Способ газодинамического воздействия на пласт и устройство для его осуществления

Использование: при эксплуатации нефтяных скважин. Обеспечивает создание в прискважинной зоне обрабатываемого пласта трещин и полостей, очистку призабойную зону пласта от кольматации, снижение вязкости нефти за счет доставки в интервал обрабатываемого пласта реагентов и смешивания их с использованием горячего газа. Сущность изобретения: способ включает проведение перфорации по всем интервалам обрабатываемого пласта, сборку бескорпусного секционного заряда путем пропускания составной штанги через центральный канал с развитой поверхностью каждой секции заряда, стягивания и поджатия секций заряда вплотную друг к другу, расположения ниже собранных секций заряда рассеивателя отвода газового потока, образующегося при горении секций заряда, с проходными отверстиями, установку заряда в интервал перфорации, сжигание секций заряда, сопровождающееся повышением температуры, образованием горячих пороховых газов и создания импульса давления. Согласно изобретению одновременно с газодинамическим воздействием на пласт осуществляют дополнительное химическое или тепловое воздействие на этот пласт. Для этого в интервал перфорации в герметичных отсеках герметичного контейнера с внутренней полостью, представляющей собой центральный канал секций заряда и внутреннюю полость рассеивателя отвода газового потока, доставляют несколько веществ с возможностью смешивания их между собой горячими пороховыми газами и вступления в реакцию при сжигании секций заряда, разгерметизации контейнера и его отсеков. При этом обеспечивают поступление продуктов реакции в скважинную жидкость и трещины пласта с пороховыми газами под действием импульса давления. Предусмотрено устройство, включающее секции бескорпусного заряда, изготовленные из составов, обеспечивающих горение в водной, водонефтяной и кислотной средах с центральным каналом, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью горения для обеспечения заданного времени горения и давления для гидроразрыва пласта, и оснастку, включающую составную штангу, пропущенную через центральный канал каждой секции заряда, рассеиватель для отвода газового потока с проходными отверстиями, расположенный ниже собранных секций заряда, центрирующие кольца между секциями заряда, превышающие по диаметру диаметр секций заряда, детали для стягивания секций заряда вплотную друг к другу, детали для обеспечения безопасного горения и центрирования заряда в скважине. Согласно изобретению центральный канал секций заряда и внутренняя полость рассеивателя представляют собой контейнер для доставки в интервал обработки нескольких веществ. Для обеспечения герметичности контейнера места сочленения всех элементов контейнера выполнены герметичными. Центрирующие кольца выполнены таким образом, что позволяют при сборке устройства герметизировать места сочленения секций заряда. Отверстия рассеивателя загерметизированы от внешней среды кожухом или пробками, обеспечивающими разгерметизацию рассеивателя при горении секций заряда. Между рассеивателем и секциями заряда установлены герметичные прокладки. При этом контейнер разделен на герметичные отсеки для доставки в интервал обработки нескольких веществ. Отсеки выполнены так, что при горении секций заряда обеспечена их разгерметизация и смешивание веществ между собой горячими пороховыми газами. Диаметр секций заряда, конфигурация центрального канала секции заряда и внутренний объем рассеивателя выполнены так, чтобы обеспечить доставку в интервал обработки пласта необходимого объема веществ. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам для добычи нефти.

Известен способ газогидравлического воздействия на пласт, включающий проведение глубокопроникающей перфорации по всем интервалам обрабатываемого пласта, сборку бескорпусного секционного заряда путем пропускания деталей оснастки для сбора секций заряда через центральный канал каждой секции заряда и стягивания их вплотную друг к другу деталями оснастки, спуск заряда в скважину и сжигание его секций путем запуска узла воспламенения и последующего возгорания одной или нескольких воспламенительных секций заряда и основных секций заряда с образованием продуктов горения, повышения температуры и давления [1].

В воспламенительной секции заряда диаметр канала больше, чем в основных секциях. В качестве воспламенительной секции заряда используют опорную трубу с пиротехническими воспламенителями, в верхней части загерметизированную кабельной головкой, к которой прикреплен геофизический кабель с надетыми на него двумя основными секциями заряда с верхним наконечником, а в нижней части загерметизированную заглушкой с прикрепленным к ней тросом, на который вплотную к воспламенительной секции надевают три основных секции заряда. Спускают устройство в скважину и устанавливают его выше интервала перфорации на 2-4 метра. Поджигают воспламенительные секции, которые прожигают стенки труб и поджигают воспламенительную секцию заряда, а от нее основные секции заряда. Горение заряда происходит с канала. Боковая поверхность заряда имеет защитное покрытие, предохраняющее заряд от трения и ударов о колонну.

Применение этого способа не всегда дает положительный эффект. Это связано с тем, что заряды собраны на геофизическом кабеле, в местах стыка зарядов при их горении происходит перегрев и разрыв каротажного кабеля. Секции заряда разъединяются, что может привести к аварийной ситуации. Элементы оснастки, защитное покрытие, соединительные узлы заряда остаются в скважине. Имеет место перехлест кабеля.

Установка заряда в скважине выше интервала перфорации приводит к тому, что на обрабатываемый пласт воздействует давление скважинной жидкости, которой передается энергия газов.

В качестве наиболее близкого аналога принят способ газогидравлического воздействия на пласт [2], включающий проведение глубокопроникающей перфорации по всем интервалам обрабатываемого пласта, сборку бескорпусного секционного заряда путем пропускания составной штанги через центральный канал каждой секции заряда. Стягивают и поджимают секции заряда вплотную друг к другу центраторами. Между нижним центатором и секциями заряда располагают рассеиватель отвода газового потока, образующегося при горении заряда с проходными отверстиями. Между секциями заряда устанавливают центрирующие кольца, по диаметру превышающие диаметр секций заряда, не позволяющие смещаться секциям заряда относительно друг друга и касаться стенок обсадной колонны. Устанавливают заряд в скважине так, чтобы секции заряда находились напротив перфорационных отверстий, и осуществляют сжигание его секций. Для того чтобы осуществить импульсное воздействие на пласт с высокой температурой и давлением, осуществляют горение секций заряда по всей поверхности, для этого используют бескорпусной заряд, а конфигурацию центрального канала секций заряда принимают с развитой поверхностью. Рассчитывают массу сжигаемых зарядов и количество последовательных операций спуска и сжигания секций заряда.

В качестве прототипа устройства выбран бескорпусный секционный заряд для газогидравлического воздействия на пласт [3], включающий узел воспламенения, секции заряда без защитного покрытия. Одна или несколько секций - воспламенительные, а остальные, возгорающиеся от нее - основные. Секции заряда имеют центральный канал, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхность горения для обеспечения заданного времени горения и давления для гидроразрыва пласта. Оснастка включает детали для сбора секций заряда и детали, обеспечивающие стягивание секций вплотную друг к другу. Для сбора секций заряда используют составную штангу (составленную из нескольких элементов), пропущенную через центральный канал каждой секции заряда, к обоим концам оснастки присоединены центраторы обтекаемой формы для стягивания и поджатия секций заряда вплотную друг к другу с диаметром, превышающим диаметр секций заряда, между секциями заряда установлены центрирующие кольца, превышающие по диаметру диаметр секций заряда. Между нижним центратором и секциями заряда расположен рассеиватель для отвода газового потока, образующегося при горении заряда.

Заряд прошел приемочные испытания, выпускается серийно и успешно применяется на нефтегазовых месторождениях, в том числе и с применением способа [2]. Эффективность способа достаточно высокая, но не всегда удается добиться желаемого результата. К недостаткам способа и устройства можно отнести то, что не на всех пластах можно проводить воздействие. Так если продуктивный пласт малой мощности, а недалеко залегает водоносный пласт, то рассчитываемое количество сжигаемых секций заряда с определенной массой, которое может провести разрыв продуктивного пласта, может воздействовать на водоносный пласт, что приведет к заводнению продуктивного пласта. Кроме того, техническое состояние скважины не всегда позволяет использовать заряд большой мощности. Использование после проведения газодинамического воздействия другого воздействия не всегда эффективно из-за того, что это воздействие осуществляется не в месте интервала перфорации, а по всему стволу скважины, например кислотная обработка. Кроме того, эти воздействия разнесены по времени. Кроме того, реагенты, закачиваемые в скважину, не всегда могут глубоко проникнуть в пласт, а для ряда реагентов необходима высокая температура. Кроме того, если закачивать реагенты в ствол скважины, то для этого требуется большое количество реагентов, что ведет к загрязнению окружающей среды и экономически нецелесообразно.

