способ химической обработки нефтяных и газовых скважин и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ химической обработки нефтяных и газовых скважин, включающий доставку в обрабатываемый интервал сухого химического реагента и фугасного заряда, которые располагают в герметичном корпусе, выполненном с возможностью защиты химического реагента от воздействия скважинного давления и температуры, последующее инициирование взрыва фугасного заряда, разрушение от взрыва фугасного заряда указанного корпуса и равномерное распределение химического реагента в обрабатываемом интервале скважины.

2. Устройство для химической обработки нефтяных и газовых скважин, содержащее корпус, заполненный сухим химическим реагентом, каротажный кабель для спуска устройства в скважину и фугасный заряд, при этом корпус выполнен из силикатного материала с возможностью защиты химического реагента от скважинного давления и температуры и мгновенного разрушения от взрыва фугасного заряда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для химической обработки выбранного интервала скважины, в том числе и призабойной зоны продуктивного пласта скважины.

Известен способ реагентной обработки скважины /SU 1615342 А1, МПК⁵ Е 21 В 43/27, опубл. 1990/, включающий закачку в скважину раствора реагента и создание возвратно-поступательного движения раствора в закольматированной зоне.

Однако такой способ не позволяет осуществить точную доставку реагента в обрабатываемый интервал, требует значительного расхода реагента и материально-технических затрат.

Известен способ обработки призабойной зоны продуктивного пласта скважины /RU 2235198 С2, МПК⁷ Е 21 В 43/263, Е 21 В 43/27, опубл. 2004/, включающий термобарохимическое воздействие на продуктивный пласт, при котором в скважину, заполненную жидкостью, опускают на кабель-тросе устройство, содержащее твердотопливный заряд. Заряд состоит из набора медленносгораемых и быстросгораемых газогенерирующих твердотопливных шашек и генерирует при горении хлористый водород. Обработку пласта производят поэтапно: сначала ведут глубокий прогрев пласта, затем ведут кислотную обработку.

Поэтапная обработка пласта предназначена для воздействия только на ближнюю часть призабойной зоны скважины. Охват воздействия на призабойную зону ввиду малой концентрации HCl небольшой. Термическое воздействие сводится к небольшому нагреву фильтровой зоны пласта. В некарбонатных коллекторах данный способ обработки малоэффективен.

Известен способ обработки призабойной зоны нефтяного пласта, включающий доставку в интервал обрабатываемого пласта смеси образователей соляной и плавиковой кислот и последующее ее разложение /RU 2209960 С2, МПК⁷ Е 21 В 43/27, Е 21 В 43/25, опубл. 2003/. Доставку смеси осуществляют в виде монолитного заряда, заключенного в сгораемый корпус, спускаемый на кабель-тросе.

Данный способ обработки малоэффективен, так как вследствие низкой проницаемости пласта низкодебитных скважин газообразные продукты сгорания заряда лишь частично проникают в пласт, оставаясь в большей части в скважине, снижая тем самым эффект обработки.

Известно устройство для обработки призабойной зоны скважины /SU 1047237 А, МПК ⁵ Е 21 В 43/26, опубл. 2000/, включающее брезентовый кожух с несущим тросом, на котором закреплены шнуровые заряды и взрыватель.

Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является низкая эффективность обработки. Известное устройство не предназначено для химической обработки скважины.

Известно устройство для обработки скважины /SU 1179712 А, МПК⁴ Е 21 В 43/27, опубл. 1985/, включающее контейнер, заполненный реагентом в твердой фазе.

Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата известным устройством, является его сложность, необходимость использования дополнительного оборудования, значительные затраты времени на проведение обработки.

Известно устройство для термохимической обработки скважин /SU 926251, МПК³ Е 21 В 43/27, опубл. 1982/, включающее корпус, выполненный из магния или его сплава, заполненный химически активным веществом.

Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата известным устройством, является использование дорогостоящего вещества - магния, а также ограниченные функциональные возможности (разрушение только газогидратных пробок).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка технологии, обеспечивающей увеличение выхода продукции скважины при снижении материально-технических затрат.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении эффективности обработки скважины за счет точной доставки сухого химического реагента высокой концентрации в требуемый интервал скважины и равномерного его распределения.

Указанный технический результат по объекту - способ достигается тем, что способ химической обработки нефтяных и газовых скважин включает доставку в обрабатываемый интервал сухого химического реагента и фугасного заряда, которые располагают в герметичном корпусе, выполненном с возможностью защиты химического реагента от воздействия скважинного давления и температуры, последующее инициирование взрыва фугасного заряда, разрушение от взрыва фугасного заряда указанного корпуса и равномерное распределение химического реагента в обрабатываемом интервале скважины.

