способ воздействия на призабойную зону скважины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ воздействия на призабойную зону скважины, включающий спуск в скважину герметичного контейнера, заполненного химически активным веществом, расположение его напротив выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины, нарушение герметичности контейнера, введение в термохимическую реакцию химически активного вещества для образования реагента и продавку его в продуктивный коллектор, отличающийся тем, что в качестве химически активного вещества для образования нагретого реагента - щелочи при взаимодействии со скважинной жидкостью используют натрий, продавку нагретого реагента - щелочи в продуктивный коллектор осуществляют за счет энергии термохимической реакции между натрием и скважинной жидкостью, а массу химически активного вещества выбирают из расчета 1-3 кг на метр выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины, продуктивный коллектор которой сложен карбонатными и/или терригенными отложениями.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нарушение герметичности контейнера осуществляют механически.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что спуск в скважину герметичного контейнера осуществляют на колонне насосно-компрессорных труб, оборудованной насосом, расположенным выше контейнера.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что перед нарушением герметичности контейнера изолируют пакером призабойную зону скважины от межколонного пространства.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что после продавки нагретого реагента-щелочи в продуктивный коллектор призабойной зоны скважины осуществляют технологическую выдержку и приступают к ее освоению, после чего переводят скважину на режим эксплуатации.

6. Устройство для воздействия на призабойную зону скважины, содержащее связанный с колонной труб герметичный контейнер с разрушаемой диафрагмой в нижней части, заполненный химически активным веществом, отличающееся тем, что оно снабжено охватывающим контейнер подвижным кожухом с хвостовиком и с внутренним выступом для взаимодействия с наружным упором, выполненным на контейнере, и разрушающим элементом с продольными каналами, установленным в нижней части кожуха с регулируемым зазором относительно разрушаемой диафрагмы, при этом контейнер и подвижный кожух в исходном положении зафиксированы между собой срезными штифтами, а в хвостовике и/или в кожухе выполнены отверстия.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно снабжено пакером, установленным на колонне труб.

8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере одним дополнительным герметичным контейнером с разрушаемой диафрагмой в нижней части, заполненным химически активным веществом, присоединенным к хвостовику и охваченным дополнительным подвижным кожухом с собственным хвостовиком с возможностью взаимодействия разрушаемой диафрагмой с дополнительным разрушающим элементом, размещенным в дополнительном подвижном кожухе, причем последний и дополнительный герметичный контейнер связаны между собой с возможностью ограниченного продольного перемещения и зафиксированы в исходном положении срезными штифтами.

9. Устройство по одному из пп.6-8, отличающееся тем, что оно снабжено насосом, расположенным выше контейнера или между контейнером и пакером.

10. Устройство по любому из пп.6-9, отличающееся тем, что в качестве химически активного вещества применен натрий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобычи и предназначено для стимулирования притока продукции скважины и ее освоения.

Известен способ воздействия на призабойную зону скважины, включающий спуск в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НТК) герметичного контейнера, заполненного химически активным веществом - магнием, расположение его напротив выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины и разобщение зоны продуктивного пласта от межколонного пространства. Предварительно в скважину была закачана кислота. Магниевая диафрагма контейнера при взаимодействии с кислотой разрушается и химически активное вещество - магний вступает в термохимическую реакцию (заявка РФ N 95101814).

Недостатком известного способа является то, что использование кислоты вызывает коррозию внутрискважинного оборудования, требуется насосное оборудование.

Известен способ воздействия на призабойную зону скважины, включающий спуск в скважину на колонне НТК контейнера, заполненного химически активным веществом, расположение его напротив выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины. Затем в колонну НКТ закачивают соляную кислоту. Химически активное вещество - магниевую стружку вводят в термохимическую реакцию путем открытия клапана, установленного над контейнером, в результате взаимодействия хвостовика контейнера с забоем скважины. Образуется нагретый реагент, который выходит через перфорацию хвостовика и под действием столба жидкости проникает в коллектор и осуществляет термохимическое воздействие на призабойную зону скважины (авт.свид. N 142250).

Недостатком известного способа является коррозия внутрискважинного оборудования, необходимость использования насосного оборудования.

Известен, принятый в качестве прототипа, способ воздействия на призабойную зону скважины, включающий спуск в скважину герметичного контейнера, заполненного химически активным веществом, расположение его напротив выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины, нарушение герметичности контейнера, введение в термохимическую реакцию химически активного вещества для образования нагретого реагента и продавку его в продуктивный коллектор (авт.свид. N 861562).

Недостатком известного способа является коррозия внутрискважинного оборудования, поскольку используется кислота для введения в термохимическую реакцию химически активного вещества, необходимость применения насосного и компрессорного оборудования.