По анализу эффективности работы нефтяных скважин после обработки получают дополнительную добычу нефти, в среднем, в течение года, с постепенным снижением дополнительной добычи нефти. Это связано с тем, что образованные трещины засоряются и/или закрываются, а в ряде случаев после проведения воздействия на пласт насос в скважине засоряется продуктами из пласта.

Техническим результатом изобретения является создание в прискважинной зоне обрабатываемого пласта трещин и полостей, т.е. создание локального разрыва пласта, а кроме того, в зависимости от геолого-технических задач, стоящих перед проведением воздействия, дополнительно решить одну или несколько из поставленных задачи: очистить призабойную зону пласта от кольматации, снизить вязкость нефти, увеличить проницаемость пласта, очистить пласт от продуктов воздействия на пласт, заполнить образовавшиеся трещины проницаемым материалом, чтобы трещины не закрывались, т.е. продлить срок эффекта воздействия на пласт. При этом химические реагенты закачивать не в скважину, а доставлять в интервал перфорации в герметичных отсеках, чтобы они вступили в реакцию только в интервале перфорации на фоне повышенной температуры, импульса давления и задавливались в пласт горячими пороховыми газами. Кроме того, расширить возможность применения газогидравлического воздействия на пласт на пластах малой мощности, на скважинах с низким качеством цементного камня и др.

Необходимый технический результат достигается тем, что в способе газодинамического воздействия на пласт, включающем проведение перфорации по всем интервалам обрабатываемого пласта, сборку бескорпусного секционного заряда путем пропускания составной штанги через центральный канал с развитой поверхностью каждой секции заряда, стягивания и поджатия секций заряда вплотную друг к другу, расположения ниже собранных секций заряда рассеивателя отвода газового потока, образующегося при горении секций заряда, с проходными отверстиями, установку заряда в интервал перфорации, сжигание секций заряда, сопровождающееся повышением температуры, образованием горячих пороховых газов, и создание импульса давления согласно изобретению одновременно с газодинамическим воздействием на пласт осуществляют дополнительное химическое или тепловое воздействие на этот пласт, для чего в интервал перфорации в герметичных отсеках герметичного контейнера с внутренней полостью, представляющей собой центральный канал секций заряда и внутреннюю полость рассеивателя отвода газового потока, доставляют несколько веществ с возможностью смешивания их между собой горячими пороховыми газами и вступления в реакцию при сжигании секций заряда, разгерметизации контейнера и его отсеков, при этом обеспечивают поступление продуктов реакции в скважинную жидкость и трещины пласта с пороховыми газами под действием импульса давления.

Кроме того:

выше секций заряда устанавливают дополнительный рассеиватель для увеличения внутреннего объема контейнера и снижения нагрузки на штангу, при этом рассеиватель выполняют так, что дополнительно добавляют цилиндрическую часть без проходных отверстий, с внутренним объемом, необходимым для доставки заданного количества веществ, а цилиндрическую часть без проходных отверстий располагают со стороны секций заряда;

для развития и углубления трещин в пласте, созданных газодинамическим воздействием, один отсек контейнера заполняют пенообразующим веществом, второй отсек контейнера - активатором пенообразования, третий отсек контейнера - стабилизатором пены;

для удаления асфальтеносмолопарафиновых образований, парафинистых отложений в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании и снижения вязкости нефти отсеки контейнера заполняют веществами, которые при смешивании выделяют тепло, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда и веществ подбирают такими образом, чтобы время горения заряда, время прохождения реакции между веществами, а также тепловая энергия горения зарядов и реакции веществ обеспечили тепловое воздействие, достаточное для разрушения и/или растопления асфальтеносмолопарафиновых образований и парафинов;

для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании осуществляют анализ образцов по групповому составу на конкретном участке месторождения и подбор веществ для растворения конкретных отложений и предотвращения их образования - углеводородные растворители с парафиновыми и ароматическими углеводородами, смесь полярных неэлектролитов, поверхносто-активные вещества, регулятор щелочи, ингибиторы, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда подбирают таким образом, чтобы время горения заряда и тепловая энергия, созданная при горении заряда, обеспечили тепловое воздействие для растопления асфальтеносмолопарафиновых образований;

для удаления парафинов в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании осуществляют анализ образцов по групповому составу на конкретном участке месторождения и подбор веществ для растворения конкретных отложений парафинов - растворители и диспергаторы, и подбор веществ, снижающих кристаллизацию парафинов - модификатор кристаллов парафина, реагентов для улучшения текучести в холодном состоянии и понизителей температуры застывания, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда подбирают таким образом, чтобы время горения заряда и тепловая энергия, созданная при горении заряда, обеспечили тепловое воздействие для растопления парафинов;

для уменьшения водопритока и увеличения дебита по углеводородной составляющей добывающих скважин осуществляют селективную обработку призабойной зоны пласта, для чего применяют гидрофобные вещества и растворитель;

для уменьшения водопритока и увеличения приемистости нагнетательных скважин осуществляют селективную обработку призабойной зоны пласта, для чего применяют гидрофильные вещества и растворитель;

для удаления солеотложений в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании осуществляют анализ образцов по групповому составу на конкретном участке месторождения и подбор веществ для растворения конкретных отложений - ингибиторы солеотложений, бактерицидов, ингибитор коррозии, кислоту;

снижают вязкость нефти, для чего применяют вещества в виде ингибиторов, растворителей, поверхностно-активных веществ, диспергаторов, бактерицидов, деэмульгаторов, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда подбирают таким образом, чтобы время горения заряда и тепловая энергия, созданная при горении заряда, обеспечили тепловое воздействие для растопления парафинов, повышающих вязкость нефти;

выбирают вещества для увеличения проницаемости пласта - растворители, бактерициды, ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, кислоты;

до проведения воздействия отделяют в скважине зону в интервале обрабатываемого пласта от всего ствола скважиной жидкости, создавая пакер, для этого центральный канал секций заряда заполняют веществами для воздействия на пласт, а внутренние полости рассеивателей заполняют высоковязким инертным веществом, которое при возгорании заряда и создании внутри контейнера повышенного давления первое выходит из отверстий рассеивателя, создавая тем самым замкнутый объем в скважине напротив обрабатываемого пласта;

после проведения воздействия на пласт производят имплозионное воздействие для очистки пласта от продуктов реакции воздействия на пласт;

после сжигания секций заряда осуществляют второе сжигание, для чего контейнер заполняют веществом для очистки трещин, осуществляют третье сжигание, для чего контейнер заполняют кварцевым песком, чтобы образовавшиеся трещины не закрывались;

исключают вращение секций заряда относительно оси составной штанги, для чего внешнюю поверхность этой штанги выполняют в виде шестигранника, а центральный канал секций заряда - в виде шестилепестковой формы;

осуществляют контроль горения секций заряда в режиме реального времени и регистрацию характеристик режима работы заряда, таких как температура и давление в скважинной жидкости в интервале воздействия, регистрацию ускорения смещения оснастки и электронного блока по направлению оси скважины под действием волны сжатия, образованной газом, попавшим в скважинную жидкость при сгорании секций заряда, а по величинам ускорения судят о газоприходе, попавшим в пласт, как о разнице между газоприходом созданного при сгорании секций заряда и газоприходом, попавшем в скважинную жидкость, а при сопоставлении параметров температуры, давления и ускорения смещения оснастки и электронного блока по направлению оси скважины судят об эффективности газодинамического и дополнительного воздействия на пласт, кроме того, при повторном воздействии на пласт и регистрации параметров, по изменению параметров температуры, давления и ускорения при первом воздействии и при повторном воздействии судят об изменении проницаемости в межскважинном пространстве пласта и необходимости последующих воздействий на пласт.