Указанный технический результат по объекту - устройство достигается тем, что устройство для химической обработки нефтяных и газовых скважин содержит корпус, заполненный сухим химическим реагентом, каротажный кабель и фугасный заряд, при этом корпус выполнен из силикатного материала с возможностью защиты химического реагента от скважинного давления и температуры и мгновенного разрушения от взрыва фугасного заряда.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретений, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - устройство предназначено для осуществления другого заявленного объекта группы - способа для химической обработки нефтяных и газовых скважин. При этом оба объекта направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.

Между существенными признаками изобретения и заявленным техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Точная доставка реагента в обрабатываемый интервал скважины осуществляется посредством устройства, корпус которого выполнен из силикатного материала. Таким образом, химический реагент защищен от воздействия скважинного давления, температуры и окружающей среды (например, жидкости, которой заполнена скважина). Силикатный материал: керамика, огнеупоры, силикатное сырье, стекло, позволяет одновременно выдерживать скважинное давление и способен мгновенно разрушиться от минимального фугасного заряда. Применение фугасного заряда позволяет одновременно разрушить корпуса устройства, обеспечить и равномерное распределение реагента в обрабатываемом интервале, и его продвижение в глубь пласта, повышая тем самым эффективность обработки скважины.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для химической обработки нефтяных и газовых скважин, продольный разрез, на фиг.2 - схема проведения обработки (после прострелочно-взрывных работ), на фиг.3 - распределение химического реагента в скважине (стрелками показан вектор распределения химического реагента в обрабатываемом интервале с давлением Р и скоростью V).

Устройство для химической обработки скважины (фиг.1) содержит корпус 1, выполненный из силикатного материала (например, керамики). Сверху корпус 1 снабжен головкой 2. Снизу корпус 1 заглушен наконечником 3. Головка корпуса 2 снабжена взрывным патроном 4 и электровводом 5. Соединения корпуса 1 с головкой 2 и наконечником 3 герметизируют посредством, например, уплотнительных колец или жидкого силиконового клея-герметика. Корпус 1 содержит заряд взрывчатого вещества - фугасный заряд 6 - и заполнен химическим реагентом 7. К головке 2 присоединен каротажный (геофизический) кабель 8.

Химический реагент 7 представляет собой концентрированный сухой порошок, например, кислоты, щелочи или соли.

Давление, выдерживаемое корпусом 1, изменяется путем увеличения стенки корпуса, изменением химического состава материала, изменением технологией изготовления. Силикатный материал корпуса 1 устройства обладает низкой теплопроводностью и не меняет прочностных свойств, что позволяет использовать его в скважинах с температурой до 250°С. Посредством переводников можно соединять ряд корпусов между собой и заполнять их различными реагентами.

Способ посредством устройства осуществляют следующим образом.

Проведение работ по химической обработке скважин проводят в соответствии с установленными регламентирующими документами, определяющими порядок их проведения.

Корпус 1 устройства предварительно заполняют химическим реагентом 7 и заглушают головкой 2 с одной стороны и наконечником 3 с другой. В каждом конкретном случае, в зависимости от горно-геологических условий в скважине, определяют необходимое количество реагента. После того как устройство доставили к скважине, снимают головку 2 и устанавливают в корпусе фугасный заряд 6, в гнездо головки 2 вставляют взрывной патрон 4, электроввод 5. Головку 2 присоединяют к корпусу 1 устройства, подсоединяют к каротажному (геофизическому) кабелю 8. Соединения герметизируют. Устройство спускают на каротажном кабеле 8 в требуемый обрабатываемый интервал 9 скважины.

После спуска устройства подают электрический импульс через кабель и электроввод для инициирования взрыва фугасного заряда 6. Корпус 1 устройства разрушается, и химический реагент 7 под воздействием гидростатического давления и энергии взрыва равномерно распределяется по обрабатываемому интервалу 9 скважины. Вступая в реакцию с газожидкостной смесью (флюидом) в призабойной зоне, химический реагент 7 разрушает кольматирующие образования. В результате трубы и продуктивный пласт очищаются от парафиновых отложений, загрязняющих отложений.

Каротажный кабель 8 с остатками устройства (головкой 2) поднимают на поверхность. Контроль за качеством обработки осуществляют по изменению или дебита или приемистости скважины.

При необходимости обработку скважины можно производить повторно.

Таким образом, в результате обработки призабойная зона и фильтровая часть скважины очищаются от загрязнений.

Использование корпуса из силикатного материала и фугасного заряда позволяет доставить сухой химический реагент высокой концентрации с наименьшим отрицательным воздействием на саму скважину, что делает этот вид обработки технологически и экологически более безопасным по сравнению с известными технологиями. Концентрированный химический реагент не приводит к интенсивной коррозии скважинного оборудования. Применение изобретения позволяет силами одной геофизической партии без привлечения дорогостоящей специальной техники выполнить химическую обработку скважины, в том числе совместить работы по проведению прострелочно-взрывных работ с химической обработкой.