Известно устройство для воздействия на призабойную зону скважины, содержащее связанный с колонной труб герметичный контейнер с клапаном в нижней части, заполненный химически активным веществом - магнием. Устройство имеет охватывающий контейнер кожух (авт. свид. N 202827).

Недостатком известного устройства является то, что для нарушения герметичности контейнера необходимо осуществить подачу в колонну труб рабочей жидкости, а это влечет за собой необходимость использования насосного оборудования.

Известно наиболее близкое к предложенному устройство для воздействия на призабойную зону скважины, содержащее связанный с колонной труб герметичный контейнер с разрушаемой диафрагмой в нижней части, заполненный химически активным веществом (авт. свид. N 861562).

Недостатком известного устройства является то, что его использование предполагает закачку в скважину кислоты и применение компрессора.

Изобретение направлено на получение технического результата, выражающегося в том, что использование изобретения не предполагает задействования насосного или компрессорного оборудования, позволяет вести селективное воздействие на различные по мощности интервалы продуктивного коллектора призабойной зоны скважины, не ведет к коррозии внутрискважинного оборудования, позволяет непосредственно сразу же после воздействия приступить к освоению скважины любым методом без подъема внутрискважинного оборудования и перевести скважину на рабочий режим эксплуатации.

Технический результат достигается за счет того, что в способе воздействия на призабойную зону скважины, включающем спуск в скважину герметичного контейнера, заполненного химически активным веществом, расположение его напротив выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины, нарушение герметичности контейнера, введение в термохимическую реакцию химически активного вещества для образования нагретого реагента и продавку его в продуктивный коллектор, в качестве химически активного вещества для образования нагретого реагента - щелочи при взаимодействии со скважинной жидкостью используют натрий, продавку нагретого реагента - щелочи в продуктивный коллектор осуществляют за счет энергии термохимической реакции между натрием и скважинной жидкостью, а массу химически активного вещества выбирают из расчета 1-3 кг на метр выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины, продуктивный коллектор которой сложен карбонатными и/или терригенными отложениями.

Спуск в скважину герметичного контейнера может быть осуществлен на колонне насосно-компрессорных труб, оборудованной насосом, расположенным выше контейнера.

В частном случае перед нарушением герметичности контейнера изолируют пакером призабойную зону скважины от межколонного пространства.

Нарушение герметичности контейнера осуществляют механически.

После продавки нагретого реагента - щелочи в продуктивный коллектор призабойной зоны скважины может быть осуществлена технологическая выдержка и последующее ее освоение с переводом скважины на режим эксплуатации.

Устройство для осуществления способа содержит связанный с колонной труб герметичный контейнер с разрушаемой диафрагмой в нижней части, заполненный химически активным веществом, при этом оно снабжено охватывающим контейнер подвижным кожухом с хвостовиком и с внутренним выступом для взаимодействия с наружным упором, выполненным на контейнере, и разрушающим элементом с продольными каналами, установленным в нижней части кожуха с регулируемым зазором относительно разрушаемой диафрагмы, причем контейнер и подвижный кожух в исходном положении зафиксированы между собой срезными штифтами, а в хвостовике и/или в кожухе выполнены отверстия.

Устройство может быть снабжено пакером, установленным на колонне труб.

Устройство также может быть снабжено по крайней мере одним дополнительным герметичным контейнером с разрушаемой диафрагмой в нижней части, заполненным химически активным веществом, присоединенным к хвостовику и охваченным дополнительным подвижным кожухом с собственным хвостовиком с возможностью взаимодействия разрушаемой диафрагмой с дополнительным разрушающим элементом, размещенным в дополнительном подвижном кожухе, причем дополнительный подвижный кожух и дополнительный герметичный контейнер связаны между собой с возможностью ограниченного продольного перемещения и зафиксированы в исходном положении срезными штифтами.

Для обеспечения освоения скважины и перевода ее на режим эксплуатации без подъема внутрискважинного оборудования устройство может быть снабжено насосом, расположенным выше контейнера или между контейнером и пакером (при его наличии).

В качестве химически активного вещества предпочтительнее применение натрия.

На фиг.1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 показано устройство с дополнительным контейнером и пакером, продольный разрез; на фиг.3 - то же, с насосом; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для воздействия на призабойную зону скважины содержит связанный, например, резьбовыми соединениями с колонной труб 1 герметичный контейнер 2 с разрушаемой диафрагмой 3 в нижней части. Контейнер 2 представляет собой отрезок металлической трубы, герметично перекрытый в верхней части пробкой 4, которая через муфту соединена с колонной труб 1, например насосно-компрессорных.