Кроме того, технический результат достигается тем, что в устройстве для газодинамического воздействия на пласт, включающем секции бескорпусного заряда, изготовленные из составов, обеспечивающих горение в водной, водонефтяной и кислотной средах с центральным каналом, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью горения для обеспечения заданного времени горения и давления для гидроразрыва пласта, и оснастку, включающую составную штангу, пропущенную через центральный канал каждой секции заряда, рассеиватель для отвода газового потока с проходными отверстиями, расположенный ниже собранных секций заряда, центрирующие кольца между секциями заряда, превышающие по диаметру диаметр секций заряда, детали для стягивания секций заряда вплотную друг к другу, детали для обеспечения безопасного горения и центрирования заряда в скважине, согласно изобретению центральный канал секций заряда и внутренняя полость рассеивателя представляют собой контейнер для доставки в интервал обработки нескольких веществ, а для обеспечения герметичности контейнера, места сочленения всех элементов контейнера выполнены герметичными, центрирующие кольца выполнены таким образом, что позволяют при сборке устройства герметизировать места сочленения секций заряда, отверстия рассеивателя загерметизированы от внешней среды кожухом или пробками, обеспечивающими разгерметизацию рассеивателя при горении секций заряда, кроме того, между рассеивателем и секциями заряда установлены герметичные прокладки, при этом контейнер разделен на герметичные отсеки для доставки в интервал обработки нескольких веществ, при этом отсеки выполнены так, что при горении секций заряда обеспечена их разгерметизация и смешивание веществ между собой горячими пороховыми газами, а диаметр секций заряда, конфигурация центрального канала секции заряда и внутренний объем рассеивателя выполнены так, чтобы обеспечить доставку в интервал обработки пласта необходимого объема веществ.

Кроме того:

выше секций заряда установлен дополнительный рассеиватель для увеличения внутреннего объема контейнера и снижения нагрузки на штангу, при этом рассеиватели выполнены так, что дополнительно добавлена цилиндрическая часть без проходных отверстий, с внутренним объемом, необходимым для доставки заданного количества вещества, а цилиндрическая часть без проходных отверстий расположена со стороны секций заряда;

внешняя поверхность составной штанги выполнена в виде шестигранника,

а центральный канал секций заряда имеет шестилепестковую форму;

составная штанга выполнена с полым каналом вдоль ее центральной оси, верхний конец этой штанги присоединен к каротажному кабелю, а нижний конец штанги - к электронному блоку контроля и регистрации характеристик режима работы заряда, по полому каналу штанги пропущен провод питания узла воспламенения и термостойкий проводник, соединяющий каротажный кабель с электронным блоком для включения датчиков локатора муфт, температуры, давления и акселерометром ускорения смещения оснастки и электронного блока по направлению оси скважины, при этом полый канал составной штанги заполнен жидкостью.

Для наглядности на чертеже представлено сечение секции заряда 1 с конфигурацией центрального канала с развитой поверхностью 2 и пропущенной через центральный канал секции заряда штангой 3.

Способ осуществляют следующим образом. Проводят глубокопроникающую перфорацию по всем интервалам обрабатываемого пласта. Выбирают, какой дополнительный способ воздействия на пласт наиболее эффективно провести в конкретных геолого-технических условиях одновременно с газодинамическим воздействием. Для этого на основании данных лабораторных исследований для данного участка месторождения эксплуатируемого пласта, а желательно конкретной скважины, изучения условий эксплуатации месторождений, выявляют причины снижения добычи нефти и определяют, какой способ дополнительного воздействия наиболее эффективен для конкретного участка месторождения или индивидуально для конкретной скважины. Это может быть развитие трещин, созданных при газодинамическом воздействии, очистка пласта от отложений асфальтеносмолопарафиновых образований (АСПО), солевых отложений, снижение вязкости нефти и др. Для дополнительного способа выбирают два или несколько веществ для воздействия в интервале перфорации. При этом при выборе веществ особое внимание уделяют тому, чтобы при их смешивании во время горения секций заряда и прохождении реакции между ними эффект увеличивался. Например, если выбираем для проведения дополнительного воздействия вещество с повышенным пенообразованием, то в качестве второго вещества добавляется активатор пенообразования, а в качестве третьего вещества - стабилизатор пенообразования. Кроме того, при выборе веществ необходимо учитывать то, что реакция между этими веществами будет проходить на фоне повышенной температуры - температура в скважинах может составлять от 30 до 150°С, а во время горения секций заряда она повышается. При горении секций заряда образуется большое количество пороховых газов, которые тоже будут оказывать влияние на течение реакции между веществами. Так газы будут увеличивать пенообразование. Кроме того, давление в самой скважине в интервале воздействия порядка 100-300 атмосфер, а при горении заряда оно повышается, так при горении заряда ЗГРП 01-1 создается короткий (доли секунды) импульс повышения давления (400-700 атм.), что тоже увеличивает пенообразование. Необходимо учитывать то, что реакция будет протекать в скважинной жидкости. Поэтому при выборе веществ необходимо учитывать все эти факторы, чтобы они не мешали прохождению реакции между веществами, а увеличивали ее эффективность.

При выборе заряда основываются на том, что кроме того, что заряд должен осуществить газодинамический разрыв пласта, он должен создать максимально лучшие условия для прохождения реакции между веществами и/или дополнительно оказывать воздействие. Поэтому определяют, что наиболее необходимо для выбранного дополнительного воздействия. Это может быть величина и длительность импульса давления (например, для создания пены высокого давления), величина и длительность повышения температуры (например, чтобы успеть растопить АСПО и парафины или снизить вязкость нефти) или газоприход (горячие пороховые газы необходимы для смешивания веществ для любого из методов воздействия, но при создании пены высокого давления они, кроме того, будут увеличивать пенообразование, при приготовлении суспензии для селективной изоляции пласта газы позволят получить однородную суспензию). Поэтому выбирают медленно горящий заряд или быстрогорящий заряд, заряды с необходимым импульсом повышения температуры и давления, основываясь на химическом составе секций заряда и конфигурации центрального канала секций заряда. Рассчитывают объем веществ, который необходимо доставить в интервал воздействия. Затем рассчитывают массу сжигаемых секций заряда. Она должна быть достаточной, чтобы в интервале обрабатываемого пласта обеспечить давление, превышающее предел прочности горных пород, чтобы создать трещины и обеспечить надежную гидродинамическую связь с пластом. Исходя из этого рассчитывают количество последовательных операций спуска и сжигания секций заряда, диаметр секций заряда, конфигурацию центрального канала секции заряда.

Использование секций заряда (1) с большим диаметром позволит при одной и той же массе секций заряда сократить длину, т.е использовать меньшее количество секций заряда и тем самым осуществить более локальное воздействие на пласт, что является актуальным при пластах малой мощности, при залегании недалеко от интервала воздействия водоносного горизонта и др. Кроме того, секции заряда с большим диаметром с развитой конфигурацией центрального канала секций заряда (2) позволяют поместить больший объем вещества в центральный канал секций заряда.

Производят сборку бескорпусного секционного заряда, для этого через центральный канал каждой секции заряда пропускают составную (составленную из нескольких элементов) штангу 3. Между секциями заряда устанавливают центрирующие кольца. Располагают ниже секций заряда рассеиватель отвода газового потока, образующегося при горении заряда с проходными отверстиями. Стягивают и поджимают секции заряда вплотную друг к другу центраторами. Центральный канал секций заряда, конфигурация которого выполнена с развитой поверхностью (2) и внутренняя полость рассеивателя отвода газового потока представляет собой контейнер, в который помещают вещество для осуществления дополнительного химического или теплового воздействия. Вещество может быть как в твердом, так и в жидком или в полужидком (гель, паста) виде.

Например:

- Корилат (ТУ 6-09-20-243-94) - смесь натриевых солей нитрилотриметилфосфоновой кислоты с примесью хлористого натрия. Белый или белый с зеленовато-голубым оттенком порошок;

- депрессорная присадка ВЭС (ТУ 38.401588-86) - представляет из себя вязкую жидкость, не темнее светло-серого или светло-коричневого цвета;

- ГАЛКА-ТЕРМОГЕЛЬ (ТУ 2163-015-00205067-01) в качестве гелеобразующего состава;

- ПАВ, пенообразователь Сульфанол 40-45% паста ТУ 2481-10607510508-2000;

- Сульфанол порошок ТУ 07510508, 135-98.

