способ обработки призабойной зоны скважины

Формула изобретения

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на кабеле на забой скважины герметизированного контейнера с размещенным в нем щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, и открытие герметизированного контейнера на забое скважины для контактирования скважинной жидкости с щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, отличающийся тем, что щелочной, щелочноземельный металл или сплав на его основе размещают в герметизированном контейнере в водонепроницаемой оболочке, отверстия корпуса герметизированного контейнера снабжают заглушками, способными удаляться наружу при повышении давления внутри герметизированного контейнера, внутри герметизированного контейнера дополнительно размещают взрывчатое вещество, способное после подрыва создать ударную волну, необходимую для разрушения водонепроницаемой оболочки, и выделить необходимое количество газов для превышения давления внутри герметизированного контейнера над давлением на забое скважины, а после спуска на забой скважины открытие герметизированного контейнера производят подачей электрического тока по кабелю, подрывом взрывчатого вещества и удалением наружу заглушек из отверстий корпуса герметизированного контейнера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при работах по интенсификации продуктивности скважин.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины перфорированного контейнера с размещенными в нем алюминиевыми трубками, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, и имеющими перфорационные отверстия, защищенные от проникновения скважинной жидкости внутрь трубок временной изоляцией, проведение технологической выдержки для разрушения водой временной изоляции и контактирования скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе (патент РФ 2073696, опублик. 1997 г.).

Известный способ недостаточно технологичен. При спуске контейнера в скважину скважинная жидкость сразу начинает размывать временную изоляцию отверстий алюминиевых трубок. Во избежание преждевременного взаимодействия щелочного металла и скважинной жидкости приходится неоправданно увеличивать толщину временной изоляции. За счет этого время до начала реакции на забое увеличивается и становится практически неконтролируемым. Кроме того, при любых задержках спускоподъемных операций возникает опасность прохождения реакции в стволе скважины. При длительных задержках возникает необходимость извлечения контейнера из скважины. При этом возникает опасность прохождения реакции на устье скважины, опасность поражения обслуживающего персонала, опасность пожара. Кроме того, реакция щелочных, щелочноземельных металлов или сплавов на его основе и скважинной жидкости иногда оказывается недостаточно эффективной для обработки призабойной зоны скважины значительных размеров.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб перфорированного контейнера с размещенными в нем сплошными герметизированными алюминиевыми капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, доставку на забой скважины кислотного раствора и заполнение перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором, проведение технологической выдержки до разрушения сплошных герметизированных алюминиевых капсул кислотным раствором, контактирование кислотной скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины (патент РФ 2142051, опублик. 1999 г.).

Известный способ позволяет с высокой эффективностью обрабатывать призабойную зону скважины, процесс контактирования кислотной скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе становится управляемым. Однако при нарушении герметичности герметизированных капсул, например, при загрузке в перфорированный контейнер реакция протекает при погружении перфорированного контейнера в скважинную жидкость близко к устью скважины. Кроме того, при реакции на забое скважины не на всех герметизированных капсулах одновременно разрушается алюминиевая оболочка. Вследствие этого часть герметизированных капсул может не вступить в реакцию после отработки основного количества капсул. Вследствие этого эффективность способа может оказаться сниженной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на кабеле на забой скважины герметизированного контейнера с размещенными в нем разгерметизированными алюминиевыми капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, открытие герметизированного контейнера на забое скважины для контактирования скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины (патент РФ 2156357, опублик. 2000 г. - прототип).

Известный способ недостаточно технологичен вследствие того, что для его осуществления необходимо применять разгерметизированные алюминиевые капсулы. При этом на устье скважины создается пожароопасная обстановка из-за проявляющегося контакта щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе с влагой воздуха. Кроме того, открытие герметизированного контейнера на забое скважины выполняют подрывом мембраны и открытием только одного отверстия герметизированного контейнера. Жидкость, устремляющаяся внутрь герметизированного контейнера, практически не открывает боковые отверстия, закрытые заглушками. При этом продукты реакции, несущие тепло, выходят только через одно открывшееся отверстие и в основном прогревают зону около этого отверстия. Эффективность способа остается невысокой.

В изобретении решается задача повышения технологичности способа и увеличения его эффективности.

Задача решается тем, что в способе обработки призабойной зоны скважины, включающем спуск на кабеле на забой скважины герметизированного контейнера с размещенным в нем щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, и открытие герметизированного контейнера на забое скважины для контактирования скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, согласно изобретению щелочной, щелочноземельный металл или сплав на его основе размещают в герметизированном контейнере в водонепроницаемой оболочке, отверстия корпуса герметизированного контейнера снабжают заглушками, способными удаляться наружу при повышении давления внутри герметизированного контейнера, внутри герметизированного контейнера дополнительно размещают взрывчатое вещество, способное после подрыва создать ударную волну, необходимую для разрушения водонепроницаемой оболочки, и выделить необходимое количество газов для превышения давления внутри герметизированного контейнера над давлением на забое скважины, а после спуска на забой скважины открытие герметизированного контейнера производят подачей электрического тока по кабелю, подрывом взрывчатого вещества и удалением наружу заглушек из отверстий корпуса герметизированного контейнера.

