способ обработки призабойной зоны скважины

Формула изобретения

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку в забой на кабель-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композиции из смеси, выделяющей при термодеструкции соляную кислоту, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, осуществление технологической выдержки для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой, раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта, отличающийся тем, что в качестве газогенерирующей при сгорании композиции используют смесь, каждый из компонентов которой при термодеструкции выделяет соляную кислоту, включающую, мас.%:

Перхлорат аммония, NH₄ClO₄ 45 - 40

Поливинилхлорид, (С₂Н₃Сl)_n 55 - 60

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для повышения производительности скважин путем обработки призабойной зоны с применением устройств, содержащих газогенерирующий при сгорании материал.

Известен способ обработки призабойной зоны, включающий доставку на кабеле-тросе в забой совмещенного в единое устройство термогазогенератора с реакционным материалом из газогенерирующего сгораемого композиционного материала и контейнера с рабочей жидкостью, образование потока нагретых газообразных продуктов сгорания термогазогенератора, нагрев рабочей жидкости и смешивание с газообразными продуктами сгорания, создание гидродавления в интервале обработки пласта (патент РФ N 2139423, кл. Е 21 В 43/25, опублик. 1999 г.).

Известный способ недостаточно эффективен вследствие неполного удаления продуктов кольматации из призабойной зоны скважины.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку в забой на кабеле-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композицией, сгорание и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, раскрытие воздушной камеры и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта (патент РФ N 2138630, кл Е 21 В 43/25, опублик. 1999 г.).

Недостатком известного способа является невысокая эффективность обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатных пород. Ввиду химической инертности образующихся при горении газов к породе пласта они не способны увеличивать пористость и проницаемость карбонатного коллектора.

Наиболее близким к изобретению по технологической сущности является способ обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку в забой на кабель-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей композицией, сгорание в приемной камере газогенерирующей композиции, выделяющей при термодеструкции плавиковую и соляную кислоты, и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, осуществление технологической выдержки для более глубокого реагирования плавиковой и соляной кислот с породой, раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны (см. патент РФ №2173775, кл. Е 21 В 43/27, опубл. 20.09.2001, бюл.№26 - прототип).

В качестве газогенерирующей композиции в способе-прототипе используют смесь, выделяющую при термодеструкции плавиковую и соляную кислоты, включающую, мас.%:

Нитрат аммония 30-35

Бифторид аммония 45-50

Хлорид аммония 17-22

или состава, мас.%:

Нитрат аммония 40-50

Полифторхлорэтилен 45-50

Эпоксидный компаунд 5-10

В этом способе срабатывание воспламенителя сгораемой диафрагмы воздушной камеры выполняют от электрического импульса, подаваемого с устья скважины по кабелю-тросу или от спирально расположенного в пространстве между сгораемой диафрагмой и верхним торцом газогенерирующей композиции в приемной камере огнепроводного шнура, один конец которого подсоединен к воспламенителю сгораемой диафрагмы, другой конец - к торцу газогенерирущей композиции, от которой воспламеняется огнепроводный шнур.

Преимуществом известного устройства-прототипа является то, что в качестве газогенерирующей композиции используется смесь, выделяющая при термодеструкции плавиковую и соляную кислоты, способные химически взаимодействовать со скелетом породы и тем самым увеличить пористость и коллекторские свойства терригенного пласта.

Другое преимущество - возможность осуществления перед раскрытием воздушной камеры технологической выдержки, позволяющей произвести более глубокое реагирование кислот с породой.

Недостатком способа-прототипа является низкая эффективность обработки призабойной зоны пласта из карбонатных пород, т.к. предлагаемые в качестве газогенерирующих композиций смеси выделяют при термодеструкции комбинацию из плавиковой и соляной кислот, пригодных только для обработки терригенных коллекторов с незначительной, менее 0,5% карбонатностью. Кроме того, содержание соляной кислоты (0,1 кг/кг), выделяемой совместно с плавиковой кислотой при термодеструкции газогенерирующей композиции по способу-прототипу, недостаточно не только для обработки карбонатного коллектора, но и для эффективной обработки терригенной породы, т.к. при малом содержании соляной кислоты образующийся в результате реагирования плавиковой кислоты с терригенной породой гидрат окиси кремния превращается в гель, сводящий на нет эффект обработки [см., например Г.З.Ибрагимов, Н.И.Хисамутдинов. Справочное пособие по применению реагентов в добыче нефти. - М.: Недра, 1983 г., с.18].

