Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЛИННОВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЯНУЮ ЗАЛЕЖЬ

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при добыче нефти, в том числе и на поздних стадиях эксплуатации, для увеличения коэффициента извлечения нефти, повышения нефтеотдачи пласта и уменьшения отложений асфальто-смолисто-парафиновых веществ.

Известен способ длинноволнового воздействия на нефтяную залежь и устройство для его осуществления (патент РФ 2325504, кл. Е21В 28/00, Е21В 43/25). Согласно изобретению упругую ударную волну генерируют в устье скважины, заполненной рабочей жидкостью, путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема жидкости. Формируют длинноволновые упругие сейсмические волны, облучающие нефтяную залежь. Устройство включает энергоноситель, передвижной насосный агрегат с емкостью для рабочей жидкости и гидроударный механизм, выполненный в виде гидроцилиндра с бесштоковым поршнем, разделяющим его на две полости, одна из которых соединена с полостью скважины и с передвижным насосным агрегатом, а другая соединена с энергоносителем.

Недостатком указанного способа является то, что происходят потери энергии ударных волн за счет постепенного затухания упругих ударных волн о стенки трубопровода.

Известен способ импульсного воздействия на продуктивный пласт и устройство для его осуществления (патент РФ 2107814, кл. Е21В 43/25, Е21В 28/00), включающий передачу молекулярно-волновых колебаний от излучателя гидромолота, установленного на устье, по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) через ее верхний торец и по столбу жидкости в скважине через его верхний уровень на продуктивный пласт. Одновременно с передачей молекулярно-волновых колебаний в скважине повышают давление путем подачи жидкости от насоса с аккумулятором давления, подсоединенного вводом к НКТ на устье скважины, и создают гидравлические удары в столбе жидкости в скважине путем периодического перекрытия ввода насоса излучателем гидромолота при передаче от него молекулярно-волновых колебаний на НКТ и столб жидкости в скважине. Устройство включает гидромолот с бойком и упруго соединенный с корпусом гидромолота излучатель в виде преобразователя импульсных нагрузок в молекулярно-волновые колебания, выполненного за одно целое с передатчиками молекулярно-волновых колебаний на верхний торец НКТ и на верхний уровень столба жидкости в скважине.

Недостатком этого способа также является разрушительное воздействие ударных волн на жесткий металлический трубопровод и сварные соединения.

Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются способ и устройство для разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений (патент РФ 2502865, кл. Е21В 43/25, Е21В 28/00). Согласно изобретению длинноволновое воздействие на нефтяную залежь обеспечивается заполнением рабочей жидкости всего скважинного пространства и поддержанием в нем давления, при этом в устье скважины генерируют упругую ударную волну путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема жидкости, при этом поддерживают колебания столба жидкости в скважине с сохранением энергетических параметров колебательного процесса и формируют длинноволновые упругие сейсмические волны, облучающие нефтяную залежь на всех горизонтах нагнетательной скважины. При передаче упругих ударных волн для уменьшения потерь энергии используют коаксиальный трубопровод, состоящий из двух трубопроводов, в котором внутренний трубопровод меньшего диаметра изготовлен из упругого материала, например термоэластопласта, а внешний трубопровод большего диаметра изготовлен из твердого материала, например металлопроката, при этом упругие волны генерируются путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема рабочей жидкости во внутренний упругий трубопровод, кроме этого с помощью циркуляционных насосов осуществляют стационарную подкачку рабочей жидкости во внутренний трубопровод и в пространство между внутренним и внешним трубопроводами таким образом, что среднее гидростатическое давление во внутреннем трубопроводе и между внутренним и внешним трубопроводами поддерживается примерно одинаковым на всех горизонтах нагнетательной скважины.

Недостатком указанного способа является то, что при импульсной закачке дополнительного дозированного объема рабочей жидкости во внутренний упругий трубопровод может произойти схлопывание упругой тубы и ее разрушение. Кроме того, данный способ, технической задачей которого является повышение нефтеотдачи пласта за счет уменьшения потерь энергии ударных волн, не пригоден для добычи углеводородов.