Признаками изобретения являются:

1) спуск на кабеле на забой скважины герметизированного контейнера с размещенным в нем щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе;

2) открытие герметизированного контейнера на забое скважины для контактирования скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе;

3) размещение щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе в герметизированном контейнере в водонепроницаемой оболочке;

4) снабжение отверстий корпуса герметизированного контейнера заглушками, способными удаляться наружу при повышении давления внутри герметизированного контейнера;

5) внутри герметизированного контейнера размещение взрывчатого вещества, способного после подрыва создать ударную волну, необходимую для разрушения водонепроницаемой оболочки;

6) внутри герметизированного контейнера размещение взрывчатого вещества, способного после подрыва выделить необходимое количество газов для превышения давления внутри герметизированного контейнера над давлением на забое скважины;

7) после спуска на забой скважины открытие герметизированного контейнера подачей электрического тока по кабелю, подрывом взрывчатого вещества и удалением наружу заглушек из отверстий корпуса герметизированного контейнера.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-7 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При работе скважин происходит постепенное снижение их продуктивности из-за кольматации призабойной зоны. В изобретении решается задача увеличения продуктивности за счет очистки и повышения проницаемости призабойной зоны скважины. Задача решается применением способа обработки призабойной зоны скважины, обладающего повышенной эффективностью и технологичностью.

Для осуществления способа обработки призабойной зоны скважины в герметизированном контейнере размещают щелочной, щелочноземельный металл или сплав на его основе, облеченный в водонепроницаемую оболочку, и взрывчатое вещество, электрически соединенное с кабелем. Отверстия корпуса герметизированного контейнера снабжают заглушками, способными удаляться наружу при повышении давления внутри герметизированного контейнера. Взрывчатое вещество подбирают способным после подрыва создать ударную волну, необходимую для разрушения водонепроницаемой оболочки, и выделить необходимое количество газов для превышения давления внутри герметизированного контейнера над давлением на забое скважины. Производят спуск на забой скважины на кабеле и открытие герметизированного контейнера подачей электрического тока по кабелю, подрывом взрывчатого вещества и удалением наружу заглушек из отверстий корпуса герметизированного контейнера. После прохождения реакции щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе со скважинной жидкостью проводят технологическую выдержку. Скважину осваивают и запускают в эксплуатацию. В качестве герметизированного контейнера может быть использован корпус кумулятивного перфоратора, например ПК-105, с заглушками в отверстиях. Заглушки представляют собой резиновые плоские круги, опирающиеся в отверстиях на металлические (стальные или алюминиевые) круги (пятаки). Отверстия в перфораторе выполнены со ступенчато изменяющимся диаметром. В большем диаметре, обращенном наружу, размещен металлический пятак, опирающийся на малый диаметр и закрытый снаружи резиновым кругом.

В качестве взрывчатого вещества возможно использование детонационных шнуров типа ДШВ, ДШТВ, ДШУ, подрываемых от патронов типа ПГН, ПВПДН и пр. При этом электрический ток по кабелю подают на патрон, соединенный с детонационным шнуром.

В качестве щелочного, щелочноземельного металла или сплава на его основе наиболее предпочтительно использовать натрий и соединения на его основе.

В качестве водонепроницаемой оболочки возможно использование алюминиевой фольги, битуминизированной бумаги, полиэтиленовой пленки и т.п.

Пример конкретного выполнения

Проводят обработку нефтедобывающей скважины глубиной 1700 м. В качестве герметизированного контейнера используют корпус перфоратор ПК-105 с резинометаллическими заглушками в отверстиях. В корпусе перфоратора ПК-105 размещают 2 кг натрия в виде трубок, завернутых в алюминиевую фольгу. Концы алюминиевой фольги герметично склеены расплавленным битумом. В корпусе перфоратора ПК-105 размещают также три метра детонационного шнура ДШВ, соединенного через патрон ПВПДН с кабелем. Производят спуск на забой скважины на кабеле герметизированного контейнера. Подают электрический ток по кабелю и подрывают взрывчатое вещество. При этом происходит удаление наружу заглушек из отверстий корпуса герметизированного контейнера и разрушение алюминиевой фольги. Скважинная жидкость (вода) поступает внутрь герметизированного контейнера. Проходит реакция натрия с водой. Проводят технологическую выдержку в течение 20 мин. Поднимают герметизированный контейнер и извлекают из скважины. Скважину осваивают и запускают в эксплуатацию.

В результате обработки дебит скважины по нефти увеличился с 3 до 10 т/сут.

Применение предложенного способа позволит повысить технологичность и эффективность обработок.