Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к добыче нефти. Обеспечивает повышение эффективности добычи нефти. Сущность изобретения: способ включает перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие на призабойную зону скважины непосредственно в момент окончания перфорации скважины с отбором скважинной жидкости в имплозионную камеру напротив сформированных при перфорации отверстий. Объем имплозионной камеры и корпуса перфоратора принимают в соотношении (3-12): 1 соответственно. После имплозионного воздействия на пласт производят разрыв пласта давлением, превышающим давление гидроразрыва пласта. Для этого запускают термогазогенератор. При горении топлива выделяется газ, который попадает в корпус перфоратора и направленными струями по предварительно сформированным перфорационным каналам воздействует на перфорационные каналы в пласте. После этого разрывают пласт энергией фазового взрыва. Для этого горячими направленными струями газа нагревают жидкость в перфорационных каналах в пласте и призабойной зоне скважины с образованием метастабильной жидкости. В момент окончания работы термогазогенератора создают кратковременную глубокую депрессию с помощью имплозионной воздушной камеры с управляемым клапаном. Перепадом давления воздействуют на метастабильную жидкость. В результате осуществляют взрывное кипение перегретой метастабильной жидкой фазы и освобожденной энергией воздействуют на каналы в пласте и трещины между ними, увеличивая и создавая новые направленные трещины, соединяющие перфорационные каналы в пласте в единую трещину. Оценивают эффект воздействия на пласт, разрыва пласта, характер работы устройства по данным непрерывной регистрации во времени параметров давления и температуры. Расположение прибора в скважине выбирают с помощью локатора муфт. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к средствам для добычи нефти.

Известны способы воздействия на призабойную зону пласта для повышения притока, в которых для образования трещин используется сила взрыва порохового заряда в стволе скважины [1] . При взрыве заряда, установленного в скважине против продуктивного пласта, образуется каверна, увеличивающая диаметр скважины, и сеть трещин, расходящихся от скважины в радиальном направлении (гидроразрыв пласта).

Этот метод не всегда дает ожидаемый эффект и часто приводит к повреждению цементного камня или обсадной колонны. Кроме того, при использовании быстрогорящих зарядов образуются вертикальные трещины, которые иногда не имеют сообщения с зоной перфорации, что значительно снижает эффект.

Известно устройство для разрыва пласта, включающее термогазогенератор с зарядом из горючего материала и камерой догорания с сопловидными отверстиями. Устройство имеет две имплозионные воздушные камеры, соединительную муфту и датчики. Имплозионные камеры имеют управляемые клапаны для изоляции имплозионных камер от окружающей среды и клапан для стравливания воздуха. Соединительная муфта выполнена со сквозными щелями, размещена между имплозионными камерами и обеспечивает возможность сообщения через нее и управляемые клапаны окружающей среды с имплозионными клапанами в рабочем положении устройства. Датчики служат для измерения давления и температуры. Они расположены внутри и снаружи имплозионных камер. Кроме этого, устройство имеет баллон с кислотой или наполнителем [2] . Устройство на каротажном кабеле опускают в скважину, устанавливают против интервала, подвергаемого обработке. Запускают пороховой заряд, при горении которого выделяется газ, который заполняет камеру догорания, а после достижения гидростатического давления начинает истекать в скважину через сопловидные отверстия, суммарная площадь которых выбрана таким образом, чтобы давление газа в скважине превышало давление гидроразрыва пласта. После окончания работы термогазогенератора устройство опускают и устанавливают соединительную муфту против интервала обрабатываемого пласта. Открывают управляемый клапан. В результате большого перепада давления между атмосферным в имплозионных камерах и в пласте получается как бы резкий "хлопок", который способствует очищению пласта и перфорационных отверстий от продуктов термического воздействия, а вслед за этим действует гидродинамический удар всего столба жидкости на стенки скважины, в результате чего пластовый флюид с расплавленными и растворенными асфальтагенами и обломками породы через сквозные радиальные щели затягиваются в имплозионную камеру.

