интервал сухой химический реагент и фугасный заряд. Их располагают в герметичном корпусе, выполненном с возможностью защиты химического реагента от воздействия скважинного давления и температуры. Инициируют взрыв фугасного заряда. Разрушают от взрыва фугасного заряда корпус. Равномерно распределяют химический реагент в обрабатываемом интервале скважины. Устройство содержит корпус, заполненный сухим химическим реагентом, каротажный кабель для спуска устройства в скважину и фугасный заряд. Корпус выполнен из силикатного материала с возможностью защиты химического реагента от скважинного давления и температуры и мгновенного разрушения от взрыва фугасного заряда.
Известный метод обеспечивает повышение эффективности обработки скважины за счет точной доставки сухого химического реагента высокой концентрации в требуемый интервал скважины и равномерного его распределения.
Недостаток известного метода заключается в том, что в нем не предусмотрено депрессионно-репрессионное воздействие на обрабатываемый пласт, так как устройство для воздействия не содержит депрессионной камеры, что снижает эффективность обработки.
Известно устройство для комплексной обработки призабойной зоны скважины, включающее установленные на трос-кабеле снаряженный топливом термогазогенератор с электровоспламенителем и трубчатый контейнер с раствором кислоты, выполненный с перфорационными отверстиями. Раствор кислоты помещен в термоплавкую герметичную емкость внутри контейнера. Устройство дополнительно снабжено депрессионной камерой и камерой ударно-волнового воздействия, содержащими дистанционно управляемые быстродействующие затворы, и двумя пакерами, установленными на концах трубчатого контейнера. Пакеры раскрываются под давлением газов термогазогенератора. После завершения работы термогазогенератора пакеры распакеровывают трубчатый контейнер. Депрессионная камера, камера ударно-волнового воздействия и термогазогенератор соединены шарнирно (Пат. РФ №2253011, Е21В 43/25, Е21В 43/27, опубл. 27.05.2005). За счет комплексного воздействия горячими газами и кислотой с одновременным ударно-волновым действием повышается эффективность обработки призабойной зоны скважины.
Недостаток устройства заключается в его конструкции. Так как камера с кислотой расположена внизу термогазогенератора с топливом, то продукты горения заряда во время сжигания топлива не прогревают пары кислоты, выделяющейся из камеры, а уходят вверх, минуя камеру с кислотой, что значительно снижает эффективность обработки. Кроме того термогазогенератор установлен вне интервала с перфорационными отверстиями в колонне, что также уменьшает воздействие горячих газов на вещества в призабойной зоне, препятствующие притоку пластовых флюидов и заряд в основном используется для выталкивания кислоты из контейнера и раскрытия пакеров, а не для прогрева среды.
Целесообразно располагать заряд непосредственно на продуктивном интервале в зоне перфорации, и сжигание заряда начинать с нижней части интервала продуктивного пласта, поскольку при этом происходит наиболее полный и равномерный прогрев зоны обработки за счет поднимающихся вверх горячих газов. Под действием давления жидкости повышенной плотности и давления образующихся газов происходит интенсивное проникновение горячей парогазовой смеси в пласт и очистка перфорационных отверстий и поровых каналов, при этом снижается вязкость пластовых флюидов.
Известно устройство для воздействия на продуктивный пласт, содержащее наголовник, имплозионную (депрессионную) камеру с впускным клапаном, установленный в охранном кожухе термогазогенератор с твердотопливным зарядом, обеспечивающим выделение газов с повышенными температурой и давлением, имеющим осевой канал, электровоспламенитель - детонатор, соединенный электрическими проводами с наземным пультом управления (Инструкция по применению устройства термоимплозионного УТИ-1 с термогазогенератором ЗСТГГ-80 для воздействия на призабойную зону пласта. - ОАО «ТАТНЕФТЬ», 000 НТП «ВУГЭЦ», 2004 г.) (Прототип).
Работа известного устройства в скважине сопровождается образованием газообразных продуктов горения, повышением давления и температуры. Одновременное их воздействие на горные породы, пластовые флюиды и твердые отложения приводят к созданию в призабойной зоне высоких температур, обуславливающих расплавление вязких фракций углеводородов. После открывания имплозионной камеры происходит их миграция из пласта в полость камеры, в процессе чего очищается призабойная зона.
