Устройство для импульсного воздействия на пласт

 

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано для интенсификации разработки рыхлых полезных ископаемых через скважины, в геолого-разведочной отрасли для раскольматации прискважинной зоны, в нефтедобывающей промышленности для увеличения подвижности нефти в пласте. Устройство для импульсного воздействия на пласт включает колонну агентоподающих труб, состоящую из секций, разделенных седлами под сбросовые клапаны. Диаметр отверстия каждого нижнего седла меньше диаметра вышерасположенного. Концентрично каждой секции агентоподающих труб установлена обводная труба, образующая своей внутренней поверхностью с внешней поверхностью агнетоподающей трубы кольцевую полость. В каждой секции агентоподающей трубы выполнены вводные материалы, размещенные под ее седлом, и выходные каналы, размещенные над седлом смежной нижерасположенной секции. Каналы сообщают кольцевую полость обводной трубы с внутренней полостью секции агентоподающей трубы. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к технике горнодобывающей отрасли для интенсификации разработки рыхлых полезных ископаемых через скважины, к геологоразведочной отрасли для раскольматации водозаборной (водопоглощающей) прискважинной зоны и к нефтедобывающей промышленности для увеличения подвижности нефти в каналах пласта.

Известно устройство для гидроразрыва пласта, включающее колонну насосно-компрессорных труб и пакер. В колонне труб установлены седла под сбрасываемые клапаны, причем диаметр вышерасположенного седла больше предыдущего. В пакере установлен обратный клапан, сообщающий подпаркерное пространство с надпакерным [1] В известной конструкции затруднена фиксация между импульсами определенных промежутков времени.

В другой конструкции добычного снаряда, имеющей на внутренней поверхности нижней части агентоподающей колонны труб седла под сбрасываемые клапаны для регулирования определенных промежутков времени между импульсами и создания благоприятных условий опережающего движения струй агента относительно бросового клапана после выдавливания последнего из отверстия седла, увеличена площадь сечения канала агентоподающих труб относительно площади сечения бросового клапана; каналы седел выполнены наклонными; между седлами агентоподающие трубные секции снабжены ограничителями шаров, которые выполнены в виде перфорированной винтовой трубы, соединяющей каналы седел; ограничители шаров, укрепленные на внутренних стенках агнетоподающих труб, выполнены наклонными и расположены в одной вертикальной плоскости [2] Несмотря на увеличение зазоров между бросовыми клапанами и внутренними стенками секций агентоподающих труб увеличение длины траекторий движения бросовых клапанов относительно пути движения агента достигнуть строго выдержанных по величине промежутков времени между гидроимпульсами в известной конструкции практически затруднено.

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности работы импульсного воздействия на пласт путем гидравлического торможения движения бросовых клапанов при их продавливании и вылете из отверстий седел и установления строго фиксированных промежутков времени между импульсами. Это особенно важно при применении коротких секций агентоподающих труб, при использовании которых передача импульсов в виде гидроударов в скважину и далее вглубь коллектора особенно результативна.

Указанная цель достигается тем, что устройство для импульсного воздействия на пласт включает колонну агнетоподающих труб, состоящую из секций, разделенных седлами под бросовые клапаны.

Диаметры отверстия каждого нижнего седла меньше вышерасположенного. Концентрично каждой секции агентоподающих труб установлена обводная труба, образующая своей внутренней поверхностью с внешней поверхностью агентоподающей трубы кольцевую полость. В каждой секции агентоподающей трубы выполнены вводные каналы, размещенные под седлом, и выходные каналы, размещенные над седлом смежной вышерасположенной секции. Каналы сообщают кольцевую полость обводной трубы с внутренней полостью секции агентоподающей трубы.

Диаметр каждого из указанных вводных и выводных каналов выполняется меньше внутреннего диаметра секций агентоподающих труб, но в сумме вводные и выводные отверстия имеют сечение больше, чем каналы этих секций. Сечение каждой кольцевой полости между обводной и агентоподающей трубами также больше, чем суммарное сечение отдельно взятых вводных и выводных каналов.

На фиг. 1 представлено предложенное устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 нижняя секция устройства с регулирующим клапаном; на фиг. 3 - изображено сечение устройства фиг. 1 по I-I.

Устройство включает колонну агнетоподающих труб 1, в нижней части состоящую из секций 2 с внутренними полостями 3.