Использование этого устройства доказало высокую эффективность его применения. Так как газ вытекает через сопловидные отверстия камеры догорания, то давление воздействует на обсадную колонну, цементное кольцо и только часть давления воздействует непосредственно на обрабатываемый пласт. Кроме того, если прибор не будет установлен непосредственно напротив интервала перфорации, то воздействие давления будет направлено только на обсадную колонну и цементное кольцо, что может привести к нарушению скважины.

Известны работы, посвященные исследованию процессов, связанных с реализацией состояния метастабильной жидкости и ее взрывного перехода в стабильное двухфазное состояние (фазовый взрыв) [3, 4] . Кипение воды в сосуде - это процесс образования и роста пузырьков пара на готовых центрах (воздушные пузырьки, неровности стенок сосуда). Поскольку число центров, а значит, и число пузырьков мало, само кипение протекает спокойно. А при отсутствии таких центров вообще вода не закипела бы не только при 100, но и при 200^oС. Дело в том, что возникновение пузырьков пара в "бездефектной" жидкости при ее небольшом перегреве запрещено законами термодинамики. На пути роста пузырька стоит фазовый барьер - работа образования "жизнеспособного" зародыша пара. Барьер может быть преодолен при случайном локальном разрежении жидкости за счет теплового движения ее молекул (флуктуации плотности). При небольшом перегреве энергии флуктуации не хватает для этого, и пузырьки пара не возникают. Однако при увеличении перегрева величина барьера снижается и в окрестности спинодали сравнивается с энергией флуктуации. Область существования метастабильной жидкости заключена между бинодалью (линия насыщения) и ветвью спинодали, соответствующей переходу жидкости в пар. Бинодаль определяется условием равенства химических потенциалов жидкости и ее насыщенного пара. В такой области температур и давления пузырьки могут возникать в любой точке объема жидкости, и частота их спонтанного (самопроизвольного) образования составляет миллиарды зародышей за секунду в кубическом сантиметре. При пересечении спинодали происходит потеря гермодинамической устойчивости жидкой фазы, ее дальнейшее существование в метастабильном состоянии становится невозможным, и она через взрыв переходит в двухфазное состояние. Взрывной переход метастабильной жидкости в двухфазное состояние - взрывное кипение перегретой метастабильной жидкой фазы будем называть фазовым взрывом. Он идет за счет тепла, которое было введено в жидкость при ее перегреве от точки кипения до околоспинодальной точки взрывного кипения. В процессе взрыва 40-50% жидкости превращается в пар, а остальная ее часть распыляется на мелкие капельки.

Импульсный нагрев отнюдь не единственный способ реализации такого процесса. Для получения фазового взрыва воды ее нагревают в прочном баллоне (под давлением) до околоспинодальной температуры (280-379^oС), после чего сбрасывают давление: она взрывообразно закипает. Энергия взрыва кубометра воды с температурой 300^oС эквивалентна энергии взрыва 15 кг тротила. Поэтому, чтобы соблюсти безопасность энергетических агрегатов, и должен быть обеспечен такой режим их работы, который исключал бы возможность фазового взрыва воды. Это требование относится в первую очередь к паровым котлам ТЭС и теплообменным контурам АЭС.

За прототип может быть выбран способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления [5] . Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины, включающий перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие на призабойную зону скважины непосредственно в момент окончания перфорации скважины. При имплозионном воздействии осуществляется отбор скважинной жидкости в имплозионную камеру напротив сформированных при перфорации отверстий. При этом очищается призабойная зона пласта от кольматирующих элементов и от корочки запекания, которая образуется в сформированных перфорационных каналах в обрабатываемом пласте. Устройство для его осуществления включает полый корпус с заглушенными отверстиями и размещенные в нем кумулятивные заряды, устройства для их срабатывания (детонирующий шнур, взрывной патрон, электропривод, соединяющий взрывной патрон через кабельную головку с бронированным кабелем) и имплозионную камеру, внутренняя поверхность которой соединена с внутренней полостью корпуса, причем соотношение объемов имплозионной камеры и корпуса составляет (3-12): 1 соответственно.

