Устройство для многократного воздействия на пласт, спускаемое в скважину на насосно-компрессорных трубах

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для газодинамического разрыва пласта энергией горения твердотопливных газогенерирующих составов с целью повышения проницаемости обрабатываемого объекта в горизонтальных и вертикальных скважинах.
Известным методом интенсификации добычи нефти является обработка прискважинной зоны продуктивного пласта с использованием генераторов давления [1]. При этом первый и самый мощный импульс, превышает гидростатическое давление в скважине на 150-300 атмосфер. Последующая затухающая знакопеременная пульсация «раскачивает» пласт, повышая его нефтеотдачу. Конструкции генераторов хорошо известны. Они применяются с 60-х годов прошлого столетия и подробно описаны в справочниках.
В последнее время широко применяются устройства, обеспечивающие образование импульса давления с высокой скоростью нагружения пород с образованием в прискважинной и удаленной зоне пласта многочисленных протяженных и разветвленных трещин, не смыкающихся после снятия нагрузки [2, 3]. В данном случае газогенератор включает сборку зарядов, средства воспламенения зарядов (детонирующий шнур), а также грузонесущий кабель для доставки газогенератора в скважину и узел крепления газогенератора к грузонесущему кабелю. Сборка включает первую группу зарядов с объемом и динамикой газовыделения при горении, обеспечивающую создание импульса давления в скважине величиной, превышающей горное давление при высокой скорости нарастания импульса давления. Вторая группа зарядов с меньшей динамикой и большим объемом газовыделения (по сравнению с зарядами первой группы), обеспечивает создание вторичного фронта давления величиной не менее 0,7 величины первого импульса давления в течение времени, превышающем время действия первого импульса давления в 3-15 раз.
Также известно аналогичное по принципу действия корпусное устройство. Генератор давления, спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и инициируется взрывной головкой, которая запускается шаром, доставляемым к аппарату потоком прокачиваемой жидкости [4].
Таким образом, осуществляется двухэтапное воздействие на пласт, что значительно повышает эффективность термогазохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта.
Недостаток описанного метода заключается в невозможности осуществления повторного воздействия на пласт без дополнительных спуско-подъемных операций.
Предлагаемая полезная модель предполагает спуск генератора в скважину (в первую очередь горизонтальную) на колонне насосно-компрессорных труб и, благодаря использованию двух (или нескольких) взрывных головок, обеспечивает возможность многократного воздействия на пласт за одну спуско-подъемную операцию.
Предлагаемое устройство включает (при использовании двух взрывных головок) инициирующую головку 1 (запускаемую прокачкой шара), корпусы 2 с отверстиями, в которых размещены воспламенительные 3 и воспламеняемые 4 газогенерирующие заряды и отрезки детонирующего шнура 5 и 6. В нижней части сборки установлена репрессионная взрывная головка 7 (например, [5]), которая срабатывает от создаваемого в скважине избыточного давления. Для облегчения спуска устройства в скважину в нижней части сборки установлен наконечник 8. Устройство спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 9.
Устройство работает следующим образом. После установки аппарата в заданном интервале скважины, в колонну насосно-компрессорных труб помещают шар и запускают насос. Шар, дойдя до верхней взрывной головки, запускает последнюю, что обеспечивает детонацию отрезка детонирующего шнура 5. От продуктов детонации детонирующего шнура воспламеняются и сгорают в объемном режиме воспламенительные заряды 3 верхней секции, что обеспечивает создание импульса давления в скважине величиной, превышающей горное давление при высокой скорости нарастания импульса. Продукты сгорания воспламенительных зарядов поджигают воспламеняемые заряды 4 верхней секции, которые сгорают в послойном режиме, что обеспечивает больший, по сравнению с зарядами первой группы, объем газовыделения при меньшей скорости нарастания и меньшей амплитуде импульса.
В результате повышения давления в скважине срабатывает нижняя (репрессионная) взрывная головка, вызывает детонацию отрезка детонирующего шнура 6 и обеспечивает срабатывание зарядов нижней секции аналогично верхней.
Таким образом, обеспечивается двух- или многократное термогазохимическое воздействие на пласт за одну спуско-подъемную операцию, что позволяет добиться повышения экономической эффективности выполнения геолого-технических мероприятий, обрабатывать многочисленные интервалы продуктивного пласта энергией пороховых газов, что особенно актуально при проведении работ в горизонтальных окончаниях, где мощность вскрытого пласта достигает до 1000 метров и более.
Ссылки по тексту
1. Пороховые генераторы давления ПГД. БК и АДС. Справочник по прострел очно-взрывной аппаратуре / Под ред. Л.Я. Фридляндера. М., Недра, 1983, 197 с.
2. Патент РФ №2242600 от 24.02.2004 г.
3. В.В. Попов, Учебное пособие Прострелочно-взрывные работы в скважинах / В.В. Попов; М-во образования и науки РФ, Юж. - Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006. - 212 с.
4. Устройство для обработки прискважинной зоны пласта, спускаемое в скважину на трубах. Патент РФ №183758
5. INNICOR Subsurface Technologies, ЗАО «Взрывгео сервис», Каталог продукции, 2008