Разрушаемая диафрагма 3 имеет взаимно перпендикулярные пазы 5 (см. фиг. 4) на поверхности, обращенной к разрушающему элементу 6. Диафрагма 3 ввернута на резьбе в отрезок трубы с обеспечением герметичности этого резьбового соединения. Герметичность достигается за счет использования соответствующих уплотнительных элементов или материалов (не показаны). Предварительно контейнер 2 заполняется химически активным веществом (натрием) 7. Разрушающий элемент 6 имеет продольные каналы 8 и установлен в нижней части кожуха 9 с регулируемым (за счет резьбы) зазором "H" относительно разрушаемой диафрагмы 3. Кожух 9 охватывает контейнер 2 и выполнен подвижным. Взаимодействие кожуха 9 и контейнера 2 осуществляется за счет внутреннего выступа у кожуха 9 и наружного упора, выполненного на контейнере 2, т.е. кожух 9 подвешен на контейнере 2. В исходном положении они зафиксированы между собой срезными шрифтами 10. Ниже разрушающего элемента 6 на резьбе через переводник (не показан) устанавливается хвостовик 11 (см. фиг. 2). В кожухе 9 и/или в хвостовике 11 выполнены отверстия 12. На колонне труб 1 может быть установлен пакер 13, а также насос 14, расположенный выше контейнера 2 или между контейнером 2 и пакером 13.

При необходимости селективного воздействия на отдельные участки призабойной зоны скважины или при наличии значительного интервала, подлежащего воздействию, количество герметичных контейнеров увеличивается. На фиг.2 показано устройство с одним дополнительным контейнером 15, который присоединен к хвостовику 11 и охвачен дополнительным подвижным кожухом 16. В этом случае к хвостовику 11 через переводник 17 присоединяется упомянутый дополнительный герметичный контейнер 15. Дополнительный подвижный кожух 16 имеет собственный хвостовик 18 и зафиксирован в исходном положении с дополнительным контейнером 15 срезными штифтами 10.

Способ осуществляется следующим образом. На поверхности собирается устройство. В контейнер 2 закладывается расчетное количество химически активного вещества 7 (1-3 кг на метр выбранного для воздействия интервала) с соблюдением надлежащих мер безопасности и устанавливается герметично в его нижней части разрушаемая диафрагма 3, выполненная, например, из серого чугуна. Устанавливается подвижный кожух 9 и фиксируется срезными штифтами 10 относительно контейнера 2. Разрушающий элемент 6 имеет центральный заостренный выступ и устанавливается в кожухе 9 с зазором "H", обеспечивающим создание необходимой ударной нагрузки для среза штифтов 10 и разрушения диафрагмы 3 при взаимодействии хвостовика с забоем скважины. Перед спуском устройства в скважину производят ее промывку, при необходимости глушение. Заданное местоположение контейнера 2 в скважине регулируется подбором соответствующей длины хвостовика. Производят нарушение герметичности контейнера 2 механически путем разрушения диафрагмы 3 за счет осевого перемещения колонны труб 1. Диафрагма 3 разрушается по ослабленным линиям (пазам 5) и ее осколки падают на разрушающий элемент 6. Размеры осколков, продольных каналов 8 и заостренного выступа разрушающего элемента 6 взаимосвязаны таким образом, чтобы был обеспечен доступ продуктов реакции через каналы 8 и отверстия 12. При контакте химически активного вещества 7 (натрия) со скважинной жидкостью, в которой присутствует вода (обводненность не менее 20%), оно вводится в термохимическую реакцию. В результате повышается температура, давление и образуется нагретый реагент (щелочь), барботируемый газовой составляющей продуктов реакции. Все продукты реакции водорастворимые. Нагретый реагент устремляется из зоны повышенного давления через отверстия 12 в скважину и продавливается в продуктивный коллектор за счет энергии термохимической реакции. Воздействие эффективно в интервале призабойной зоны скважины, продуктивный коллектор которой сложен как карбонатными, так и терригенными отложениями.

При необходимости, например, селективного воздействия на отдельные участки интервала призабойной зоны скважины собирается устройство, в котором контейнеры устанавливаются последовательно на необходимом расстоянии друг от друга и включаются в работу последовательно или одновременно. Последовательное разрушение диафрагм 3 контейнеров 2, 15 обеспечивается подбором прочностных характеристик срезных штифтов 10.

Для усиления эффекта воздействия перед нарушением герметичности контейнера (контейнеров) изолируют пакером 13 призабойную зону скважины от межколонного пространства.

После продавки нагретого реагента в продуктивный коллектор призабойной зоны скважины осуществляют технологическую выдержку и приступают к ее освоению. При этом, если спуск устройства осуществлен был на колонне насосно-компрессорных труб 1, оборудованной насосом 14 (например, штанговым), расположенным выше контейнера 2, то освоение скважины и ее перевод на режим эксплуатации может быть осуществлен с его использованием без подъема устройства на поверхность.

В фонтанных скважинах с давлением ниже гидростатического использование изобретения позволяет проводить воздействие и осуществлять дальнейший перевод скважины на режим эксплуатации без дополнительных спускоподъемных операций.