Недостаток известной конструкции заключается в том, что в ней не предусмотрено воздействие химическими реагентами на зону пласта, что значительно снижает эффективность обработки.
Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности обработки призабойной зоны пласта за счет комплексного воздействия на продуктивный пласт - термогазохимического, барического, виброволнового и химической обработкой.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для комплексного воздействия на призабойную зону пласта, содержащем наголовник, имплозионную (депрессионную) камеру с впускным клапаном, детонатор, соединенный электрическими проводами с наземным пультом управления, термогазогенератор, установленный в охранном корпусе с отверстиями для выхода газовой среды твердотопливный заряд с осевым каналом, для обеспечения химической обработки, расширенный осевой канал твердотопливного заряда термогазогенератора, заполнен жидким или сухим химическим реагентом, например, кислотой.
На фиг.1 представлено заявляемое устройство в сборе.
Устройство состоит из наголовника 1, через который проходят электрические провода 2 и 3 от наземного пульта управления (на черт. не показан). Ниже наголовника установлена имплозионная камера 4 с впускным клапаном 5. Электрические провода 2 и 3 пропущены внутри имплозионной камеры и проходят через впускной клапан 5. к детонатору 6 - узлу поджига твердотопливного заряда 7 термогазогенератора с расширенным осевым каналом 8, который заполнен химическим реагентом 9, например, кислотой. Заряд 7 термогазогенератора помещен в охранный корпус 10, выполненный из сгораемого материала, например из эпоксидного стеклопластика, с отверстиями 11 для выхода горячих газов.
Устройство для комплексного воздействия на призабойную зону пласта работает следующим образом.
На каротажном кабеле с электрическими жилами 2 и 3 в скважину опускают устройство для комплексного воздействия на призабойную зону пласта таким образом, чтобы низ заряда 7 располагался на уровне нижних перфорационных отверстий колонны на уровне продуктивного пласта. С наземного пульта управления подают напряжение по проводам 2 и 3 к детонатору 6 который воспламеняется и поджигает заряд 7. При горении заряда 7 сгорает охранный корпус 10, при этом образуется парогазовая смесь продуктов горения заряда 7 и паров химического реагента 9. Парогазовая смесь достигает перфорационные отверстия и прогревает прилегающую часть интервала продуктивного пласта до температуры плавления кольматирующих элементов, при этом происходит их химическая обработка. Зона горения постепенно распространяется от нижних перфорационных отверстий колонны вверх вдоль интервала продуктивного пласта. По окончании горения проводят технологическую выдержку в течении времени, достаточном для замещения газового облака на скважинную жидкость в обрабатываемом интервале. После этого с наземного пульта управления подают напряжение на впускной клапан 5 имплозионной камеры 4, которая заполняется скважинной жидкостью, тем самым очищается обрабатываемая зона пласта. Через некоторое время устройство поднимают на поверхность.
Отличие заявляемой конструкции от известного устройства по патенту № 2288357, заключается в следующем. Устройство по пат. № 2288357 содержит корпус, заполненный сухим химическим реагентом, каротажный кабель для спуска устройства в скважину и фугасный заряд, помещенный в этот реагент. По конструкции видно, что величина фугасного заряда недостаточна для прогрева обрабатываемой зоны и служит только для распыления химического реагента.
В заявляемой конструкции, наоборот - внутри твердотопливного заряда, в его расширенном осевом канале размещен химический реагент. Такая конструкция за счет увеличенного осевого кольцевого зазора в самом заряде позволяет разместить достаточное количество химического реагента для эффективной обработки продуктивной зоны и при этом не уменьшать величину заряда, так как охранный корпус можно изготовить нужного размера в длину (термогазогенератор расположен внизу прибора) для размещения расчетного количества заряда.
Таким образом заявляемое изобретение обеспечивает повышение эффективности обработки за счет комплексного воздействия на призабойную зону пласта - термогазохимического, барического, виброволнового и кислотной обработки, а также возможности применения в скважинах при температурах до 150 град.