Техническая задача изобретения - повышение нефтеотдачи пласта и интенсификация притока нефти за счет воздействия ударными волнам на продуктивный пласт путем установки генератора ударных волн в забое эксплуатационной скважины. По способу длинноволновое воздействие на нефтяную залежь включает откачку углеводородов из внутреннего трубопровода эксплуатационной скважины и пространства между внутренним и внешним трубопроводами скважины, поддержание в них одинакового гидростатического давления, генерирование упругих ударных волн, формирование длинноволновых упругих сейсмических волн, импульсную откачку углеводородов из внутреннего упругого трубопровода коаксиального типа и из пространства между внутренним упругим и внешним трубопроводами и отличается от известных способов тем, что длинноволновое воздействие на продуктивный пласт осуществляется через клапан с дозирующими отверстиями и при этом подбирается резонансная частота упругих волн и производится регулирование величины задержки колебаний для обеспечения оптимальной амплитуды колебания упругой трубы.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе длинноволнового воздействия на нефтяную залежь обеспечивается заполнение рабочей жидкостью всего скважинного пространства и поддержание в нем давления, при этом в забое скважины генерируют упругую ударную волну с помощью генератора ударных волн, при этом формируются длинноволновые упругие сейсмические волны, воздействующие на нефтяную залежь.

Технический результат достигается тем, что для воздействия на продуктивный пласт упругими ударными волнами при генерации упругих волн используют генератор ударных волн, расположенный в забое эксплуатационной скважины. Для регулирования энергии воздействия ударных волн скважина снабжается дроссельными клапанами, от диаметра отверстий которых зависит величина энергии воздействия на продуктивный пласт и на трубопровод. При увеличении диаметра отверстий дроссельных клапанов величина энергии воздействия на продуктивный пласт возрастает, при этом энергия воздействия на упругий трубопровод уменьшается, и наоборот.

Технический результат также достигается благодаря использованию устройства для длинноволнового воздействия на нефтяную залежь, включающего генератор ударных волн, циркуляционные насосы, трубопровод для передачи рабочей жидкости, обратные клапаны, коаксиальный трубопровод, состоящий из внутреннего упругого трубопровода меньшего диаметра, изготовленного из упругого материала, и внешнего трубопровода большего диаметра, изготовленного из твердого материала, отличающегося от известных устройств тем, забой скважины снабжается дроссельными клапанами, от диаметра отверстий которых зависит величина энергии воздействия на продуктивный пласт и на трубопровод, при этом внутри упругого трубопровода, толщина стенок которого подбирается таким образом, чтобы упругая труба не всхлопывалась, устанавливается спиральный корд, внутренний упругий трубопровод оснащается обратными клапанами шарового типа и на внутреннюю стенку внешнего трубопровода наносится полимерный упругий слой.

Кроме этого при решении технической задачи повышения нефтеотдачи пласта было обнаружено, что предлагаемый способ и устройство позволяют получить результат по уменьшению асфальто-смолисто-парафиновых отложений на стенках добывающей скважины за счет упругих колебаний внутреннего трубопровода коаксиального трубопровода с применением генератора ударных волн в забое добывающей скважины.

Уменьшение асфальто-смолисто-парафиновых отложений достигается также за счет того, что при добыче нефти коаксиальный трубопровод состоит из двух трубопроводов, где внутренний трубопровод меньшего диаметра изготовлен из упругого материала, например термоэластопласта, а внешний трубопровод большего диаметра изготовлен из твердого материала, например металлопроката, при этом на внутреннюю стенку внешнего трубопровода нанесен полимерный упругий слой для смягчения контактов внешнего и внутреннего трубопроводов при колебании внутреннего упругого трубопровода. Полимерный упругий слой может быть изготовлен из вспененной микропористой маслобензостойкой резины. Кроме этого с помощью циркуляционных насосов осуществляют стационарную откачку углеводородов из внутреннего трубопровода и из пространства между внутренним и внешним трубопроводами таким образом, что среднее гидростатическое давление во внутреннем трубопроводе и между внутренним и внешним трубопроводами поддерживается примерно одинаковым на всех горизонтах нагнетательной скважины. При этом толщина стенок упругого трубопровода подбирается таким образом, чтобы упругая труба не всхлопывалась и при этом чтобы упругая труба играла, т.е. стенки трубы колебались, и не происходило отложений асфальто-смолисто-парафиновых веществ. Для этого внутри упругой трубы устанавливают спиральный корд в виде пружины, а для предотвращения обратного движения флюида в скважинное пространство внутренний трубопровод снабжен обратными клапанами шарикового типа.