Для обеспечения герметичности контейнера места сочленения всех элементов контейнера выполняют герметично. В зависимости от количества выбранных веществ (два или более) контейнер делят на герметичные отсеки, позволяющие доставить вещества в интервал перфорации и только с началом горением секций заряда осуществить реакцию между ними. Если в реакции будет участвовать два вещества, то необходимо два герметичных отсека в контейнере, если три вещества - то необходимо три герметичных отсека и т.д. В зависимости от объемных пропорций доставляемых веществ рассчитывают объемы отсеков.

В случае необходимости доставки большего количества вещества выше секций заряда устанавливают дополнительный рассеиватель для увеличения внутреннего объема контейнера и снижения нагрузки на штангу. Кроме того, дополнительно увеличивают объем контейнера за счет увеличения внутреннего объема рассеивателя - добавляют цилиндрическую часть без проходных отверстий, которую располагают со стороны секций заряда.

Собранный заряд с помещенными внутри него веществами для воздействия соединяют с кабельным наконечником и на геофизическом кабеле располагают в скважине так, чтобы секции заряда находились напротив перфорационных отверстий и газообразные продукты горения секций заряда непосредственно воздействовали на обрабатываемый пласт. Осуществляют сжигание секций заряда, при горении которых образуется большое количество горячих пороховых газов, которые осуществляют разгерметизацию отверстий рассеивателя, разгерметизацию отсеков контейнера. Вещества из разгерметизированных отсеков контейнера, смешиваясь друг с другом, вступают в реакцию, которая усиливается при воздействии горячих газов, повышении температуры и резкого скачка давления. Продукты реакции поступают в скважинную жидкость и с пороховыми газами под действием импульса давления через перфорационные отверстия поступают в обрабатываемый пласт. Реакция может продолжаться и внутри пласта. Таким образом, одновременно с газодинамическим воздействием на пласт осуществляют дополнительное воздействие.

Так если контейнер заполняют веществом с повышенным пенообразованием, активатором пенообразования и стабилизатором пены, то оно, смешиваясь с газообразными продуктами горения секций заряда, под воздействием импульса давления образует пену высокого давления, которая, попадая в трещины пласта, развивает и углубляет их. Например, один отсек герметичного контейнера заполняют концентрированным раствором двууглекислого аммония (NH₄)НСО_З, а второй отсек контейнера заполняют концентрированным 36% раствором соляной кислоты. Происходит химическая реакция (NH₄)HCO₃+HCl=NH₄Cl+H₂O+CO₂ с выделением обильного газовыделения.

Наиболее известными являются пенообразователи, включающие ПАВ на основе нефтяных кислот:

- Сульфанол порошок Алкилбензолсульфокислоты, натрий-соль ТУ 07510508, 135-98;

- Сульфанол 40-45% паста ТУ 2481-10607510508-2000;

- "ДС-РАС" алкиларилсульфонат. Рафинация алкиларилсульфонатов позволила получить ДС-РАС. Он сохраняет высокую пенообразующую способность в высокоминерализованных водах даже в присутствии солей жесткости.

Стабилизатором пены может служить:

- желатин;

- Полиакриламид, ТУ 2216-001-40910172, Марка "Праестол-851 ВС"\Д18;

- Полиакриламид, ТУ-6-02-00209912-61-97, М. Н-600\Д03.

Не менее известными являются алюмосульфонатные пенообразователи, в их состав входят:

- Сульфокислота керосиновый контакт (его называют "Керосиновый контакт Петрова");

- сернокислый глинозем СГ по ГОСТ 5155-74. Технический сернокислый алюминий с 18 молекулами воды - Al₂(SO₄)₃·18Н₂O;

- едкий натр - сода каустическая ГОСТ 2263-79. Натр едкий жидкий. Натр едкий твердый - твердый ртутный (чешуированный). Применяют 20% раствор;

- вода.

Керосиновый контакт нейтрализуют едким натром.

Сульфокислоты, нейтрализованные щелочами, выпускаются в заводских условиях. Они называются:

НЧК - нейтрализованный черный контакт ТУ 38-602-22-18

НЧКР - нейтрализованный черный контакт рафинированный. ТУ 38-602-22-17.

Применение НЧК или НЧКР для изготовления алюмосульфонатного пенообразователя по описанному выше регламенту существенно упрощается. Достаточно просто добавить стабилизатор пены - сернокислый глинозем.

Для удаления АСПО и парафинистых отложений в призабойной зоне пласта (ПЗП) и внутрискважинном оборудовании, снижения вязкости нефти в качестве дополнительного метода к газодинамическому воздействию (из формулы) осуществляют тепловое воздействие. Для этого отсеки контейнера заполняют веществами, которые при смешивании вступают в реакцию с выделением тепла, при этом вещества подбирают таким образом, чтобы время прохождения реакции между веществами и тепловая энергия при прохождении реакции обеспечили тепловое воздействие, достаточное для разрушения и/или растопления АСПО и парафинов. Тепловое воздействие осуществляется и при горении заряда. Подбирают заряд с максимальной величиной и длительностью повышения температуры, чтобы успеть растопить АСПО и парафины.

В качестве веществ могут быть, например, применены:

1. Гранулы натрия и вода. При попадании гранул натрия в воду начинается бурная химическая реакция с выделением водорода.

2. Водные растворы перекиси водорода с концентрацией 40-55% по ОСТ 301-02-205-99 являются негорючей жидкостью пожаровзрывобезопасной, не чувствительны к удару, лучу огня. Перекись водорода является сильным окислителем, способным распадаться на воду и кислород. При нормальных условиях 1 литр перекиси водорода выделяет 200 л газообразного кислорода. При закачке в скважину, разложении 1 кг перекиси водорода, окислении нефти и конденсации углекислого газа в сумме выделяется тепло, превышающее 3700 кДж. В качестве катализатора используются соли железа, но разложение идет сравнительно медленно. Но стоит добавить немного солей меди, как скорость реакции увеличивается в 20 раз, хотя сами по себе соли меди способны вызвать лишь очень и очень слабое разложение перекиси. Это явление получило название активации. Из солей железа можно применять, например:

- гептагидрат сульфата железа (11) (железный купорос) FeSO₄·7Н₂О ГОСТ 6981. Кристаллы светло-зеленого цвета;

- хлорид железа (III). Железо (III) хлорид 6-водный, представляющий собой мягкую кристаллическую массу или куски желто-бурого цвета, растворим в воде, спирте и эфире, гигроскопичен ГОСТ 4147-65.

Из солей меди можно применять, например:

- Купорос медный (CuSO₄·5H₂O), выпускают по ГОСТ 19347-99 марки А первого сорта.

- Купорос медный марки Б по ТУ 2141-100-00194429-2003 первого сорта, мелкодисперсный. Бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде.

3. При прохождении химической реакция между порошком цинка и медным купоросом (ГОСТ 19347-99 или ТУ 2141-100-00194429-2003) выделяется большое количество тепла. Активный цинк вытесняет медь из ее сульфата. При этом образуется свободная медь - и тепло.

Удаление парафинов в ПЗП и внутрискважинном оборудовании на фоне повышения температуры при горении заряда возможно и химическим путем. Для этого для конкретных отложений парафинов на участке месторождения, а лучше для конкретной скважины осуществляется подбор веществ для растворения отложений парафинов. Это могут быть растворители, ПАВ, диспергаторы. Кроме того, может быть осуществлен подбор веществ, снижающих кристаллизацию парафинов, например модификатор кристаллов парафина, реагенты для улучшения текучести в холодном состоянии и понизители температуры застывания.

В качестве органических растворителей могут быть использованы, например:

- Нефрас С 50/170 (Газолин) (ГОСТ 8505-80);

- ШФТУ - широкую фракцию тяжелых углеводородов.

Растворитель растворяет АСПО, восстанавливая проницаемость ПЗС, и придает гидрофобные свойства поверхности порового пространства коллектора, повышая фазовую проницаемость для нефти. В качестве растворителей можно использована кислоту, которая повышает общую проницаемость ПЗС и эффективно растворяет неорганические отложения, например:

- соляную кислоту (ТУ-4814-42);

- плавиковую кислоту (ТУ 113-08-523-82),

- лимонную кислоту (кристаллический порошок, выпускается по ГОСТ 908-78);

- сульфаминовую кислоту - кристаллический порошок белого цвета выпускается по ТУ 6-36-00204197-1030-89;

- Ингибитор парафиноотложений Корексит SXT-1050 - однородная жидкость выпускается по ТУ 39-12966446-ОП-006-99.