Секции 2 разделены седлами 4 под бросовые клапаны 5 из упругого материала. Диаметр отверстий 6 каждого нижнего седла меньше вышеописанного. Концентрично каждой секции агентоподающих труб 2 установлена обводная труба 7, образующая с агентоподающей трубой кольцевую полость 8. В каждой секции агентоподающей трубы выполнены вводные каналы 9, размещенные под ее седлом 4, и выводные каналы 10, размещенные под седлом 4 смежной нижерасположенной секции. Концы агентоподающих и обводных труб имеют с седлами 4 герметичные соединения. Вводные 9 и выводные 10 каналы сообщают кольцевую полость 8 каждой обводной трубы 7 с внутренней полостью 3 соответственно секции агентоподающей трубы. На обводной трубе 7 нижней секции может быть установлена пакер 11 с регулирующим клапаном 12.

Устройство работает следующим образом. В скважину опускают колонну труб 1 с секциями агентоподающих 2 и установленными на них концентрично обводными 7 трубами, разделенными седлами 4. После перекрытия пакером скважины извлекают из скважины жидкость (например, эрлифтированием). Далее в трубы 1 опускают бросовый клапан из упругого материала, который имеет диаметр несколько больший, чем отверстие верхнего седла 4.

Затем трубы 1 заполняют жидкостью для создания гидроударного импульса. После заполнения колонны труб 1 жидкостью на верхнее седло 4 с клапаном 5 создается гидравлическое давление, равное высоте столба жидкости.

В верхней части колонны 1 сжатия и газом (двуокисью углерода азотом или воздухом) создается избыточное давление для продавливания бросового клапана 5 через отверстие 6 верхнего седла 4.

Таким образом осуществляется гидроудар на пласт динамической силой падающего столба жидкости. Ввиду того, что бросовый клапан 5 под действием действующих на него сил продавливается во внутреннюю полость 3 первой секции агентоподающих труб 2 малого сечения с большим гидравлическим сопротивлением, движение последнего замедляется. В свою очередь агент (продавочная жидкость), испытывая сравнительно меньшие гидравлические сопротивления при движении через вводные каналы, кольцевую полость обводной трубы с большой скоростью устремляется в полость 3 нижерасположенных секций агентоподающих труб.

При этом в скважину и прискважинную зону передается гидравлический удар. Далее бросовый клапан устанавливается на второе сверху седло и под действием гидравлического давления, создаваемого столбом жидкости в агентоподающих трубах и закачиваемого компрессором газа, вторично продавливается в следующую полость секции агентоподающей трубы. При этом гидравлический удар повторно передается в скважину и прискважинной зоне.

Таким образом продавливание одного бросового клапана через все секции агентоподающих труб создает низкочастотное импульсное воздействие на приемную, поглощающую часть скважины, способствующее увеличению проницаемости пласта.

В процессе удара жидкости о забой сжатый газ освобождается через клапан 12 пакера 11. Если после продавливания через устройство нескольких шаров разрыв пласта не дался и его проницаемость не повысилась, то скважину освобождают от жидкости и весь процесс импульсного воздействия повторяют.

Экономическая эффективность применения предлагаемого изобретения заключается в экономии энергии поверхностного оборудования, повышении силы и частоты гидродинамического воздействия на забой и приемную часть скважины, а создание строго периодического воздействия на горный массив коллектор полезных ископаемых. При этом значительно интенсифицируется добыча полезных ископаемых.

Формула изобретения

1. Устройство для импульсного воздействия на пласт, включающее колонну агентоподающих труб, состоящую из секций, разделенных седлами под бросовые клапаны, причем диаметр отверстия каждого нижнего седла меньше диаметра вышерасположенного, отличающееся тем, что концентрично каждой секции агентоподающих труб установлена обводная труба, образующая с агентоподающей трубой кольцевую полость, и в каждой секции агентоподающей трубы выполнены вводные каналы, размещенные под ее седлом, и выходные каналы, размещенные над седлом смежной нижерасположенной секции, для сообщения кольцевой полости обводной трубы с внутренней полостью секции агентоподающей трубы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр каждого из вводных и выходных каналов меньше внутреннего диаметра секций агентоподающих труб, но в сумме вводной и выходной каналы имеют сечение больше, чем сечение канала этих секций, а сечение кольцевого канала между секциями агентоподающих труб и обводных труб равно или больше, чем суммарное сечение вводных и выводных каналов соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3