Для достижения лучшего эффекта по уменьшению отложений на стенках добывающей скважины путем длинноволнового воздействия подбирается резонансная частота упругих волн. Регулирование величины задержки колебаний обеспечивает оптимальную амплитуду колебания упругой трубы для эффективной очистки труб от АСПО.

Устройство приведено на фиг. 1 и включает в себя циркуляционные насосы 1 и 2, генератор ударных волн 3, трубопровод для передачи рабочей жидкости 4, обратные клапаны 5, коаксиальный трубопровод, состоящий из внутреннего упругого трубопровода 6 и внешнего трубопровода 7, корд 8, эксплуатационную скважину 9, дроссельный клапан 10.

Устройство работает следующим образом. Насосы 1 и 2 начинают откачивать флюиды из пласта таким образом, чтобы в скважинном пространстве поддерживать одинаковое давление между внутренним упругим трубопроводом 6 и внешним трубопроводом 7. Одновременно включается генератор ударных волн 3, который генерирует ударную волну в забое эксплуатационной скважины 9. Генератор ударных волн 3 создает повышенное давление во внутреннем упругом трубопроводе 6 и приводит к колебаниям внутреннего упругого трубопровода 6. Упругая ударная волна, формируемая генератором ударных волн 3, воздействует на продуктивный пласт 11.

Генератор ударных волн может представлять собой мембрану, на которую воздействует путем ударов механический толкатель, который приводится в действие эксцентриком на валу, вращающемся электрическим двигателем. Для регулирования энергии воздействия ударных волн скважина снабжается дроссельными клапанами 10. При увеличении диаметра отверстий дроссельных клапанов величина энергии воздействия на продуктивный пласт возрастает, при этом энергия воздействия на упругий трубопровод уменьшается, и наоборот. С помощью циркуляционного насоса 1 осуществляют стационарную откачку флюидов из пространства между внутренним и внешним трубопроводами 6 и 7 соответственно. Циркуляционный насос 2 откачивает нефть, поступившую из внутреннего трубопровода в трубопровод для передачи рабочей жидкости 4. Внутренний трубопровод снабжен кордом 8, предотвращающим схлопывание трубопровода.

На внутреннюю стенку внешнего трубопровода 7 нанесен полимерный упругий слой для смягчения контактов внешнего и внутреннего трубопроводов при колебании внутреннего упругого трубопровода. Полимерный упругий слой может быть изготовлен из вспененной микропористой маслобензостойкой резины. Для предотвращения обратного движения флюида в скважинное пространство внутренний трубопровод снабжается обратными клапанами 5 шарикового типа.

Предлагаемые способ и устройство позволяют увеличить нефтеотдачу пласта и интенсификацию притока нефти за счет длинноволнового воздействия на нефтяную залежь и уменьшить асфальто-смолисто-парафиновые отложения на стенках трубопровода добывающей скважины за счет способа воздействия и конструкции коаксиального трубопровода, состоящего из внутреннего упругого трубопровода и внешнего трубопровода. В отличие от прототипа во внутреннем упругом трубопроводе происходит импульсная откачка углеводорода, и толщина стенок упругого трубопровода подбирается таким образом, чтобы упругая труба не схлопывалась, не теряла свои упругие свойства и стенки трубы колебались, чтобы не происходило отложений асфальто-смолисто-парафиновых веществ. Для регулирования энергии воздействия ударных волн скважина снабжается дроссельными клапанами, от диаметра отверстий которых зависит величина энергии воздействия на продуктивный пласт и на трубопровод. При увеличении диаметра отверстий дроссельных клапанов величина энергии воздействия на продуктивный пласт возрастает, при этом энергия воздействия на упругий трубопровод уменьшается, и наоборот. Внутри упругой трубы устанавливается спиральный корд в виде пружины, а для предотвращения обратного движения флюида в скважинное пространство внутренний трубопровод снабжается обратными клапанами, например шариковыми. Для достижения лучшего эффекта по уменьшению отложений на стенках добывающей скважины длинноволновым воздействием подбирается резонансная частота упругих волн. Регулирование величины задержки колебаний обеспечивает оптимальную амплитуду колебания упругой трубы, обеспечивающее эффективную очистку труб от АСПО. Дополнительным условием сохранения упругих свойств трубопровода служит откачка углеводородов из пространства между внутренним и внешним трубопроводами и поддерживание одинаковых средних гидростатических давлений во внутреннем трубопроводе и в пространстве между внутренним и внешним трубопроводами.