Применение способа доказало его эффективность. Но не всегда достигается ожидаемый эффект - получение из скважины дополнительного притока нефти. В призабойной зоне скважины образуется мощная зона кольматации, которую не всегда можно пройти с помощью перфорационных зарядов. Кроме того, перфорационные каналы имеют небольшую площадь, быстро забиваются кольматирующим материалом. Для стабильного притока нефти из пласта необходимо, чтобы площадь вскрытия пласта была достаточно большой. При использовании данного изобретения энергетики для разрыва пласта недостаточно.

Техническим результатом изобретения является повышение его эффективности за счет дополнительного извлечения нефти. Необходимый технический результат достигается тем, что в способе перфорации и обработки призабойной зоны скважины, включающем перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие на призабойную зону скважины непосредственно в момент окончания перфорации скважины с отбором скважинной жидкости в имплозионную камеру напротив сформированных при перфорации отверстий, а объем имплозионной камеры и корпуса перфоратора принимают в соотношении (3-12): 1 соответственно, согласно изобретению после имплозионного воздействия на пласт производят разрыв пласта давлением, превышающим давление гидроразрыва пласта, для этого запускают термогазогенератор, при горении топлива которого выделяется газ, который попадает в корпус перфоратора и направленными струями по предварительно сформированным перфорационным каналам воздействует на перфорационные каналы в пласте, после этого разрывают пласт энергией фазового взрыва, для чего горячими направленными струями газа нагревают жидкость в перфорационных каналах в пласте и призабойной зоне скважины с образованием метастабильной жидкости, в момент окончания работы термогазогенератора создают кратковременную глубокую депрессию с помощью имплозионной воздушной камеры с управляемым клапаном для изоляции камеры от окружающей среды, установленной выше интервала пласта на таком расстоянии, чтобы перепад давления воздействовал на метастабильную жидкость и в то же время не извлек ее из пласта, в результате чего осуществляют взрывное кипение перегретой метастабильной жидкой фазы и освобожденной энергией воздействует на каналы в пласте и трещины между ними, увеличивая и создавая новые направленные трещины, соединяющие перфорационные каналы в пласте в единую трещину, оценивают эффект воздействия на пласт, разрыва пласта, характер работы устройства по данным непрерывной регистрации во времени параметров давления и температуры, а расположение прибора в скважине выбирают с помощью локатора муфт.

Кроме того, для создания направленной винтообразной трещины по всей мощности вскрываемого интервала пласта используют перфоратор, изготовленный из стали высокой прочности с отверстиями для кумулятивных зарядов, расположенных по корпусу в винтообразном порядке по сгущенной сети, создают перфорационные каналы в пласте, расположенные в винтообразном порядке по сгущенной сети, воздействуют на ослабленные после перфорации зоны пласта давлением и энергией фазового взрыва.

При этом в устройстве для перфорации и обработки призабойной зоны скважины, включающем полый корпус с заглушенными отверстиями, размещенные в нем кумулятивные заряды и устройство для их срабатывания и имплозионную камеру, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью корпуса перфоратор, причем соотношение объемов имплозионной камеры и корпуса составляет (3-12): 1 соответственно, согласно изобретению оно снабжено термогазогенератором, установленным выше корпуса перфоратора, присоединенного при помощи соединительного узла, в котором закреплена решетка с заглушенными отверстиями, причем характеристику заряда и суммарную площадь отверстий в решетке выбирают так, чтобы обеспечить давление гидроразрыва пласта, созданное струями горячих пороховых газов, направленных из корпуса перфоратора по предварительно сформированным перфорационным каналам непосредственно в перфорационные каналы в пласте, для чего устройство снабжено центраторами, время работы термогазогенератора и характеристики заряда выбраны так, чтобы обеспечить нагрев скважинной жидкости в перфорационных каналах в пласте и возле перфоратора до околоспинодальной температуры с образованием метастабильной жидкости, к верхнему концу корпуса термогазогенератора присоединена имплозионная воздушная камера с управляемым клапаном для изоляции камеры от окружающей среды, с рассекателем и клапаном для стравливания воздуха, предназначенная для воздействия на метастабильную жидкость резким сбросом давления, устройство снабжено блоком контроля, включающим в себя датчики давления и температуры для оцифровывания показаний в блоке электроники и их передачи по каротажному кабелю на поверхность, и локатором муфт.

