Способ воздействия на пласт и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к добыче нефти и предназначено для добычи высоковязких пэрэфинистых нефтей и битумов. Цель изобретения - повышение эффективности воздейстоия. Производят генерацию импульсных струй высоковольтными импульсными разрядами в скважинной жидкости с дополнительной подачей окислителя, В качестве последнего подают газ в количестве , необходимом для полного езаимодействия с водородом и ацетиленом, выделившимся из сквэжинной жидкости при высоковольтном импульсном разряде. Устройство для осуществления данного способа содержит дозирующие клапаны 22 с индуционно-динамическими приводами 10- 13, подключенными к генераторам 2-5 импульсных токов, разрядную камеру 15. выполненную в виде отдельных отсеков с коническими соплами 16 на выходе и каналами 21. Последние сообщают сопла 16 каждого из отсеков с емкостью, заполненной окислителем. Клапаны 22 с приводами 10- 13 размещены в каналах 21 и гидравлически связаны с напорным золотником 20. С генераторами 2-5 электрически связаны положительные электроды 6-9. размещенные в каждом из отсеков. Поступающий в отсеки окислитель захватывается струей жидкости, которая разогревается и повышается подвижность нефти. 2 с. п. ф-лы, 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.SU 1б8б877 А1 гя)я Е 21 В 43/25; 43/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР h4; .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ "": .",;:,::;:,I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Патент США ¹ 4074758, кл, Е 21 В

43/25, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1629503, кл. Е 21 В 43/24, 1984. (21) 4006184/03 (22) 13.01.86 (46) 30.12.92. Бюл. V 48 (71) Проектно-конструкторское бюро злектрогидравлики (72) О, Н. Сизоненко, Р. А. Максутов, Д. Н.

Ляпис. П. П. Малюшевский и В. И, Щекин (54) СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ HA ПЛАСТ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к добыче нефти и предназначено для добычи.высоковязких парафинистых нефтей и битумов, Цель изобретения — повышение эффективности воздействия. Производят генерацию импульсных струй высоковольтными импульсными разрядами в скважинной жидкости с дополнительной подачей окислителя.

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано преимущественно при добыче высоковязких парафинистых нефтей, а также битумов.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия.

Способ реализуют в заглушенной углеводородной жидкостью скважине. При высоковольтном пробое жидкости образуется плазменный канал разряда, в который быстро вводится энергия. Быстрое выделение энергии в канале г1риводит к интенсивному расширению плазменного поршня. При этом максимал ьн ые темп ературы в. канале разряда достигают 10 К, что вполне доста4О-92

В качестве последнего подают газ в количестве, необходимом для полного взаимодействия с водородом и ацетиленом, выделившимся из скважинной жидкости при высоковольтном импульсном разряде.

Устройство для осуществления данного способа содержит дозирующие клапаны 22 с индуционно-динамическими приводами 1013, подключенными к генераторам 2-5 импульсных токов. разрядную камеру 15. выполненную в виде отдельных отсеков с коническими соплами 16 на выходе и каналами 21. Последние сообщают сопла 16 каждого из отсеков с емкостью, заполненной окислителем, Клапаны 22 с приводами 1013 размещены в каналах 21 и гидравлически связаны с напорным золотником 20. С генераторами 2-5 электрически связаны положительные электроды 6-9. размещенные в каждом из отсеков. Поступающий в отсеки окислитель захватывается струей жидкости, которая разогревается и повышается подвижность нефти. 2 с, и. ф-лы, 2 ил. точно для разложения жидких углеводородов. В указанных условиях основными продуктами разложения углеводородов являются водород (до 50 Я,) и ацетилен (до

25 — 30 ь).

Интенсивное расширение г1лазменного поршня разгоняет жидкость, заключенную в камере и выбрасывает ее в виде высокоскоростных импульсных струй, которые движутся к пласту с дополнительной энергией, полученной в результате интенсивного газо. выделения. Б момент выхода струи из сопла производят подачу газообразного окислителя в количестве, необхо,;имом для «ro полного взаимодеиствия г водородом и

1686877

> ацетиленом. Это взаимодействие происходи1 в зоне кумулятивной струи, В результате экзотермических реакций выделяетсл дополнительнал энергия, температура движущейся жидкости может возрасти до нескольких тысяч градусов. Струя >кидкости, перемещающаяся с большой скоростью, разрушает породу, вызывает трещины, проникает в поры, значительно разогревает пласт, вызывая тем самым миграцию нефти к забою, Следует также отметить, что в результате реакции ацетилена с окислителем-кислородом выделяется диаксид углерода С02, который в сною очередь благоприятсгвует лучшему вытеснению нефти. Адсорбцил нефтью COz увеличивает. в ней запас упругой энергии и снижает вязкость флюида, Кроме того, СО2, взаимодействуя с минеральной частью коллектора, растворяет отдельные компоненты скелета породы, повышал тем самым ее проницаемость, Второй пробой промежутка и последующие происходят н тай же последовательности.

