Термодинамический способ воздействия на призабойную зону

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации пласта. Нагрев жидкости в изолированном пакерами участке пласта производят за счет турбулентного движения при ее механическом перемешивании до достижения декольматации пласта, а также гидроразрыва. Перемешивание осуществляют подвижными элементами, расположенными на валу электродвигателя. Предотвращают закручивание жидкости неподвижными элементами. Увеличивается количество подводимой энергии для увеличения скорости нагрева и величины давления. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие закупоривания (кольматации) пласта асфальто-смолистыми и парафиновыми образованиями.

Известен способ гидроразрыва пласта (Гатиев С.М. и др. Взаимодействие на призабойную зону нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 1966), по которому изолируют пакерами интервал пласта и повышением давления производят его гидроразрыв.

К недостаткам этого способа следует отнести его невысокую эффективность, необходимость использования колонны насосно- компрессорных труб и громоздких насосных установок для подачи жидкости в подпакерное пространство, что требует значительных материальных и трудовых затрат.

Известен способ гидроразрыва пласта (Соловьев Г. Н. и др. Патент N 2046184 "Способ гидравлического разрыва пласта" Кл. E 21 В 43/26, 1995), взятый за прототип, в котором повышение давления в изолированном участке пласта осуществляют нагревом жидкости посредством установки электронагревателя.

Недостаток заключается в малом количестве энергии, передаваемой в призабойную зону.

Задачей изобретения является увеличение количества подводимой энергии для увеличения скорости нагрева и величины давления. Задача решается тем, что повышение давления нагревом жидкости в изолированном пакерами интервале скважины против продуктивного пласта до достижения его декольматации, а также гидроразрыва производят за счет турбулентного движения жидкости при ее механическом перемешивании подвижными элементами, расположенными на валу электродвигателя, и предотвращении ее закручивания неподвижными элементами.

Пример устройства для реализации предлагаемого способа, поясняется чертежом, на котором: 1 - скважина, 2 - грузонесущий кабель, 3 - корпус, 4 - электродвигатель, 5 - подвижные элементы гидротормоза, 6 - неподвижные элементы гидротормоза, 7, 8 - пакерные устройства.

Способ реализуют следующим образом. В скважину 1 до глубины продуктивного пласта с помощью грузонесущего кабеля 2 опускают корпус 3, на котором закреплены электродвигатель 4, на валу которого расположены подвижные элементы гидротормоза 5, неподвижные элементы гидротормоза 6 и пакерные устройства 7, 8. Неподвижные элементы гидротормоза 6 используют для предотвращения закручивания скважинной жидкости по направлению вращения подвижных элементов гидротормоза 5. Корпус изолируют от остальной части скважины с помощью пакерных устройств 7, 8. Корпус не противодействует передаче теплоты и давления от элементов гидротормоза к стенкам скважины.

В прототипе количество тепла, выделяемого генератором теплоты, определяется выражением Q = RIt, где Q - выделившееся количество тепла, Дж; R - сопротивление нагревателя, Ом; I - ток нагревателя, A; t - время, сек, и ограничивается сечением грузонесущего кабеля.

В предлагаемом способе механическая энергия, получаемая с помощью электродвигателя, определяется выражением где U - линейное напряжение питания электродвигателя, I - ток питания электродвигaтеля, cos - коэффициент мощности электродвигателя, t - время, - КПД электродвигателя. Использование высоковольтной обмотки статора электродвигателя позволяет передавать значительную электрическую мощность при допустимых значениях тока, протекающего через грузонесущий кабель.

В качестве электродвигателя применяют двигатель центробежного насоса ЭЦН, имеющий мощность до 250 кВт и по габаритным размерам и техническим характеристикам приспособленный для работы в скважинных условиях.

Число, площадь и конфигурация элементов гидротормоза определяется мощностью электродвигателя и вязкостью скважинной жидкости.

Описанный способ воздействия на призабойную зону позволяет нагревать скважинную жидкость и создавать давление до достижения декольматации пласта, а также осуществлять гидроразрыв пласта.

Формула изобретения

Термогидродинамический способ воздействия на призабойную зону, включающий повышение давления нагревом жидкости в изолированном пакерами интервале скважины против продуктивного пласта до достижения его декольматации, а также гидроразрыва, отличающийся тем, что нагрев жидкости в изолированном интервале скважины против продуктивного пласта производят за счет турбулентного движения жидкости при ее механическом перемешивании подвижными элементами, расположенными на валу электродвигателя, и предотвращении ее закручивания неподвижными элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1