Сущность изобретения заключается в том, что скважину перфорируют корпусным кумулятивным перфоратором, при котором пробивают каналы в колонне, цементном кольце и в обрабатываемом пласте. Непосредственно в момент окончания перфорации осуществляют имплозионное воздействие на призабойную зону скважины с отбором скважинной жидкости в имплозионную камеру напротив сформированных при перфорации каналов в пласте. При этом происходит очистка призабойной зоны пласта от кольматирующих элементов, а перфорационных каналов от корочки запекания и др. Выбор объемов имплозионной камеры обусловлен так, чтобы суммарный объем имплозионной камеры не менее чем в три раза превышал объем сформированных перфорационных каналов, т. к. только при таком соотношении возможно обеспечить воздействие на пласт, достаточное для очистки каналов.

После имплозионного воздействия на пласт производят разрыв пласта давлением, превышающим давление гидроразрыва. Для этого поджигают заряд термогазогенератора одновременно с запуском перфоратора. При горении заряда выделяется газ, который заполняет корпус термогазогенератора. К моменту заполнения камеры перфоратора скважинной жидкостью термогазогенератор выходит на режим - горячий газ попадает в корпус перфоратора и струей под большим давлением истекает из отверстий перфоратора, открывшихся при срабатывании кумулятивных зарядов по предварительно проделанным перфорационным каналам непосредственно в перфорационные каналы в пласте. Давление в перфорационных каналах в пласте определяется давлением торможения газового потока с учетом тепловых потерь. Поэтому важно, чтобы струи газа были направлены непосредственно в предварительно проделанные отверстия в пласте. Для этого устройство снабжено центраторами, исключающими перемещение устройства относительно обсадной колонны.

Суммарный размер отверстий в решетке и отверстий для кумулятивных зарядов в корпусе перфоратора и характеристики заряда выбирают так, чтобы давление струи газа превышало горное. Когда давление, оказываемое на перфорационные каналы в пласте, будет превышать давление гидроразрыва, произойдет разрыв пласта. Так как давление между перфорационными каналами в пласте ослаблено, поэтому первичные трещины образуются между ними.

Кроме того, время работы термогазогенератора и характеристики заряда выбирают так, чтобы обеспечить импульсный нагрев жидкости в перфорационных каналах в пласте и в призабойной зоне пласта с образованием метастабильной жидкости, область образования которой заключена между бинодалью (линия насыщения) и ветвью спинодали, соответствующей переходу жидкости в пар. В такой области температур и давления пузырьки могут возникать в любой точке объема жидкости, и частота их спонтанного (самопроизвольного) образования составляет миллиарды зародышей за секунду в кубическом сантиметре.

После окончания работы термогазогенератора давление газа в корпусе перфоратора падает и он заполняется скважинной жидкостью. По сигналу с поверхности создают кратковременную глубокую депрессию с помощью имплозионной воздушной камеры с управляемым клапаном для изоляции камеры от окружающей среды. В результате большого перепада давления между атмосферным в имплозионных камерах и давлением в пласте получается как бы резкий "хлопок", а вслед за этим действует гидродинамический удар всего столба жидкости. Необходимо, чтобы имплозионная камера была расположена на таком расстоянии от обрабатываемого пласта, чтобы перепад давления воздействовал на метастабильную жидкость и в то же время не извлек ее из пласта. В результате резкого сброса давления происходит потеря термодинамической устойчивости жидкой фазы, ее дальнейшее существование в метастабильном состоянии становится невозможным, и она через взрыв переходит в двухфазное состояние. Осуществляют взрывное кипение перегретой метастабильной жидкой фазы - фазовый взрыв. Освобожденная энергия воздействует на каналы в пласте и трещины между ними, увеличивая и создавая новые направленные трещины, соединяющие перфорационные каналы в пласте в единую трещину.

Контроль за работой перфоратора, термогазогенератора, имплозионной камеры и оценку воздействия устройства на пласт осуществляют при помощи непрерывно регистрируемых графиков давления и температуры во времени. Место установки прибора выбирается при помощи локатора муфт.

