Результат интеллектуальной деятельности: Способ газодинамической обработки пласта

Способ газодинамической обработки пласта относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использован для интенсификации притока флюида.

Применение газогенерирующих устройств для воздействия на пласт началось в СССР в 60-х годах. После сжигания заряда в газогенераторе пороховые газы под высоким давлением и температурой, расширяясь, разрывают пласт и образуют коллекторе не смыкающиеся трещины (Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам под ред. Н.Г. Григоряна, М., Недра, 1982, с. 104). На этом принципе основаны многочисленные технические решения, направленные на все лучшее использование энергии взрыва для стимуляции скважин.

Известен способ газодинамического разрыва пласта, включающий спуск в скважину секционного устройства в виде кольцевых пороховых зарядов в каждой секции с заданным расстоянием между секциями, пусковыми воспламенителями, установленными в центральном канале каждой секции, сжигание каждой из секций, начиная с нижней, в заданное время с использованием пульта управления (патент RU 2030569, 10.03.1995).

В соответствии с известным решением, сжигание каждой из последующих секций осуществляют к моменту достижения максимальной величины давления в зоне обрабатываемого пласта. Расстояние между секциями выбирают из условия предотвращения самопроизвольного воспламенения зарядов последующих секций от горения предыдущей. После сгорания зарядов нижней секции, к моменту завершения движения столба жидкости вниз по скважине и достижения при этом максимальной величины давления в зоне обрабатываемого пласта, осуществляют поджигание зарядов последующей секции путем подачи электрического импульса по соответствующей жиле к находящемуся в данной секции пусковому воспламенителю. Сгорание зарядов каждой последующей секции ведет к повышению давления разрыва пласта и увеличению размеров трещин.

Условием применения данного способа является необходимость синхронизации воспламенения зарядов секций с движением столба жидкости и временем достижения максимального давления в скважине. Ошибка в определении времени может значительно уменьшить эффективность газодинамического воздействия на пласт, также велика вероятность повреждения вышерасположенных зарядов при пульсации газового пузыря и столба жидкости.

Известны (promperforator.ru) комплексные аппараты воздействия, спускаемые на НКТ, например, разработанный ООО «Промперфоратор» АКВ «Пласт-С-Т», совмещающий вторичное вскрытие пласта кумулятивными зарядами и одновременно его стимуляцию продуктами горения внутренних и наружных газогенерирующих зарядов (ГГЗ). Однако, его применение в скважинах, заканчиваемых фильтром или с высокой плотностью предыдущей перфорации, не целесообразно из-за опасности разрушения фильтра (колонны) дополнительными отверстиями.

Известен,  принятый за прототип, «Способ газодинамического разрыва пласта» (RU 2  485 307, 20.06.2013).Способ включает сборку генератора давления в виде группы цилиндрических зарядов твердого топлива с центральными сквозными каналами, спуск генератора давления в скважину, установку генератора давления на заданной глубине скважины, подачу сигнала на воспламенение зарядов снизу и разрыв пласта. При этом предварительно в существующей обсадной колонне скважины плотность перфорации обеспечивают в 30-45 отверстий на погонный метр, сборку генератора давления осуществляют из трех групп зарядов твердого топлива с расположением зарядов первой группы ниже зарядов второй и третьей групп, устанавливают генератор давления в скважине над интервалом перфорации таким образом, что отношение расстояния между верхней границей перфорации и нижним зарядом первой группы к длине интервала перфорации составляет величину в пределах 0,3-0,6. Первая группа зарядов имеет заряд с воспламенителем и суммарную расчетную массу всех зарядов, обеспечивающую возможность воспламенения вышерасположенных зарядов второй группы с развитой поверхностью горения и газовыделением при горении, которое обеспечивает раскрытие существующих вертикальных трещин в пласте и инициирование горения зарядов третьей группы, обеспечивающих необратимую деформацию горных пород пласта с образованием остаточной вертикальной трещины.

Но, данным способом невозможно обработать разнесенные продуктивные пласты за один спуск.

Задачей является более эффективное использование энергии взрыва для интенсификации притока флюида за один спуск.

