УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА

Полезная модель относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам повышения продуктивности скважины за счет термохимического воздействия на нефтяной пласт в призабойной зоне.
Известно устройство для комплексной обработки призабойной зоны скважины, включающее установленные на трос-кабеле снаряженный топливом термогазогенератор с электровоспламенителем и трубчатый контейнер с раствором кислоты, причем трубчатый контейнер выполнен с перфорационными отверстиями, а раствор кислоты помещен в герметичной емкости внутри контейнера [Павленко Г.А. и др. Интенсификация притоков нефти и газа с использованием термодинамических методов воздействия на призабойную зону пласта. Нефтепромысловое дело №6, 1999, - с.29-35].
Недостатком известного устройства является то, что воздействуя на пласт, агрессивный реагент неизбежно воздействует и на эксплуатируемую скважину, ее оборудование, обсадную колонну, цементный камень. Это ведет не только к снижению срока службы оборудования, но и повышенному расходу реагента, повышенному энергопотреблению для его выдавливания в скважину, что требует более мощного термогазогенератора, и следовательно к более жестким требованиям по обеспечению техники безопасности при эксплуатации данного оборудования.
Известно также Устройство для термобарохимической обработки призабойной зоны скважины» [см. патент РФ №2240425, опубл. 20.11.2004], включающее герметичную воздушную камеру с атмосферным давлением, сгораемую диафрагменную заглушку, термогазовую камеру со сгораемым газогенерирующим материалом, выполненные в корпусах из труб и соединенных сверху с кабельной головкой, причем воздушная камера размещена в нижней части устройства, термогазовая камера содержит в корпусе радиальные каналы и сгораемый материал в виде вставных сгораемых и воспламеняющего элементов цилиндрической формы с верхним расположением воспламеняющего элемента, причем сгораемые элементы обеспечивают скорость горения 5…20 мм/с, а камеры соединены переходником, имеющим осевой канал, сгораемая заглушка выполнена вставной и герметично установлена в осевом канале переходника. Обладая более высокой производительностью обработок скважин за счет комплексного воздействия на большие интервалы перфорации за одну спуско-подъемную операцию на геофизическом кабеле. Данное устройство не лишено недостатков предыдущего аналога.
Наиболее близким к заявляемому, является «УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ» по пат. РФ №2253011, опубл. 27.05.2005 г., включающее установленные на трос-кабеле снаряженный топливом термогазогенератор с электровоспламенителем и трубчатый контейнер с раствором кислоты, выполненный с перфорационными отверстиями, а раствор кислоты помещен в термоплавкой герметичной емкости внутри трубчатого контейнера, кроме того оно дополнительно снабжено депрессионной камерой и камерой ударно-волнового воздействия, содержащими дистанционно управляемые быстродействующие затворы, и двумя пакерами, установленными на концах трубчатого контейнера, раскрывающимися под давлением газов термогазогенератора и распакерующими трубчатый контейнер после завершения работы термогазогенератора, причем депрессионная камера, камера ударно-волнового воздействия и термогазогенератор соединены шарнирно.
Шарнирное соединение основных элементов устройства депрессионной камеры, ударно-волновой камеры и термогазогенератора - повышает надежность крепления их друг с другом и уменьшает опасность аварии при спуске в скважину в сложных эксплуатационные условиях, особенно при большой кривизне ствола скважины. Снабжение устройства дополнительно депрессионной камерой и камерой ударно-волнового воздействия и двумя пакерами, ограничивающими зону обработки ПЗП, повышает эффективность обработки и увеличивает дебит скважины. Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Устройство-прототип обладает рядом серьезных недостатков. Во-первых, термогазогенератор имеет довольно низкий КПД, поскольку полученные в нем горячие газы служат только для проталкивания химреагента в призабойную зону, проходя перед этим через камеру с охладителем, который снижает их температуру и давление, т.е. бесполезно теряется часть полученной энергии.. Во-вторых, не весь химреагент попадает в призабойную зону. Часть его теряется в скважине, оказывая отрицательное разрушительное воздействие на скважинное оборудование, обсадную колонну, цементный камень. Кроме того, это ведет к повышенному расходу химреагента, отрицательно влияя на экономические показатели нефтедобычи. В-третьих, устройство прототип достаточно сложно по конструкции, что ведет к повышению трудоемкости его изготовления, эксплуатации и снижает рабочий ресурс.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - устранение указанных недостатков, а именно, повышение эффективности работы устройства, снижение вредного воздействия на скважинное оборудование, обсадную колонну цементный камень, снижение затрат на обработку ПЗП при одновременном упрощении конструкции устройства.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для термохимической обработки продуктивного пласта, содержащем закрепленные на геофизическом кабеле соосно-расположенные контейнер с термогазогенератором снабженным нагревательным элементом, и контейнер с реагентом, в отличие от прототипа, во внутренней полости контейнеров расположен трубчатый канал вывода реагента, соединенный через клапан с внутренним каналом удлинителя, который в свою очередь соединен с гибким рукавом на конце которого расположено сопло.
