устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважины

Формула изобретения

Устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважины, содержащее металлический корпус нагревателя, заполненный токопроводящей жидкостью, размещенные по оси металлического корпуса нагревателя, выполненные с перфорацией и собранные в чередующиеся пары в виде верхних дисков-электродов, соединенных с металлическим корпусом нагревателя, и нижних дисков-электродов, закрепленных на токопроводе, термостойкие изоляторы, размещенные в междисковых интервалах токопровода и металлического корпуса нагревателя, и силовой кабель питания, отличающееся тем, что оно снабжено водоподающей системой, включающей выпускной клапан, расположенный в корпусе, соединенном соосно с верхней частью металлического корпуса нагревателя, насосно-компрессорные трубы и соединенную с ними водоподающую трубу с насосом с регулируемым приводом и емкостью с водой, при этом устройство снабжено регулятором напряжения и термостойким пакером, расположенным над корпусом выпускного клапана для образования изолированной полости продуктивного участка, подпитываемой водой из емкости через выпускной клапан и отверстия, выполненные в его корпусе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может применяться для тепловой обработки продуктивного пласта высоковязкой нефти, восстановления гидравлической связи пласта со скважиной, увеличения нефтеотдачи пластов и дебита скважин, а также возобновления эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.

Известен скважинный генератор теплоты, авторское свидетельство 381726, кл. Е 21 В 43/24, включающий коаксиальное расположение электродов, к которым подключается постоянный ток. Однако скважинный генератор теплоты не позволяет передать достаточно большие мощности для эффективного воздействия на призабойную зону продуктивного пласта.

Известно электронагревательное устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины, патент РФ 2169830, кл. Е 21 В 36/04, 43/24, взятый нами за прототип, включающее корпус нагревателя, силовой кабель питания, диски-электроды, установленные на токопроводе, размещенном по оси корпуса. Диски-электроды выполнены с перфорацией и собраны в чередующиеся пары, где верхние диски-электроды соединены с корпусом, а нижние закреплены на токопроводе, причем в междисковых интервалах токопровода и корпуса размещены термостойкие изоляторы, а корпус нагревателя заполнен токопроводящей жидкостью до уровня самого верхнего диска-электрода. Недостатками этого устройства является то, что прогрев продуктивного пласта осуществляется в незамкнутом интервале скважины со значительными потерями теплоты по оси скважины выше устройства, а также отсутствие устройства, обеспечивающего нагнетание жидкости в продуктивный пласт с поверхности, что снижает технологические возможности термического воздействия на призабойную зону пласта.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение продуктивности пласта за счет увеличения передачи тепловой энергии в единицу времени в призабойную зону продуктивного пласта с меньшими потерями, а также за счет различных способов термических воздействий (циклическое паротепловое воздействие, импульсно-дозированное тепловое воздействие, непрерывное нагнетание теплоносителя в пласт).

Задача решается тем, что устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины, содержащее металлический корпус нагревателя, заполненный токопроводящей жидкостью, размещенные по оси металлического корпуса нагревателя, выполненные с перфорацией и собранные в чередующиеся пары в виде верхних дисков-электродов, соединенных с металлическим корпусом нагревателя, и нижних дисков-электродов, закрепленных на токопроводе, термостойкие изоляторы, размещенные в междисковых интервалах токопровода и металлического корпуса нагревателя, и силовой кабель питания, согласно изобретению снабжено водоподающей системой, включающей выпускной клапан, расположенный в корпусе, соединенном соосно с верхней частью металлического корпуса нагревателя, насосно-компрессорные трубы и соединенную с ними водоподающую трубу с насосом с регулируемым приводом и емкостью с водой, при этом устройство снабжено регулятором напряжения и термостойким пакером, расположенным над корпусом выпускного клапана для образования изолированной полости продуктивного участка, подпитываемой водой из емкости через выпускной клапан и отверстия, выполненные в его корпусе.

Устройство обеспечивает восстановление гидравлической связи пласта со скважиной, увеличение нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью и дебита скважин, а также возобновление эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.

Устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважин поясняется чертежом, на котором представлена его общая схема.

Устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважин содержит корпус нагревателя 1, верхняя часть которого соединена с корпусом 2 с выпускным клапаном 3, причем оба корпуса расположены по одной оси. Устройство содержит высоковольтный силовой кабель питания 4 и колонну НКТ 5, соединенную с верхней частью корпуса устройства. На токопроводе 6 размещены диски-электроды 7, 8. Диски-электроды выполнены с перфорацией и собраны в чередующиеся пары, где верхние диски-электроды 7 соединены с корпусом 1, а нижние диски-электроды 8 закреплены на токопроводе 6 через термостойкие изоляторы 9, причем в междисковых интервалах токопровода 6 и корпуса нагревателя 1 размещены термостойкие изоляторы 10, а корпус нагревателя 1 заполнен токопроводящей жидкостью 11. Верхняя часть корпуса, свободная от дисков-электродов 7 и 8, образует паровую зону 12. Устройство содержит водоподающую трубу 13, оснащенную насосом 14, регулируемым приводом 15 и регулятором напряжения 16, связывающий систему питания с устройством, один конец водоподающей трубы 13 соединен с колонной НКТ 5, а другой конец соединен с емкостью 17, заполненной котловой водой. Над корпусом 2, на конце НКТ установлен термостойкий пакер 18.

Устройство работает следующим образом.

После сборки устройства и постановки его в область продуктивного пласта обрабатывается зона - изолируется термостойким пакером 18, через регулятор напряжения 16 по высоковольтному силовому кабелю питания 4 на диски-электроды 7, 8 устройства, заполненного токопроводящей жидкостью 11, подают напряжение 3-6 кВ, частотой 50 Гц, после чего от дисков-электродов 8 через жидкость 11 к дискам-электродам 7 потечет ток (стрелки на чертеже показывают направление тока), вызывая интенсивный нагрев жидкости 11, кипение и образование пара, что в свою очередь приведет к теплообмену между стенкой корпуса 1 устройства и внутрискважинной жидкостью. При этом осуществляется подпитка котловой жидкостью изолированной полости продуктивного участка из емкости 17 посредством трубы 13, оснащенной насосом 14 и регулируемым приводом 15 по колонне НКТ 5 через выпускной клапан 3 и отверстия корпуса 2.

Устройство теплового воздействия на призабойную зону скважин основано на нагреве жидкости в изолированном продуктивном участке скважины на уровне продуктивного пласта с удельной мощностью 3-9 МВт/м³. Устройство обеспечивает восстановление гидравлической связи пласта со скважиной, увеличение нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью, а также возобновление эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды за счет дополнительных циклических паротепловых, импульсно-дозированных воздействий и непрерывного нагнетания теплоносителя в пласт.