Депрессорная присадка ВЭС-408 (для улучшения текучести нефтепродуктов) (ТУ 38.401588-86). Препятствует нормальной кристализации парафиновых отложений и предотвращает образование смыкающейся кристалической решетки парафина и тем самым снижает температуру, при которой продукт теряет свою текучесть. Представляет из себя вязкую жидкость не темнее светло-серого или светло-коричневого цвета.

В качестве Деэмульгатора - Ингибитора Коррозии можно применять:

- Реапон-ИК - новый универсальный реагент серии Реапон-И. (ТУ - 2458-010-12966038-2000) обладает высокой эффективностью в процессах низкотемпературной деэмульсации. Представляет из себя жидкость от желтого до светло-коричневого цвет. Растворим в спиртах.

- Реапон-ИФ (ТУ 39-12966038-003-93) - композиция ПАВ в растворителе. Предназначен при технологических процессах добычи и транспорта нефти и одновременной защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования. Кроме того, деэмульгатор Реапон-ИФ обладает бактерицидными свойствами, подавляет рост сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ). Представляет из себя жидкость светло-коричневого цвет. Растворим в спиртах.

Также и удаление АСПО на фоне повышения температуры при горении заряда возможно и химическим путем. Для этого осуществляется анализ образцов по групповому составу на конкретном участке месторождения и подбор веществ для растворения конкретных отложений и предотвращения их образования. Например, углеводородные растворители с парафиновыми и ароматическими углеводородами, смесь полярных неэлектролитов, поверхносто-активные вещества (ПАВ), регулятор щелочи, ингибиторы.

Если основной причиной АСПО является повышенное содержание парафина, то возможно применять вещества, указанные выше для удаления парафина. Кроме того, разработан целый ряд реагентов для удаления АСПО:

- Пеагент ПАФ 13А (ТУ 2439-360-05763441-2001) - для предотвращения или ограничения отложений труднорастворимых соединений (в основном карбонатов) в процессах добычи, подготовки и транспортировки нефти. Водный раствор полиаминометиленфосфонатов (марка А) и его смесь с антифризом - этиленгликолем (марка Б). Водный раствор от светло-оранжевого до коричневого цвета.

- Реагент СНПХ-9633 (ТУ 2458-276-05765670-2001) представляет собой смесь анионного и неионогенного ПАВ в углеводородном растворителе. СНПХ-9633 выпускается 3-х марок A, B1, B2 в зависимости от типа и минерализации вод, закачиваемых в скважину. Реагент СНПХ-9633 предназначен для широкого применения, но одним из его свойств является -на очистке призабойной зоны скважины вследствие моющих свойств реагента. Прозрачная однородная жидкость темно-зеленого или темно-коричневого цвета.

Для уменьшения водопритока и увеличения дебита по углеводородной составляющей добывающих скважин осуществляют селективную обработку призабойной зоны пласта, для этого в зависимости от коллекторских характеристик пласта, обводненности скважины и мощности эксплуатационного пласта выбирают, например, гидрофобные вещества и растворитель. Для увеличения приемистости нагнетательных скважин осуществляют селективную обработку призабойной зоны пласта, для этого в зависимости от коллекторских характеристик пласта, обводненности скважины и мощности эксплуатационного пласта выбирают, например, гидрофильные вещества и растворитель. Для селективной изоляции необходима закачка в пласт однородной суспензии, поэтому секции заряда подбирают таким образом, чтобы пороховые газы обеспечили тщательное перемешивание веществ до состояния однородной суспензии, обеспечили продавливание суспензии в пласт.

Для скважин с высоким дебитом и значительной обводненностью применяется комплексная технология селективной изоляции водопритока, основой которой является инвертная дисперсия. В качестве стабилизатора эмульсии используется продукт класса "Полисил", производимый ЗАО "РИТЭК-Полисил" в соответствии с ТУ 2169-001-49364794-99. Это тонкодисперсный порошок белого цвета - аморфный кремнезем, "белая сажа" с низкой насыпной плотностью (0,4÷0,8 г/см³) и средним размером индивидуальных частиц 5÷50 мкм. В смеси с предельными углеводородами С5-С12 и выше, такими, например, как гексан, газойль, ШФТУ, образует устойчивую суспензию.

Реагент СНПХ-9633 (ТУ 2458-276-05765670-2001) представляет собой смесь анионного и неионогенного ПАВ в углеводородном растворителе. СНПХ-9633 выпускается 3-х марок A, B1, B2 в зависимости от типа и минерализации вод, закачиваемых в скважину. Прозрачная однородная жидкость темно-зеленого или темно-коричневого. Реагент СНПХ-9633 предназначен для применения в технологических процессах нефтедобычи (выравнивание профиля приемистости и регулирования фильтрационных потоков). Технология основана:

- на очистке призабойной зоны скважины вследствие моющих свойств реагента;

- на способности реагента при взаимодействии с минерализованной водой образовывать вязкие устойчивые эмульсии с внешней углеводородной фазой и блокировать промытые высокопроницаемые зоны,

- на снижении водопроницаемости и увеличении нефтепроницаемости коллектора.

ГАЛКА-ТЕРМОГЕЛЬ (ТУ 2163-015-00205067-01)

Реагент предназначен для использования в качестве гелеобразующего состава в технологиях повышения нефтеотдачи для выравнивания профиля приемистости и селективной изоляции высокопроницаемых пластов. Выпускается в нескольких модификациях: ГАЛКА-ТЕРМОГЕЛЬ-С, ГАЛКА-ТЕРМОГЕЛЬ-У, ГАЛКА-ТЕРМОГЕЛЬ-НТ.

Причины образования солеотложений различны, поэтому и подбор веществ для удаления солеотложений должен быть индивидуален не только для данного месторождения, но и для участка месторождения, эксплуатируемого пласта, а желательно, для конкретной скважины. В качестве веществ для удаления солеотложений можно применять, например, ингибиторы солеотложений, бактерициды, ингибитор коррозии, кислоту. В качестве ингибитора солеотложений можно применить, например:

- НАРЛЕКС (ТУ 2458-009-24084384-2002). Представляет из себя прозрачную жидкость с желтым или серым оттенком;

- Инкредол-1 (ТУ 6-09-5363-87) - Смесь нитрилотриметилфосфоновой, метилиминодиметилфосфоновой, фосфористой кислот, карбамида, аммиака, ингибитора кислотной коррозии. Жидкость зеленовато-желтого цвета.

- Корилат (ТУ 6-09-20-243-94) Смесь натриевых солей нитрилотриметилфосфоновой кислоты с примесью хлористого натрия. Белый или белый с зеленовато-голубым оттенком порошок.

- Кислота нитрилотриметилфосфоновая (ТУ 2439-347-05763441-2001).

Использование НТФ кислоты и ее солей в качестве активного начала в ингибиторах отложения сульфатных и карбонатных солей позволяет полностью предотвратить солеотложение в оборудовании скважин и в теплообменниках установок термохимического обезвоживания и обессоливания нефти. Бесцветный или слегка зеленоватый кристаллический сыпучий порошок.

- Дифонат (ТУ 6-09-20-235-93). Водный раствор частично замещенных натриевых солей ряда кислот: нитрилотриметилфосфоновой, метилиминодиметилфосфоновой, оксиэтилидендифосфоновой, фосфористой и соляной. Жидкость желтовато-зеленого цвета.

В качестве бактерицидов можно использовать, например:

- Сонцид 8102, 8103 в соответствии с ТУ 2458-012-00151816-99 (жидкость);

- СНХП-1004 (ТУ 2458-011-12966038-2001). Водорастворимое катионоактивное фосфорсодержащее ПАВ в смеси органических растворителей. Предназначен одновременно для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) и защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии. Жидкость.

В качестве ингибитора коррозии можно использовать, например:

- Амфикор (ТУ 39-12966038-004-95) представляет собой водорастворимую соль производных азот- и фосфорсодержащих соединений в растворителе. Однородная жидкость светло-коричневого цвета.