Поставленная задача решается также тем, что устройство снабжено регистратором, снабженным датчиком фиксации параметров реагента, функционально связанным с устройством контроля и управления, расположенным на поверхности земли.
Для решения поставленной задачи между регистратором и контейнером для реагента расположен подпружиненный демпфирующий элемент, в корпусе которого выполнены сквозные каналы. На фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство для термохимической обработки продуктивного пласта состоит из полого цилиндрического контейнера 1, заполненного реагентом 2, соединенного с контейнером 3 порохового генератора 4, снабженного нагревательным элементом 5. Во внутренней полости контейнеров для реагента 1 и порохового генератора 3 расположен трубчатый канал вывода реагента 6, соединенный через клапан 7 с внутренним каналом удлинителя 8, который переходит в гибкий рукав 9, на конце которого расположено сопло 10. В верхней части устройство снабжено регистратором 11, датчик которого 12 фиксирует параметры реагента -, в частности температуру, давление и передает их на устройство управления и контроля, расположенное на поверхности земли (не показано). Между регистратором 11 и контейнером для реагента 1 расположен подпружиненный демпфирующий элемент 13, в корпусе которого выполнены сквозные каналы 14. Питание к нагревательному элементу подается с помощью токоведущих жил 15 геофизического кабеля 16.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Первоначально в скважину на НКТ доставляется отклонитель и пакеруется в интервале предполагаемой перфорации. Далее с помощью доставляемого на геофизическом кабеле в интервал перфорации гидромеханического перфоратора (например гидромеханического перфоратора ПГМ-5 разработанного ОАО «ПНИТИ» совместно с ООО НПП «ГЕОНИКА») бурится отверстие. Глубина проникновения при током способе перфорации достигает 2 метров. После извлечения из скважины перфоратора, не изменяя положение отклонителя, в полученное отверстие доставляется заявляемое нами устройство. В процессе спуска устройства в скважину из-за перепада давления может произойти открытие клапана 7 и нарушение герметичности корпуса, что привело бы к попаданию скважинной жидкости внутрь устройства и выход его из строя. Чтобы избежать этого явления, в корпусе демпфирующего устройства выполнены сквозные каналы 14, позволяющие уровнять давление, воздействующее на верхнюю и нижнюю части устройства и тем самым не допустить нештатного режима работы.
После включения нагревательного элемента 5 пороховой генератор 4 воспламеняется с выделением большого количества разогретого газа, который начинает вытесняться и в свою очередь разогревает реагент 2. Реагент проходя через работающий ТГ разогревается до паро- или даже газообразного состояния. Созданное в результате горения избыточное давление открывает клапан 7 и разогретый реагент поступает через удлинитель 8, гибкий рукав 9 в сопло 10 находящееся точно в зоне обработки. Происходит воздействие агрессивного парообразного реагента на породу пласта, Известно, что разогретая на 100ºС кислота воздействует на окружающую среду с реакцией в сотни раз превышающей свое обычное состояние. При работе данного устройства температура разогрева реагента на перфорированный канал будет достигать 280-300ºС. Предполагаемое воздействие кислотного состава без изменения его процентного состояния(12-17%) будет увеличено до 1500 раз. При этом полностью исключены потери разогретого реагента в скважине и по пути доставки его к призабойной зоне, а потери температуры сведены к минимуму, т.е. эффективность использования реагента приближается к 100%. Кроме того, значительно уменьшается вредное воздействие на окружающую среду.