В предлагаемом изобретении решается задача повышения эффективности обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатной породы. Задача решается тем, что в способе обработки призабойной зоны, включающем доставку в забой на кабеле-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композицией из смеси, выделяющей при термодеструкции соляную кислоту, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, осуществление технологической выдержки для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой, раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта, согласно изобретению в качестве газогенерирующей при сгорании композиции используют смесь, каждый из компонентов которой при термодеструкции выделяет соляную кислоту, включающей, мас.%:

Перхлорат аммония NH₄ClO₄ 40-45

Поливинилхлорид (С₂Н₃Сl)_n 55-60

Для осуществления способа используют известное устройство (см., например патент РФ №2173775, кл. Е 21 В 43/27 от 20.09.2001, бюл.№26), включающее воздушную камеру с атмосферным давлением, диафрагму с воспламенителем и приемную камеру с размещенной в ней газогенерирующей композицией. Между сгораемой диафрагмой и газогенерирующей композицией выполнена полость с технологическими окошками для проникновения скважинной жидкости в воздушную камеру. Выполняют доставку в забой на кабеле-тросе устройства, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки. Перед раскрытием воздушной камеры осуществляют технологическую выдержку для более полного расплавления кальматирующих отложений и более глубокой реакции соляной кислоты, выделяющейся при деструкции газогенерирующей композиции, с карбонатной породой.

Длительность технологической выдержки обеспечивают своевременной подачей электрического импульса с устья скважины по кабелю-тросу к воспламенителю сгораемой диафрагмы. Последняя сгорает и открывает воздушную камеру. За счет потока жидкости в воздушную камеру на забое создается резкое снижение давления. Загрязнения в виде отложений и продуктов реакции соляной кислоты с породой более полно выносятся из призабойной зоны. Затем выполняют операцию извлечения устройства из скважины.

В предлагаемой газогенерирующей композиции, включающей, мас.%:

Перхлорат аммония NH₄ClO₄ 45-40

Поливинилхлорид (С₂Н₃Сl)

марки ПВХ ГОСТ 14932-78 55-60

используется смесь, каждый из компонентов которой при термодеструкции выделяет соляную кислоту. Так, в смеси перхлорат аммония NH₄ClO₄ является окислителем и одновременно образователем соляной кислоты, а поливинилхлорид (С₂Н₃Сl)_n является в смеси горючим и также образователем соляной кислоты. При сгорании 1 кг предлагаемой композиции образуется 0,47 кг соляной кислоты в высокотемпературном газожидкостном состоянии. При сгорании этой смеси выделяются только газообразные продукты в количестве 800 л/кг в виде НС1, H₂, CO₂, CO, N₂. Температура сгорания на поверхности этой смеси составляет 2500С.

Примеры конкретного выполнения способа

Пример 1. Выполняют обработку призабойной зоны нефтедобывающей скажины глубиной 1200 м с нефтяным пластом в карбонатном коллекторе. Выполняют доставку в забой на кабеле-тросе устройства, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки 1192-1197 м. Осуществляют технологическую выдержку в течение 15 мин для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой, затем через 15 мин производят раскрытие воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем. Срабатывание воспламенителя сгораемой диафрагмы воздушной камеры выполняют от электрического импульса, подаваемого с устья скважины по кабелю-тросу. Диафрагма сгорает и открывает воздушную камеру. За счет потока скважинной жидкости в воздушную камеру на забое создается резкое снижение давления. Загрязнения в виде отложений и продуктов реакции соляной кислоты с породой выносятся из призабойной зоны. В качестве газогенерирующей композиции используют смесь, выделяющую соляную кислоту, включающую, мас.%:

Перхлорат аммония 45

Поливинилхлорид 55

Пример 2. Выполняют как пример 1. В качестве газогенерирующей композиции используют смесь, выделяющую соляную кислоту, включающую, мас.%:

Перхлорат аммония 40

Поливинилхлорид 60

В результате обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатной породы, благодаря высокому содержанию соляной кислоты, воздействующей на пласт при более высокой температуре, и удельном объеме газообразных продуктов, достигается увеличение коллекторских свойств пласта и повышение дебита скважины на 45-50%.