Для создания направленной винтообразной трещины по всей мощности вскрываемого интервала пласта используют перфоратор, изготовленный из стали высокой прочности с отверстиями для кумулятивных зарядов, расположенных по корпусу в винтообразном порядке по сгущенной сети. Создают перфорационные каналы в пласте, расположенные в винтообразном порядке по сгущенной сети. Воздействуют на ослабленные зоны пласта между перфорационными отверстиями давлением и энергией фазового взрыва.

Устройство для перфорации и обработки призабойной зоны скважины изображено на чертеже. Оно включает полый корпус перфоратора 1 с заглушенными отверстиями 2 с размещенными в нем кумулятивными зарядами 3 и устройством для их срабатывания. Ниже расположена имплозионная камера 4, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью корпуса перфоратора, причем соотношение объемов имплозионной камеры и корпуса составляет (3-12): 1 соответственно. Выше корпуса перфоратора установлен термогазогенератор 5 с зарядом из горючего материала 6. Термогазогенератор присоединен к корпусу перфоратора при помощи соединительного узла 7, в котором закреплена решетка 8 с заглушенными отверстиями. Характеристики заряда (массу и время его горения) и суммарная площадь отверстий в решетке 8 и отверстий 2 в корпусе перфоратора 1 выбраны такими, чтобы направленные струи горячих пороховых газов 9, вытекающих из отверстий перфоратора в предварительно сформированные перфорационные каналы 10 в пласте, создавали давление гидроразрыва, превышающее горное в 1,5-1,8 раза (в зависимости от характеристик пласта). Характеристики заряда должны также соответствовать условию того, что эти струи газа должны нагреть скважинную жидкость, заполняющую предварительно сформированные перфорационные каналы в пласте и в призабойной зоне скважины, до температуры, при которой образуется метастабильная жидкость. Устройство снабжено центраторами 11, исключающими перемещение перфорационной камеры относительно обсадной колонны.

К верхней части термогазогенератора прикреплена имплозионная камера 12 с управляемым клапаном 13 для изоляции имплозионной камеры от окружающей среды, рассекателем 14 и клапаном для стравливания воздуха 15. В кабельной головке 16 расположен блок контроля 17, включающий в себя локатор муфт 18 для привязки прибора по глубине, датчики давления 19 и температуры 20, показания которых оцифровываются в блоке электроники 21 и по каротажному кабелю 22 передаются на поверхность.

Устройство работает следующим образом.

Устройство на каротажном кабеле опускают в скважину и устанавливают перфоратор 1 против интервала пласта, подвергаемого обработке. Место установки определяют с помощью локатора муфт 18. По команде оператора, переданной по каротажному кабелю 22, импульсом тока запускают перфоратор 1 и термогазогенератор 5 с определенным временем выхода на режим. При срабатывании перфоратора кумулятивные заряды выбивают заглушки из отверстий 2 в корпусе перфоратора 1, пробивают перфорационные каналы в обсадной колонне - цементном камне и формируют перфорационные каналы 10 в пласте. В момент окончания работы перфоратора осуществляется имплозионное воздействие на призабойную зону скважины с отбором скважинной жидкости в имплозионную камеру 3 через отверстия 2 корпуса перфоратора 1, открывшиеся после его срабатывания. При этом происходит очистка призабойной зоны пласта от кольматирующих элементов, а перфорационных каналов от корочки запекания и др.

При горении топлива термогазогенератора 5 выделяется газ, который накапливается в его корпусе. К моменту заполнения внутренней полости корпуса перфоратора и имплозионной камеры 4 скважинной жидкостью термогазогенератор выходит на режим. Газ выбивает заглушки из отверстий решетки 6, закрепленной в соединительном узле термогазогенератора и перфоратора 5. После достижения давления в корпусе перфоратора, превышающего гидростатическое давление в скважине, жидкость выдавливается через отверстия в корпусе перфоратора, открывшиеся после срабатывания кумулятивных зарядов. Дальнейшее горение заряда термогазогенератора создаст в корпусе перфоратора большое давление. Струи горячего газа вытекают через отверстия перфоратора направленно по предварительно сформированным перфорационным каналам в скважине и воздействуют на перфорационные каналы в пласте. Когда давление, созданное струями газа, будет превышать давление гидроразрыва, происходит разрыв пласта.