Задача решена за счет способа газодинамическоой обработки пласта, включающего сборку генератора давления, в виде группы газогенерирующих зарядов твердого топлива с центральными сквозными каналами, спуск на подвеске в скважину на заданную глубину, подачу сигнала на воспламенение зарядов, при этом, газогенерирующие заряды разделяют на, устанавливаемые напротив продуктивных пластов, группы, каждую группу газогенерирующих зарядов снабжают собственной инициирующей головкой; в каждой группе, ближайший к последующей инициирующей головке заряд, помещают в корпус, выполняемый без отверстий для выхода газов на боковой поверхности и с отверстиями в торцах; инициирование первой головки производят принудительно механически или гидравлически, а инициирование последующих головок происходит от воздействия давления продуктов горения предыдущей группы газогенерирующих зарядов; часть зарядов, ближайших к последующей инициирующей головке, составляет не менее 0,1 от общей массы своей группы зарядов; в качестве подвески применяют колонну труб НКТ.

Разделение газогенерирующих зарядов на, устанавливаемые напротив продуктивных пластов, группы, снабжение каждой группы газогенерирующих зарядов собственной инициирующей головкой позволяет, за счет суперпозиции импульсов давления от горения каждой группы обеспечить последовательное воздействие на несколько продуктивных пластов для интенсификации притока флюида за один спуск.

Помещение в корпус, выполняемый без отверстий для выхода газов на боковой поверхности и с отверстиями в торцах, ближайших к последующей инициирующей головке зарядов в каждой группе, увеличивает внутри НКТ осевую составляющую поля давлений, образуемого при горении газогенерирующих зарядов и увеличивает давление на следующую инициирующую головку следующей группы зарядов.

Данный способ позволяет обеспечить более эффективное использование энергии взрыва с большей надежностью, что ведет к повышению фильтрационно-емкостных свойств нескольких разнесенных пластов за один спуск.

Способ газодинамической обработки пласта подтвержден чертежами, где

на фиг. 1 показана схема расположения газагенерирующих зарядов для газодинмической обработки скважины с несколькими разнесенными пластами, на фиг.2 – вид по А, схема расположения инициирующей головки и ближайшего к головке заряда, помещаемого в отдельный корпус.

На фиг.1, 2 изображены газагенерирующие заряды 1, инициирующая головка 2, корпус 3 ближайшего к последующей инициирующей головке заряда, боковые перфорационные отверстия 4 для выхода газов, отверстия 5 в торце для инициирования головки последующей группы зарядов.

Способ газодинамической обработки пласта реализуют следующим образом.

Газагенерирующие заряды 1 для газодинмической обработки скважины с несколькими разнесенными пластами, делят на соответствующее количеству пластов количество групп. Каждую группу газогенерирующих зарядов снабжают собственной инициирующей головкой 2.

В каждой группе, ближайший к последующей инициирующей головке заряд, помещают в корпус 3, выполняемый без отверстий для выхода газов 4 на боковой поверхности и с отверстиями в торцах 5 для увеличения осевого давления внутри НКТ.

Готовую сборку, состоящую из соответствующего количеству пластов групп газогенерирующих зарядов, спускают на НКТ в скважину. Размещение групп газогенерирующих зарядов 1 напротив перфорационных отверстий 4 необходимо для эффективного воздействия на коллектор, поскольку сжигание газогенерирующих зарядов вне интервала перфорации образует менее протяженные трещины и создает опасность разрушения колонны.

После окончания процесса позиционирования производят инициирование первой головки 2 механически, например, спуском штанг, продавливанием в НКТ шара, или гидравлически.

Часть зарядов 1 групп, ближайших к последующей инициирующей головке 2, составляет не менее 0,1 от общей массы своей группы зарядов, что увеличивает внутри НКТ осевую составляющую поля давлений, образуемого при горении газогенерирующих зарядов и увеличивает давление на следующую инициирующую головку 2 следующей группы зарядов.

Таким образом, инициирование последующих головок происходит от воздействия давления продуктов горения предыдущей группы газогенерирующих зарядов 1, а за счет суперпозиции импульсов давления от горения каждой группы, обеспечивают последовательное воздействие на несколько продуктивных пластов, что ведет к повышению фильтрационно-емкостных свойств нескольких разнесенных пластов за один спуск.

Техническим результатом является повышение фильтрационно-емкостных свойств нескольких разнесенных пластов за один спуск.