устройство для комплексной обработки призабойной зоны скважины

Формула изобретения

1. Устройство комплексной обработки призабойной зоны скважины, включающее установленные на трос-кабеле снаряженный топливом термогазогенератор с электровоспламенителем и трубчатый контейнер с раствором кислоты, выполненный с перфорационными отверстиями, а раствор кислоты помещен в термоплавкой герметичной емкости внутри трубчатого контейнера, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено депрессионной камерой и камерой ударно-волнового воздействия, содержащими дистанционно управляемые быстродействующие затворы, и двумя пакерами, установленными на концах трубчатого контейнера, раскрывающимися под давлением газов термогазогенератора и распакерующими трубчатый контейнер после завершения работы термогазогенератора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что депрессионная камера, камера ударно-волнового воздействия и термогазогенератор соединены шарнирно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для комплексной обработки и очистки призабойной зоны скважины.

Известно устройство для кислотной обработки призабойной зоны скважины, включающее арматуру для устья скважины, насосный агрегат для нагнетания кислоты в скважину, автоцистерну для перевозки кислоты, манифольд для соединения автоцистерны с приемом насосного агрегата и устьевой арматуры /Молчанов Г.В. и др. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. - М.: Недра, 1984. - с.421-422/.

Недостатками установки являются сложность оборудования, необходимого для очистки призабойной зоны скважины, и низкая эффективность обработки (45-55%).

Известно также устройство для комплексной обработки призабойной зоны скважины, включающее установленные на трос-кабеле снаряженный топливом термогазогенератор с электровоспламенителем и трубчатый контейнер с раствором кислоты, причем трубчатый контейнер выполнен с перфорационными отверстиями, а раствор кислоты помещен в герметичной емкости внутри контейнера. /Павленко Г.А. и др. Интенсификация притоков нефти и газа с использованием термодинамических методов воздействия на ПЗП. Нефтепромысловое дело. №6, 1999. - с.29-35/.

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не обеспечивает своевременную очистку призабойной зоны пласта (ПЗП) от продуктов реакции кислоты с породой и асфальтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО), в результате чего происходит остывание продуктов реакции и переход в твердую фазу высокомолекулярных углеводородов, что существенно снижает эффективность обработки призабойной зоны скважины. Это устройство принято нами за прототип.

Задачей изобретения является повышение эффективности обработки призабойной зоны скважины.

Технический результат достигается тем, что устройство комплексной обработки призабойной зоны скважины, включающее установленные на трос-кабеле снаряженный топливом термогазогенератор с электровоспламенителем и трубчатый контейнер с раствором кислоты, выполненный с перфорационными отверстиями. Раствор кислоты помещен в термоплавкой герметичной емкости. Устройство дополнительно снабжено депрессионной камерой и камерой ударно-волнового воздействия. Обе содержат дистанционно управляемые быстродействующие затворы. Трубчатый контейнер снабжен двумя пакерами, установленными на его концах и раскрывающимися под давлением газов от термогазогенератора.

Депрессионная камера, камера ударно-волнового воздействия и термогазогенератор соединены шарнирно. Депрессионная камера выполнена из бурового рукава высокого давления.

Сущность изобретения заключается в том, что благодаря снабжению устройства дополнительно депрессионной камерой, камерой ударно-волнового воздействия и двумя пакерами, ограничивающими зону обработки, реализуется возможность термохимической обработки, выдержки после воздействия и удаления продуктов реакции в строго дозированном интервале времени и на заданном участке ПЗП, что существенно повышает эффективность обработки призабойной зоны скважины.

На чертеже приведено предложенное устройство комплексной обработки призабойной зоны скважины.

Устройство содержит установленные на трос-кабеле 1, соединенные друг с другом через шарниры 2 и 3 депрессионную камеру 4, ударно-волновую камеру 5 и термогазогенератор 6, под которым установлен трубчатый контейнер 7 с термоплавкой герметичной емкостью 8 для раствора кислоты.

Депрессионная камера 4 выполнена из бурового рукава высокого давления и снабжена дистанционно управляемым через кабель 9 быстродействующим затвором 10. Ударно-волновая камера 5 выполнена из насосно-компрессорных труб и также снабжена быстродействующим затвором 11, управляемым по кабелю 9. Быстродействующие затворы 10 и 11 имеют одинаковую конструкцию и содержат дифференциальный поршень, цилиндр, исполнительный механизм и фиксатор положения (на чертеже не показаны).

Корпус 12 термогазогенератора 6 выполнен из стальных труб с внутренней керамической футеровкой 13. Термогазогенератор 6 снабжен герметичной кабельной головкой 14, твердым топливом в виде шашек 15 с осевыми отверстиями 16, электровоспламенителем 17, установленным на уровне нижней шашки и соединенным при помощи провода 18 с кабельной головкой 14 и кабелем 9. В нижней полости корпуса 12 термогазогенератора 6 размещена камера охлаждения 19, внутренняя поверхность которой футерована охладителем газов 20. Шашки 15 удерживаются на заданном уровне при помощи решетки 21.