При этом производится контроль забойной температуры. Причем температура на забое должна поддерживаться максимально допустимой, при которой эксплуатация скважины может еще проводиться на повышенном дебите, например, которую определяют расчетным пугем.

На фиг. 1 — схематично изображена предлагаемое устройство: на фиг. 2 — сечение по R-Л, Устройство содержит корпус 1, в верхнем отсеке которого расположены генераторы 2 — 5 импульсных токов (ГИТ), электрически связанные с поло>кительными электродами 6-9, и индукцианно-динамическими приводами 10-13 и оснопанием 14, являющимся отрицательныги электродам разрлдной камеры 15. В разрядной камере

15 выполнены конические сопла 16 длл выбраса импульсных струй жидкости из отсеков А, Б, В, Г, и отверстия 17 для сообщения ее со скважиннай жидкостью. Длл контроля забойной температуры корпус разрядной камеры 15 снабжен датчиками 18 температуры. Под разрлдной камерой 15 расположена допалнительнал камера 19, снабженнал напорным золотником 20, обеспечива ащим постоянный перепад давленил окислителл с давлением в скважине, сообщающаяся с соплами 16 и каналами 21, в которых расположены дозирующие клапаны 22, управляемые индукцианна-динамическими приводами 10-13, Устройство подключено к пульту 23 управления, установленному на устье скважины, с которого производится включение ГИ Г 1 4 через блок 24 управления ГИТ (БУГ), выход которого соединен с входом блока 25 датчика температуры БДТ.

Способ реализуется с помощью устройства следующим образом, Устройство опускают на кабель-гросе в заглушенную углеводородной жидкостью скважину, На пульте 23 управления включают БУГ 24 и подают питание на электроды

6 — 9 разрядной камеры 15 и индукционнодинамические приводы 10-13, Происходит высоковольтный электрический пробой жидкости, образуется плазменный канал разряда, в который за(60-80) 10 с вводится

15 энергия. Вещество в канале разряда разогревается до температуры (2-4) 10 К, а

4 давление поднимается да (1 — 1,5) 10 УПа. з

При таких температурах происходит разложение жидких углеводородов, в основном

20 выделяетсл водород и ацетилен. Под действием высокого давления канал разряда расширяется, получает сравнительно большие скорости, которые направлены по радиусам. исходящим примерно иэ центральной

25 части разрядного промежутка, разгоняет жидкость, заключенную в камеру, и выбрасывает ее в виде высокоскоростных жидкостных струй. Одновременно с высоковольтным электрическим пробоем

30 срабатывают индукционно-динамические приводы 10-13, открывал дазирующие клапаны 22, и окислитель н требуемом количестве поступает к соплам 16, где захватывается струей жидкости, при этом

35 начинается химическая реакция с дополнительным выделением тепла. Разогретая струя жидкости, насыщенная диаксидом углерода. со скоростью 1500-2000 м/с проникает в пласт, разрушает породу, 40 разогревает пласт. Второй и последующие пробои промежутка происходят в тай же последовательности и да мамента. пока гемпература на забое не установится на уровне максимальна допустимой темпера45 туры. при которой эксплуатация скважины может еще проводиться на повышенном дебите, которая была определена заранее, например, расчетным путем. В этот момент сигнал с датчика 18 температуры поступает

50 вблок 25 датчика темпе,ратуры,,который передает сигнал B БУГ 24 и производит OTKllloчение ГИТ. П ри необ>:одимости производится паинтернальная обработка приэабойной зоны продуктивного пласта, 55 Пример конкретного осус ествления способа применительно к гипотетическому месторождению.

Скважина заглушена углеводородной жидкостью. Производит расчет количества окислителя (кислорода), необходимого для

168Fin 17 полного взаимодействия с водородом и ацетиленом..

Масса углеводородной жидкости. заполняющей полость камеры

А=15,4 г гпн =77 r (507ь)

m(-, I-1>3,8 с (25 )

2С2Н2+502-+ 4 C02i 2 Н20 <600 ккал

2Мс н,=2 26 г--52 г

2М02=Ь 16 г=80 T гпг) для полного взаимодействия с . С2Н2,6 r

2Н2+02.1 2НрО+133 ккал пгг(,, для полного взаимодействия с Н)

2Мй,=2 2г=-4 г, Мо2=16 г

MI>> для полного взаимодействия с

Hz=30,8 г

В сумме для полной реакции необходимо по 37 г 02 ввести в полости А, Б, В, Г, Через зарядное устройства (условно не показано) заполнением сжиженным кислородом камеру, Вязкость безпарафинистой нефти в начальных пластовых условиях(пластовая температура T =40" С) до обработки,,и=300 мПА с, дебит жидкости до обработки

0,=-1 м /сут. з

По известным методикам определя(от расчетную вязкость и дебит в зэвисимости от температуры

Температура, С 40 100 150 256

Вязкость, мПА с 300 QO 69 56

Дебит жидкости, м /сут 1.0 2,2 2,53 2,8

Средний в интервале температуры 40—

260 С дебит скважины. определенный графическим интегрированием этой зависимости, равен 0< =-2,05 м /сут, Максимально допустимая температура, при которой эксплуатация скважины может еще проводиться на повышенном дебите

Т=90ОС.