Горячие струи газа нагревают жидкость в перфорационных каналах в пласте и в призабойной зоне скважины. В зоне обсадной колонны внутрипластовая жидкость в своем составе имеет больший % воды. Вода имеет критическую температуру 374^oС. Жидкость в перфорационных каналах обрабатываемого нефтяного пласта и в самом пласте содержит нафтены, алкены и ароматические углеводороды, которые имеют критическую температуру около 220^oС. Поэтому при импульсном нагреве в перфорационных каналах в пласте и в призабойной зоне скважины образование метастабильной жидкости произойдет при более низкой температуре, чем в зоне обсадной колонны.

К моменту окончания работы термогазогенератора и заполнения корпуса перфоратора скважинной жидкостью проводят глубокую кратковременную депрессию с помощью имплозионной воздушной камеры с управляемым клапаном для изоляции камеры от окружающей среды, расположенную выше обрабатываемого пласта на таком расстоянии, чтобы жидкость в перфорационных каналах в пласте и в призабойной зоне пласта осталась там же, но воздействие перепада давления было эффективным. В результате резкого перепада давления осуществляется взрывное кипение перегретой метастабильной жидкой фазы. Освобожденная энергия воздействует на каналы в пласте и трещины между ними, увеличивая и создавая новые направленные трещины, соединяющие перфорационные каналы в пласте в единую трещину по всей мощности вскрываемого интервала пласта.

Термобарический режим и время работы имплозионной камеры, перфоратора, термогазогенератора и имплозионной камеры с управляемым клапаном контролируют датчиками давления и температуры, показания которых с помощью электронного блока оцифровывают и по каротажному кабелю передают на поверхность. По полученным показаниям оценивают воздействие на пласт и определяют давление, при котором произошел разрыв при воздействии давлением и от воздействия фазового взрыва.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в отличие от многих методов воздействия на пласт, осуществить разрыв пласта не нарушая целостность обсадной колонны и цементного камня. Т. к. давление газа при горении заряда термогазогенератора направлено воздействует на обрабатываемый пласт, а не распределяется по стволу скважины, это позволяет достичь в пласте давления разрыва и в то же время обеспечить щадящий режим воздействия на обсадную колонну. Последующее воздействие на пласт фазовым взрывом позволяет осуществить повторный разрыв пласта, расширяя и углубляя созданные трещины. При этом фазовый взрыв осуществляется внутри пласта. Применение этого способа при использовании корпуса перфоратора усиленной прочности с отверстиями для зарядов, расположенных по спирали по сгущенной сети, позволяет вскрыть пласт винтообразной трещиной, которая не смыкается.

Предлагаемая аппаратура позволяет за один спуск-подъем осуществить перфорацию скважины, очистить обрабатываемый пласт от кольматирующих элементов, а сформированные перфорационные каналы в пласте от корочки запекания, разорвать пласт. Применение перфоратора с имплозионной камерой, а потом отдельно термогазогенератора приведет к тому, что давление газа будет воздействовать на обсадную колонну, а не на пласт. Даже если в камере догорания термогазогенератора использовать сопловые отверстия, совпадающие по форме и расположению с отверстиями в перфораторе, то невозможно будет расположить их строго по предварительно сформированным перфорационным каналам, что приведет к нарушению обсадной колонны, т. к. воздействие давления будет направлено не на пласт, а на локальные участки обсадной колонны. Совмещение устройств позволяет отказаться от камеры догорания термогазогенератора, т. к. ей служит корпус перфоратора и имплозионной камеры.

Использование энергии фазового взрыва является новым в геофизической отрасли, позволяющим осуществить мощный разрыв пласта. Добиться его осуществления, применяя перфоратор с имплозионной камерой и с термогазогенератором, а потом отдельно имплозионной камеры с управляемым прижимом, невозможно. При работе устройства, выбранного за аналог [2] , после окончания работы термогазогенератора скважинный прибор опускают в скважину и устанавливают напротив обрабатываемого участка пласта, чтобы очистить призабойную зону пласта от пластовой жидкости, вместе с которой пласт очищается от кольматирующих элементов. В предлагаемом способе она предназначена для воздействия на метастабильную жидкость, находящуюся в перфорационных каналах, с целью осуществления фазового взрыва в пласте.