На концах контейнера 7 установлены пакеры 22 и 23, соединенные соответственно через перепускные каналы 24 и 25 с внутренней полостью контейнера 7. Между термогазогенератором 6 и верхним пакером 22 размещена термоплавкая мембрана 26. Трубчатый контейнер 7 выполнен с перфорационными отверстиями 27 и снабжен герметичной емкостью 8 для помещения раствора кислоты, например соляной. Емкость 8 выполнена из материала, расплавляющегося под воздействием высокой температуры, например из полиэтилена. Нижний конец пакера 23 снабжен наконечником 28, выдерживающим высокое давление и температуру горячих газов. Соединение термогазогенератора 6 с пакером 22 осуществляется при помощи муфты 29. В качестве трос-кабеля 1 используют многожильный каротажный кабель, выдерживающий нагрузку до 5 тонн. Кабель 9 крепится к камерам 4 и 5 металлическими поясами 30. Обсадная колонна 31 снабжена перфорационными отверстиями 32, связывающими скважину с призабойной зоной пласта 33. Депрессионная камера 4 снабжена также заглушкой 34 и выполнена с приемными окнами 35. Ударно-волновая камера 5 выполнена с окнами 36. Межтрубное пространство 37 образуется трубами обсадной колонны 31 и контейнером 7.

Устройство работает следующим образом. Перед обработкой скважину очищают, промывают и заполняют водой с минимальным содержанием мехпримесей. После снаряжения термогазогенератора 6 необходимыми элементами: топливом 15, электровоспламенителем 17, кабельной головкой 14, а контейнер 7 - раствором кислоты в скважину последовательно спускают контейнер 7 с пакерами 22 и 23, термогазогенератор 6, ударно-волновую камеру 5 и депрессионную камеру 4. Одновременно при спуске с наружной стороны камер 5 и 4 прикрепляется кабель 9. Контейнер 7 с раствором кислоты и с пакерами 22, 23 устанавливается напротив зоны перфорации 32 обсадной колонны 31. От источника питания (на чертеже не показан) по кабелю 9, через кабельную головку 14 подается импульс тока на электровоспламенитель 17, который инициирует начало процесса горения шашек 15 твердого топлива. Мембрана 26 расплавляется, и горячие газы под высоким давлением через каналы 24 и 25 раскрывают пакеры 22 и 23 и выталкивают раствор кислоты из термоплавкой емкости 8 через перфорационные отверстия 27 в контейнере 7 и 32 в обсадной колонне 31 в призабойную зону 33. Горячие газы проходят также через камеру охлаждения 19 с охладителем 20, который уменьшает температуру и давление газа до требуемого значения.

После завершения работы термогазогенератора 6 давление в призабойной зоне 33 снижается и контейнер 7 распакеруется.

После выдержки, необходимой для химического воздействия кислоты на призабойную зону скважины, по кабелю 9 подается импульс тока на быстродействующий затвор 11 ударно-волновой камеры 5, который быстро (за 0,1...0,3 мс) открывает приемные окна 36. В результате в межтрубном пространстве 37 формируется короткий импульс давления с существенным градиентом давления, который инициирует ударно-волновой процесс, способствующий удалению отходов реакции и грязи из призабойной зоны скважины. Окончательная очистка ПЗП осуществляется включением депрессионной камеры 4 путем подачи импульса тока по кабелю 9 на быстродействующий затвор 10. При этом открываются приемные окна 35, возникает импульс разрежения (давление внутри камеры атмосферное), приводящее к удалению продуктов реакции из ПЗП.

После окончания обработки первого интервала ПЗП элементы устройства поднимают на поверхность, очищают, заправляют и снова спускают в скважину для обработки следующего интервала.

Пакеровка контейнера 7 пакерами 22 и 23 ограничивает зону воздействия на ПЗП, тем самым повышая эффективность ее очистки.

Шарнирное соединение основных элементов устройства - депрессионной камеры, ударно-волновой камеры и термогазогенератора - повышает надежность крепления их друг с другом и уменьшает опасность аварии при спуске в скважину в сложных эксплуатационные условиях, особенно при большой кривизне ствола скважины.

Выполнение депрессионной камеры 4 из гибкого бурового рукава высокого давления, выдерживающего давление более 30 МПа, также повышает надежность работы устройства в сложных условиях.

Таким образом, снабжение устройства дополнительно депрессионной камерой и камерой ударно-волнового воздействия и двумя пакерами, ограничивающими зону обработки ПЗП, повышает эффективность обработки и увеличивает дебит скважины.