Устройство спуска(от B забой скважины на кабель-тросе.

Во время спуска устройства полости А, Б, В; Г разрядной rэмеры 15 заполняются через отверстия 17 у<леводородной жидкостью, На пульте 23 управления включают

БУГ 24 и подают питание на электроды 6 — 9 и индукционно-динамические приводы 10—

13. Происходит высоковольтный электрический пробой жидкости, образуется плазменный камал разряда, в который за 70> (10 с вводится энергия 7.5 кДж, Вещество

s канале разряда разогрева»тся до 3 ° 10

К, а давление поднимается дп 1,2 ° 10 МПа, такая температура flp(1Bof)11(к раэлож»нию

ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ЯЫДЛЛЯ » I СЯ ВОДОРОД и ацетилен. Канал разряда под действием высокого давления раси(ир .((;B и разгоня5

40 ста. Использование напорного золотника и

50 энергии, э следовательно, повысить эффекTNBHOCTb ВОЗДЕйСтВИЯ IIB IIIIBCT.

eT ж .1Дк()Г ГЬ, ЭаКЛЮЧЕННУ П Л n. . Я i; I

Г р 1эпллнОЙ кал1»ры 15, (>Д «ir I M(l(((п (. в((г о I . I) B()л ьтн ы м эл р к (р(1 (е к(> 1 и (гt! )(1! и сра .::(ывак)г индукционно д, приводы 10 -13, открывая до.н(п кI«I(1i (ла(1аны 22, и окислитель B количеств(. 37 г поступает в полости А, b. R, Г к соплам 16, где захватывается струей жнл",i(.1(При этом нэчинак)тся экзотерми(х:к«е ргакц((..

2СзН2+50 +4С02(2НгО {!0<2 ккал

2Н) IOg+2Hg0<133 ккал.

Разогретая струя жидкост(л. насыщенная диоксидом углерода, c0 (.Кор(«-ть(о .800 и/с проникает в пласт. Г1ри этом г(пpr)да разрушается, пласт разогрева»тел, (то приводит к повьцпению пода(1жнпсти нефти. Диоксид углерода адсорбиру» ся на поверхности смол, не успевает оторлэтьгя от них и выделиться из упругой c(1(:r»MI-!. При постепенном расширении гага э(!ер((1я его производит полезную работу по продвижению нефти B пласте. Кроме того. (,г2, взаимодействуя с минеральной частью коллектора, растворяет отдель(<ые компоненты скелета породы, повышая гем самым ее проницаемость.

По достижении температуры 90"С гpB батывает датчик 18 температуры, <..и(пал поступает в БДТ 25, который передает си(нэл в БУГ 24 и производит отключе(н1е ГИТ.

В результате проведенной операции увеличивается приток нефти в ск)ажину. По

cpBBIIpIfI1Io с известным предлагаемый способ воздействия на пласт и усгройство для его осуществления позволяют г(о((lcl1TB эффективно Tb воздействия на пласт с высоковяэкими нефтями зэ г. (е(закачки горячих струй жидкости с диоксидо(1 углерода в глубь пласта, что улучшает обработку плэдозирук)(цих клапанов, снабженнь(х индукционно-динамическими приводами, работающил1и n T ГИ1. пгз вол я ет синхрониэировэгь подачу окисл(1теля с выходом струи из сопла и доэи(рог(а)ь количесТВо or,I1c

Ф()I)My

1. Способ воздействич нэ пласт Bv(II()÷ýющий генLpBö(1IO импульснь(х стру 1 яыс(!Ковольтнь<л(и импульгны 1и разрядам(1 в

CKBBæI,IIBîII жидкости, с д()полни.(..ль((ой пода lcil окислителя, о T л (1 ч э ю гц (1 Г1 с я тем, что, с целью повьн I»!

1ЩЯ17

И) -9

-Ó7

22 .:. 7У(®5 г i. в оли есгве, необходимом для полного лимодейсгвия с водородом и ацетиленом, выделившимся из скважинной жидкости

«ри высоковольтном импульсном разряде.

2. Устройство для воздействия на пласт, содержащее разрядную камеру с положигельными и отрицательными электродами и напорный золотник, установленный на выходе емкости, заполненной окислителем и связывающий ее с разрядной камерой, генератор импульсных токов, соединенный с электродами, и датчик температуры, о т л ич а ю щ е е с я тем. что, оно снабжено дозирующими клапанами с индукционнодинамическим приводом, подключенным к генератору импульсных токов, разрядная камера выполнена в виде отдельных отсе5 ков с коническими соплами на выходе и каналами, сообщающими комические сопла каждого иэ отсеков с емкостью, заполненной окислителем, при этом доэирующие клапаны с индукционно-динамическим при10 водом размещены в каналах отсеков и гидравлически связаны с напорным золотником, а положительные электроды размещены в каждом иэ отсеков.

Составитель И.Лопакова

Редактор T.Êóðêîâà Техред М,Моргентал Корректор В,Гирняк

Заказ 572 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно издатепьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101