- Напор-1007(ТУ 2458-015-12966038-2001). Предназначен для защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования, работающего в средах, содержащих сероводород и двуокись углерода, в том числе и зараженных сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ). Однородная жидкость от светло-желтого до коричневого цвета.

Чтобы снизить вязкость нефти, выбирают вещества, например ингибиторы, растворители, ПАВ, диспергаторы, бактерициды, деэмульгаторы. Вязкость нефти может быть вызвана несколькими причинами, но наиболее распространенная - это повышенное содержание парафина, которые могут быть растоплены повышенной температурой, поэтому при подборе заряда основываются на том, чтобы время горения заряда и тепловая энергия, созданная при горении заряда, обеспечили тепловое воздействие для растопления веществ, повышающих вязкость нефти, например парафинов.

В качестве Деэмульгатора - Ингибитора Коррозии можно применять:

- Реапон-ИК - новый универсальный реагент серии Реапон-И. (ТУ - 2458-010-12966038-2000) обладает высокой эффективностью в процессах низкотемпературной деэмульсации. Представляет из себя жидкость от желтого до светло-коричневого цвет. Растворим в спиртах.

- Реапон-ИФ (ТУ 39-12966038-003-93) - композиция ПАВ в растворителе. Предназначен при технологических процессах добычи и транспорта нефти и одновременной защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования. Кроме того, деэмульгатор Реапон-ИФ обладает бактерицидными свойствами, подавляет рост сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ). Представляет из себя жидкость светло-коричневого цвет. Растворим в спиртах.

НЧК - нейтрализованный черный контакт ТУ 38-602-22-18.

- Сульфонафт - нейтрализованный кислый гудрон от очистки масел олеумом.

- Неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) - КАУФЭ 14, УФЭ 8, ОП-7 и ОП-10 в качестве деэмульгаторов нефтей при их обезвоживании и обессоливании.

- Оксифос - на основе синтеза фосфорилированных производных полиэтиленгликолевых эфиров спиртов и технология их промышленного получения на основе отечественного промышленного сырья. Основным сырьем для получения реагента являлись смеси гексаэтиленгликолсвых эфиров синтетических спиртов С8-С10 и хлорокись фосфора;

- проксанол-186, проксанол-305, проксамин-385 представляют собой пастообразные вещества с температурой плавления 31-370°С. С целью получения легкоподвижного продукта с температурой застывания не ниже (-300°С) используется растворитель метанол.

Полиакриламид - высокомолекулярные полиэлектролитные добавки, позволяющие сократить расходы дефицитных реагентов-деэмульгаторов. Выпускаются в виде гелей, порошков.

Кроме того, если причиной повышения вязкости нефти является повышенное содержание парафина, то возможно применять вещества, указанные выше для удаления парафина.

Снижение проницаемости пласта может быть вызвано различными причинами. Для увеличения проницаемости пласта выбирают вещества, например растворители, бактерициды, ингибитор коррозии, кислоту. Например, можно использовать:

- соляную кислоту (ТУ-4814-42);

- плавиковую кислоту (ТУ 113-08-523-82),

- лимонную кислоту (кристаллический порошок, выпускается по ГОСТ 908-78);

- сульфаминовую кислоту - кристаллический порошок белого цвета выпускается по ТУ 6-36-00204197-1030-89 или смесь этих кислот.

В качестве ингибитора коррозии можно использовать, например:

- ИКУ1 - вязкая жидкость по ТУ 2415-005 12749890;

- Ацетофенон - прозрачная жидкость(ТУ 6-01-406-90);

- Метилэтилкенон - прозрачная жидкость по ТУ 38-10243-80;

- Ингибитор коррозии - бактерицид Напор-1007, однородная жидкость, выпускается по ТУ 2458-015-12966038-2001.

В качестве бактерицидов можно использовать, например:

- Сонцид 8102, 8103 в соответствии с ТУ 2458-012-00151816-99 (жидкость).

- СНХП-1004 (ТУ 2458-011-12966038-2001).

При такой контейнерной доставке вещества воздействуют непосредственно на обрабатываемый пласт, ПЗП, не оказывая влияния на скважину. Под действием большого давления продукты реакции попадают глубоко в пласт, что усиливает эффект воздействия. Можно локализовать в интервале перфорации как газодинамическое воздействие, так и дополнительное воздействие за счет использования двух рассеивателей и заполнения их высоковязким инертным веществом, например глицерином или вязкоупругим составом на основе полиакриламида или гипана, которое при возгорании заряда и создании внутри контейнера повышенного давления первое выходит из отверстий рассеивателя, тем самым создавая замкнутый объем в скважине напротив обрабатываемого пласта, т.е. создавая эффект установки пакера в скважине в интервале обрабатываемого пласта. Это позволяет усилить эффективность газодинамического воздействия на пласт и дополнительного метода, т.к. давление пороховых газов будет более локально направлено на интервал обрабатываемого пласта и продукты реакции между веществами вместе с пороховыми газами попадут в пласт.

После проведения воздействия производят технологическую выдержку, достаточную, чтобы вещества успели среагировать, и проводят имплозионное воздействие на пласт с целью очистки пласта от продуктов реакции и снижения риска загрязнения скважинного насоса.

Для того чтобы продлить эффект от воздействия на более длительный срок, чтобы созданные трещины в пласте не закрывались, контейнер заполняют кварцевым песком для заполнения образовавшихся трещин проницаемым материалом.

В зависимости от геолого-технических условий возможно проведение комплекса операций по воздействию на пласт. Производят несколько последовательных операций спуска и сжигания секций заряда, при этом при разном сжигании секций заряда производят разные методы воздействия. Например, при первом сжигании секций заряда пеной высокого давления осуществляют дополнительный разрыв трещин, созданных при газодинамическом воздействии, при втором сжигании - осуществляют очистку ПЗП от отложений парафинов или АСПО, при третьем сжигании - заполняют трещины кварцевым песком, чтобы образовавшиеся трещины не закрывались, и т.д.

При использовании восьмилепестковой формы конфигурации центрального канала секций заряда наиболее подходит применение штанги с круглой внешней поверхностью. Но это может вызвать вращение секций заряда относительно оси штанги. Применение штанги с внешней поверхностью в виде шестигранника, а конфигурации центрального канала секций заряда в виде шестилепестковой формы значительно снижает возможность вращения секций заряда относительно оси штанги.

При газодинамическом воздействии и при дополнительном воздействии важно осуществлять контроль за горением секций заряда и непосредственно на скважине определять эффективность воздействия, чтобы скорректировать последующие спуски-подъемы заряда, скорректировать мощность газодинамического воздействия, изменяя массу зарядов (количество секций заряда), определяя необходимость дополнительных воздействий. Для этого осуществляют контроль горения секций заряда в режиме реального времени и регистрацию характеристик режима работы заряда, таких как температура и давление в скважинной жидкости в интервале воздействия. Кроме того, осуществляют регистрацию ускорения смещения оснастки заряда и электронного блока по направлению оси скважины под действием волны сжатия, образованной газом, попавшим в скважинную жидкость при сгорании секций заряда, а по величинам ускорения судят о газоприходе, попавшем в пласт, как о разнице между газоприходом, созданным при сгорании секций заряда, и газоприходом, попавшим в скважинную жидкость. При сопоставлении параметров температуры, давления и ускорения смещения оснастки заряда и электронного блока по направлению оси скважины судят об эффективности воздействия на пласт. Кроме того, при регистрации параметров при повторных воздействиях на пласт по изменению параметров температуры, давления и ускорения при первом воздействии и при повторных воздействиях судят об изменении проницаемости в межскважинном пространстве пласта и необходимости последующих воздействий на пласт.

Заряд включает секции заряда (1), изготовленные из составов, обеспечивающих горение в водной, водонефтяной и кислотной средах, например из баллиститного ракетного твердого топлива. Секции заряда 1 имеют центральный канал, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхность горения (2) для обеспечения заданного времени горения и давления для гидроразрыва пласта. Оснастка включает детали для сбора секций заряда и детали, обеспечивающие стягивание секций вплотную друг к другу. Для сбора секций заряда используют составную штангу 3 (составленную из нескольких элементов). Использование составной штанги позволяет собирать заряд из разного количества секций и упростить доставку штанги на скважину. Штанга пропущена через центральный канал каждой секции заряда. Между секциями заряда установлены центрирующие кольца, по диаметру превышающие диаметр секций заряда, не позволяющие смещаться секциям зарядам относительно друг друга, и в случае изгиба штанги в наклонной скважине касаться стенок обсадной колонны. Кольца изготовлены таким образом, чтобы не менялась динамика горения заряда. С обоих концов к штанге, на которую собраны секции зарядов, присоединены центраторы для стягивания и поджатия секций заряда вплотную друг к другу. Ниже секций заряда расположен рассеиватель с проходными отверстиями для отвода газового потока, образующегося при горении заряда.

