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. Задача - повышение эффективности работы устройства, снижение вредного воздействия на скважинное оборудование, обсадную колонну, цементный камень, снижение затрат на обработку ПЗП при одновременном упрощении конструкции устройства. Для этого устройство 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.

1. c и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

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 520 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.

1. Устройство для термохимической обработки продуктивного пласта, содержащее закрепленные на геофизическом кабеле соосно расположенные контейнер с термогазогенератором, снабженным связанным с источником электропитания нагревательным элементом, и контейнер с реагентом, отличающееся тем, что 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.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено регистратором, снабженным датчиком фиксации параметров реагента, функционально связанным с устройством контроля и управления, расположенным на поверхности земли.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между регистратором и контейнером для реагента расположен подпружиненный демпфирующий элемент, в корпусе которого выполнены сквозные каналы.