Источники информации 1. SU 1803544 A1, 1993.

2. RU 2090749 C1, 20.09.1997.

3. Мартынюк М. М. Фазовый взрыв метастабильной жидкости. Физика горючих веществ, 2, М. , 1977, с. 212-229.

4. Мартынюк М. М. Виновник глобальных катастроф. Техника молодежи, 9, М. , 1991, с. 34-37.

5. RU 2072421 C1, 27.01.1997.

Формула изобретения

1. Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины, включающий перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие на призабойную зону скважины непосредственно в момент окончания перфорации скважины с отбором скважинной жидкости в имплозионную камеру напротив сформированных при перфорации отверстий, а объем имплозионной камеры и корпуса перфоратора принимают в соотношении (3-12): 1 соответственно, отличающийся тем, что после имплозионного воздействия на пласт производят разрыв пласта давлением, превышающим давление гидроразрыва пласта, для этого запускают термогазогенератор, при горении топлива которого выделяется газ, который попадает в корпус перфоратора и направленными струями по предварительно сформированным перфорационным каналам воздействует на перфорационные каналы в пласте, после этого разрывают пласт энергией фазового взрыва, для чего горячими направленными струями газа нагревают жидкость в перфорационных каналах в пласте и призабойной зоне скважины с образованием метастабильной жидкости, в момент окончания работы термогазогенератора создают кратковременную глубокую депрессию с помощью имплозионной воздушной камеры с управляемым клапаном для изоляции камеры от окружающей среды, установленной выше интервала пласта на таком расстоянии, чтобы перепад давления воздействовал на метастабильную жидкость и в то же время не извлек ее из пласта, в результате чего осуществляют взрывное кипение перегретой метастабильной жидкой фазы и освобожденной энергией воздействует на каналы в пласте и трещины между ними, увеличивая и создавая новые направленные трещины, соединяющие перфорационные каналы в пласте в единую трещину, оценивают эффект воздействия на пласт, разрыва пласта, характер работы устройства по данным непрерывной регистрации во времени параметров давления и температуры, а расположение прибора в скважине выбирают с помощью локатора муфт.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для создания направленной винтообразной трещины по всей мощности вскрываемого интервала пласта, используют перфоратор, изготовленный из стали высокой прочности с отверстиями для кумулятивных зарядов, расположенных по корпусу в винтообразном порядке по сгущенной сети, создают перфорационные каналы в пласте, расположенные в винтообразном порядке по сгущенной сети, воздействуют на ослабленные после перфорации зоны пласта давлением и энергией фазового взрыва.

3. Устройство для перфорации и обработки призабойной зоны скважины, включающее полый корпус с заглушенными отверстиями, размещенные в нем кумулятивные заряды и устройство для их срабатывания и имплозионную камеру, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью корпуса перфоратора, причем соотношение объемов имплозионной камеры и корпуса составляют (3-12): 1 соответственно, отличающееся тем, что оно снабжено термогазогенератором, установленным выше корпуса перфоратора, присоединенного при помощи соединительного узла, в котором закреплена решетка с заглушенными отверстиями, причем характеристику заряда и суммарную площадь отверстий в решетке выбирают так, чтобы обеспечить давление гидроразрыва пласта, созданное струями горячих пороховых газов, направленных из корпуса перфоратора по предварительно сформированным перфорационным каналам непосредственно в перфорационные каналы в пласте, для чего устройство снабжено центраторами, время работы термогазогенератора и характеристики заряда выбрано так, чтобы обеспечить нагрев скважинной жидкости в перфорационных каналах в пласте и возле перфоратора до околоспинодальной температуры с образованием метастабильной жидкости, к верхнему концу корпуса термогазогенератора присоединена имплозионная воздушная камера с управляемым клапаном для изоляции камеры от окружающей среды, с рассекателем и клапаном для стравливания воздуха, предназначенная для воздействия на метастабильную жидкость резким сбросом давления, устройство снабжено блоком контроля, включающим в себя датчики давления и температуры для оцифровывания показаний в блоке электроники и их передачи по каротажному кабелю на поверхность, и локатором муфт.

РИСУНКИ

Рисунок 1