Центральный канал секций заряда и внутренняя полость рассеивателя представляют собой контейнер для доставки в интервал обработки вещества в твердом, или в жидком, или в гелеобразном виде. Т.е. контейнер находится внутри заряда, а стенками контейнера служат центральный канал секций заряда и корпус рассеивателя. Для обеспечения герметичности контейнера места сочленения всех элементов контейнера выполнены герметично. Центрирующие кольца герметизируют места сочленения секций заряда, отверстия рассеивателя загерметизированы от внешней среды кожухом или пробками, которые выбиваются газом, образованным при горении заряда. Между рассеивателем и секциями заряда установлены герметичные прокладки. Прокладки и центрирующие кольца выполнены таким образом, чтобы компенсировать линейное расширение заряда при высоких температурах в интервале обработки.

Контейнер разделен на герметичные отсеки для доставки в интервал обработки нескольких веществ. Если необходимо в интервал обработки доставить два вещества, то необходимо два герметичных отсека, если три вещества - три отсека и т.д. При этом герметизация отсеков выполнена так, что при спуске заряда в скважину вещества находятся в герметичных отсеках, а при горении секций заряда под действием пороховых газов обеспечивается разгерметизация отсеков, при этом вещества вступают в реакцию друг с другом. Разделить контейнер на отсеки можно, если загерметизировать торцы секций заряда заглушками, в этом случае каждая секция заряда будет представлять собой герметичный отсек независимо от того, какое количество веществ необходимо доставить в интервал обработки. Разделить контейнер можно на отсеки, если герметично отделить рассеиватель от секций заряда. Кроме того, каждое из веществ можно помещать в контейнер в герметичной упаковке, которая при горении заряда обеспечит смешивание веществ. Кроме того, одно вещество можно поместить в герметичный контейнер, а другое вещество поместить в контейнер в герметичной упаковке.

Диаметр секций заряда, конфигурация центрального канала секций заряда и внутренний объем рассеивателя выполнены так, чтобы обеспечить доставку в интервал обработки пласта необходимого объема вещества. Если объем контейнера недостаточен, то выше секций заряда устанавливают дополнительный рассеиватель. Увеличить объем контейнера можно, если рассеиватели выполнены так, что дополнительно добавлена цилиндрическая часть без проходных отверстий, с внутренним объемом, необходимым для доставки заданного количества вещества, а цилиндрическая часть без проходных отверстий расположена со стороны секций заряда.

Для того чтобы секции заряда не смещались друг относительно друга и оси штанги, внешняя поверхность штанги выполнена в виде шестигранника, а конфигурация центрального канала секций заряда выполнена в виде шестилепестковой формы. Это видно на чертеже.

Устройство включает электронный блок контроля и регистрации характеристик режима работы заряда с локатором муфт, датчиками температуры, давления и акселерометром ускорения смещения оснастки и электронного блока по направлению оси скважины. Электронный блок расположен ниже секций заряда на безопасном расстоянии, чтобы горячие пороховые газы и импульс давления не разрушили его. Для этого составную штангу ниже секций заряда удлиняют - добавляют еще один элемент составной штанги. Верхний конец штанги присоединен к каротажному кабелю, а нижний конец штанги - к электронному блоку контроля и регистрации характеристик режима работы заряда. Штанга выполнена с полым каналом, проходящим внутри штанги вдоль ее центральной оси. По полому каналу штанги пропущен провод питания узла воспламенения и термостойкий проводник, соединяющий каротажный кабель с электронным блоком. Полый канал штанги заполнен жидкостью. При горении заряда штанга нагревается, но жидкость берет на себя часть тепловой энергии, что позволяет сохранить целостность штанги.

Устройство работает следующим образом. Устройство опускают в скважину. С помощью локатора муфт устанавливают в интервал перфорации. По команде оператора с наземного пульта производят запуск устройства подачей электрического тока по геофизическому кабелю и по проводу питания на спираль узла воспламенения, находящегося на торце секции заряда, а по термостойкому проводу на электронный блок. При температуре разогрева спирали, превышающей температуру вспышки заряда, заряд возгорается. Горение происходит по всей поверхности заряда - по наружной, торцевой и внутренней. При горении заряда образуется большое количество горячих газов, которые через рассеиватель попадают в обсадную колонну и через перфорационные отверстия в пласт. При повышении давления в 1,5-1,8 раза выше горного (в зависимости от характеристик пласта) происходит разрыв пласта с образованием трещиноватости в призабойной зоне пласта, перетоку скважинной жидкости и горячих газов в образовавшиеся трещины. Горячие пороховые газы нарушают герметичность отсеков, вещества, находящиеся в отсеках, смешиваются, вступают в реакцию друг с другом. Под действием импульса давления с горячими газами продукты реакции попадают в скважинную жидкость, в трещины и поры обрабатываемого пласта и оказывают дополнительное воздействие на пласт. По данным электронного блока осуществляется контроль горения секций заряда и дополнительного воздействия, определяется необходимость повторных газодинамических и дополнительных воздействий в скважине.

После окончания работ металлическая оснастка поднимается из скважины и используется повторно.

В отличие от известного способа возможно расшить область применения газогидравлического воздействия, локализовать его, применять на пластах как большой мощности, так и малой мощности. Кроме того, одновременно с ним осуществить дополнительное воздействие. При этом эффективность воздействий не суммируется, а возрастает в несколько раз. Решается задача перехода от одноплановой технологии к технологии комплексного характера.

На сегодняшний день разработано достаточное количество химических веществ (реагентов), которые могли бы решить стоящие перед нефтяной отраслью задачи повышения нефтеотдачи, но часть веществ нельзя применять, поскольку они при смешивании на поверхности вступают в реакцию друг с другом. Основное преимущество предлагаемого способа заключается в том, что решена задача доставки в интервал обрабатываемого пласта реагентов, смешивания их там, подогрева, насыщения горячим газом, вступления в реакцию друг с другом и продавливания в трещины обрабатываемого пласта, созданного газодинамическим воздействием.

Источник информации

1. Прострелочно-взрывная аппаратура: Справочник / Л.Я.Фридляндер, В.А.Афанасьев, Л.С.Воробьев и др./ Под ред. Л.Я Фридляндера, - 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: Недра, 1990, Раздел 4.1. Пороховые генераторы давления, стр.109-112.

2. Патент на изобретение РФ №2187633. Способ газогидравлического воздействия на пласт, приоритет от 28.08.2001, авторы Падерин М.Г., Ефанов Н.М., Падерина Н.Г.

3. Патент на изобретение №2178072 "Заряд бескорпусный секционный для газогидравлического воздействия на пласт", от 23.10.2000 г.

1. Способ газодинамического воздействия на пласт, включающий проведение перфорации по всем интервалам обрабатываемого пласта, сборку бескорпусного секционного заряда путем пропускания составной штанги через центральный канал с развитой поверхностью каждой секции заряда, стягивания и поджатия секций заряда вплотную друг к другу, расположения ниже собранных секций заряда рассеивателя отвода газового потока, образующегося при горении секций заряда, с проходными отверстиями, установку заряда в интервал перфорации, сжигание секций заряда, сопровождающееся повышением температуры, образованием горячих пороховых газов и создания импульса давления, отличающийся тем, что одновременно с газодинамическим воздействием на пласт осуществляют дополнительное химическое или тепловое воздействие на этот пласт, для чего в интервал перфорации в герметичных отсеках герметичного контейнера с внутренней полостью, представляющей собой центральный канал секций заряда и внутреннюю полость рассеивателя отвода газового потока, доставляют несколько веществ с возможностью смешивания их между собой горячими пороховыми газами и вступления в реакцию при сжигании секций заряда, разгерметизации контейнера и его отсеков, при этом обеспечивают поступление продуктов реакции в скважинную жидкость и трещины пласта с пороховыми газами под действием импульса давления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выше секций заряда устанавливают дополнительный рассеиватель для увеличения внутреннего объема контейнера и снижения нагрузки на штангу, при этом рассеиватель выполняют так, что дополнительно добавляют цилиндрическую часть без проходных отверстий, с внутренним объемом, необходимым для доставки заданного количества веществ, а цилиндрическую часть без проходных отверстий располагают со стороны секций заряда.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для развития и углубления трещин в пласте, созданных газодинамическим воздействием, один отсек контейнера заполняют пенообразующим веществом, второй отсек контейнера - активатором пенообразования, третий отсек контейнера - стабилизатором пены.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для удаления асфальтеносмолопарафиновых образований, парафинистых отложений в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании и снижения вязкости нефти отсеки контейнера заполняют веществами, которые при смешивании выделяют тепло, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда и веществ подбирают таким образом, чтобы время горения заряда, время прохождения реакции между веществами, а также тепловая энергия горения зарядов и реакции веществ обеспечили тепловое воздействие, достаточное для разрушения и/или растопления асфальтеносмолопарафиновых образований и парафинов.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании осуществляют анализ образцов по групповому составу на конкретном участке месторождения и подбор веществ для растворения конкретных отложений и предотвращения их образования - углеводородные растворители с парафиновыми и ароматическими углеводородами, смесь полярных неэлектролитов, поверхносто-активные вещества, регулятор щелочи, ингибиторы, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда подбирают таким образом, чтобы время горения заряда и тепловая энергия, созданная при горении заряда, обеспечили тепловое воздействие для растопления асфальтеносмолопарафиновых образований.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для удаления парафинов в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании осуществляют анализ образцов по групповому составу на конкретном участке месторождения и подбор веществ для растворения конкретных отложений парафинов - растворителей и диспергаторов и подбор веществ, снижающих кристаллизацию парафинов - модификаторов кристаллов парафина, реагентов для улучшения текучести в холодном состоянии и понизителей температуры застывания, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда подбирают таким образом, чтобы время горения заряда и тепловая энергия, созданная при горении заряда, обеспечили тепловое воздействие для растопления парафинов.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения водопритока и увеличения дебита по углеводородной составляющей добывающих скважин осуществляют селективную обработку призабойной зоны пласта, для чего применяют гидрофобные вещества и растворитель.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения водопритока и увеличения приемистости нагнетательных скважин осуществляют селективную обработку призабойной зоны пласта, для чего применяют гидрофильные вещества и растворитель.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для удаления солеотложений в призабойной зоне пласта и внутрискважинном оборудовании осуществляют анализ образцов по групповому составу на конкретном участке месторождения и подбор веществ для растворения конкретных отложений - ингибиторов солеотложений, бактерицидов, ингибитора коррозии, кислоты.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что снижают вязкость нефти, для чего применяют вещества в виде ингибиторов, растворителей, поверхностно-активных веществ, диспергаторов, бактерицидов, деэмульгаторов, при этом химический состав секций заряда, конфигурацию центрального канала секций заряда подбирают таким образом, чтобы время горения заряда и тепловая энергия, созданная при горении заряда, обеспечили тепловое воздействие для растопления парафинов, повышающих вязкость нефти.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают вещества для увеличения проницаемости пласта - растворители, бактерициды, ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, кислоты.

12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что до проведения воздействия отделяют в скважине зону в интервале обрабатываемого пласта от всего ствола скважинной жидкости, создавая пакер, для этого центральный канал секций заряда заполняют веществами для воздействия на пласт, а внутренние полости рассеивателей заполняют высоковязким инертным веществом, которое при возгорании заряда и создании внутри контейнера повышенного давления первым выходит из отверстий рассеивателя, создавая тем самым замкнутый объем в скважине напротив обрабатываемого пласта.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что после проведения воздействия на пласт производят имплозионное воздействие для очистки пласта от продуктов реакции воздействия на пласт.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что после сжигания секций заряда осуществляют второе сжигание, для чего контейнер заполняют веществом для очистки трещин, осуществляют третье сжигание, для чего контейнер заполняют кварцевым песком, чтобы образовавщиеся трещины не закрывались.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что исключают вращение секций заряда относительно оси составной штанги, для чего внешнюю поверхность этой штанги выполняют в виде шестигранника, а центральный канал секций заряда - в виде шестилепестковой формы.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют контроль горения секций заряда в режиме реального времени и регистрацию характеристик режима работы заряда, таких как температура и давление в скважинной жидкости в интервале воздействия, регистрацию ускорения смещения оснастки и электронного блока по направлению оси скважины под действием волны сжатия, образованной газом, попавшим в скважинную жидкость при сгорании секций заряда, а по величинам ускорения судят о газоприходе, попавшем в пласт, как о разнице между газоприходом созданного при сгорании секций заряда и газоприходом, попавшем в скважинную жидкость, а при сопоставлении параметров температуры, давления и ускорения смещения оснастки и электронного блока по направлению оси скважины судят об эффективности газодинамического и дополнительного воздействия на пласт, кроме того, при повторном воздействии на пласт и регистрации параметров по изменению параметров температуры, давления и ускорения при первом воздействии и при повторном воздействии судят об изменении проницаемости в межскважинном пространстве пласта и необходимости последующих воздействий на пласт.

17. Устройство для газодинамического воздействия на пласт, включающее секции бескорпусного заряда, изготовленные из составов, обеспечивающих горение в водной, водонефтяной и кислотной средах с центральным каналом, конфигурация которого имеет форму с развитой поверхностью горения для обеспечения заданного времени горения и давления для гидроразрыва пласта, и оснастку, включающую составную штангу, пропущенную через центральный канал каждой секции заряда, рассеиватель для отвода газового потока с проходными отверстиями, расположенный ниже собранных секций заряда, центрирующие кольца между секциями заряда, превышающие по диаметру диаметр секций заряда, детали для стягивания секций заряда вплотную друг к другу, детали для обеспечения безопасного горения и центрирования заряда в скважине, отличающееся тем, что центральный канал секций заряда и внутренняя полость рассеивателя представляют собой контейнер для доставки в интервал обработки нескольких веществ, а для обеспечения герметичности контейнера места сочленения всех элементов контейнера выполнены герметичными, центрирующие кольца выполнены таким образом, что позволяют при сборке устройства герметизировать места сочленения секций заряда, отверстия рассеивателя загерметизированы от внешней среды кожухом или пробками, обеспечивающими разгерметизацию рассеивателя при горении секций заряда, кроме того, между рассеивателем и секциями заряда установлены герметичные прокладки, при этом контейнер разделен на герметичные отсеки для доставки в интервал обработки нескольких веществ, при этом отсеки выполнены так, что при горении секций заряда обеспечена их разгерметизация и смешивание веществ между собой горячими пороховыми газами, а диаметр секций заряда, конфигурация центрального канала секции заряда и внутренний объем рассеивателя выполнены так, чтобы обеспечить доставку в интервал обработки пласта необходимого объема веществ.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что выше секций заряда установлен дополнительный рассеиватель для увеличения внутреннего объема контейнера и снижения нагрузки на штангу, при этом рассеиватели выполнены так, что дополнительно добавлена цилиндрическая часть без проходных отверстий с внутренним объемом, необходимым для доставки заданного количества вещества, а цилиндрическая часть без проходных отверстий расположена со стороны секций заряда.

19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что внешняя поверхность составной штанги выполнена в виде шестигранника, а центральный канал секций заряда имеет шестилепестковую форму.

20. Устройство по п.17, отличающееся тем, что составная штанга выполнена с полым каналом вдоль ее центральной оси, верхний конец этой штанги присоединен к каротажному кабелю, а нижний конец штанги - к электронному блоку контроля и регистрации характеристик режима работы заряда, по полому каналу штанги пропущен провод питания узла воспламенения и термостойкий проводник, соединяющий каротажный кабель с электронным блоком для включения датчиков локатора муфт, температуры, давления и акселерометром ускорения смещения оснастки и электронного блока по направлению оси скважины, при этом полый канал составной штанги заполнен жидкостью.