Излучатель для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к излучателю для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения с целью повышения коэффициента извлечения нефти из указанных пластов. Излучатель для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения содержит боек. Боек выполнен в виде цилиндрического корпуса с возможностью крепления на нижнем оконечном участке буровых труб, свободно подвешенных в обсадной трубе скважины. В нижнем и верхнем торцах бойка выполнены продольные цилиндрические глухие отверстия, а на нижнем торце бойка выполнена фаска. Боек выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри обсадной трубы с обеспечением ударного воздействия на размещенный внизу обсадной трубы на границе раздела фаз продуктивного пласта и коренной породы плоский диск таким образом, чтобы обеспечивать преобразование кинетической энергии свободно подвешенных в обсадной трубе буровых труб в волны, проходящие по разделу фаз продуктивного пласта и коренной породы. Длина и диаметр цилиндрического корпуса бойка равны 1200 мм и 200 мм соответственно, а глубина и диаметр продольных цилиндрических глухих отверстий в торцах цилиндрического корпуса бойка равны 350 мм и 25 мм соответственно. Обеспечивается комплексное волновое воздействие на пласты нефтяного месторождения. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к излучателю для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения с целью повышения коэффициента извлечения нефти из указанных пластов [Е21В 28/00, Е21В 43/25].

Из уровня техники известно СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНО-ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОДУКТИВНЫЕ ПЛАСТЫ [RU 146794 U1, опубл. 20.10.2014], включающее генератор импульсов давления, размещенный в стволе скважины на колонне труб или на кабеле. Над генератором импульсов давления устанавливается поршень с продольной длиной, обеспечивающей эффективное отражение ударно-волновых импульсов давления и ограничение волновой нагрузки на колонну труб или кабель. Эффективность ударно-волнового воздействия на пласт повышается за счет локализации этого воздействия в выделенном интервале продуктивного пласта. Кроме того, локализация зоны воздействия предохраняет от динамических нагрузок резьбовые соединения обсадных труб и цементный камень в кольцевом пространстве в остальной части ствола скважины. Для ограничения интервала воздействия снизу может быть установлен аналогичный поршень под генератором импульсов давления.

Недостатком аналога является возможность оказывать реабилитирующее воздействие на единичную скважину и на ограниченном расстоянии.

Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ [RU 2171354 C1, опубл. 27.07.2001], при этом известный способ включает установку в скважине блока направленного волнового воздействия и создание гидродинамических ударов по вышеупомянутому блоку. Устройство для осуществления способа включает в себя груз для нанесения гидродинамических ударов, подъемный механизм, связанный с грузом, и блок направленного волнового воздействия. Блок образован, по меньшей мере, двумя цилиндрическими элементами с осевыми и радиальными каналами. Один из цилиндрических элементов встроен в цементный мост. Другие элементы размещены над ним с возможностью совпадения их осевых каналов. Нижний конец встроенного в цементный мост элемента выполнен в форме усеченного шара. Осевой канал этого элемента выполнен глухим снизу.

Основной технической проблемой прототипа является невозможность генерации волн, проходящих в плоскости вдоль границы раздела фаз продуктивного пласта и коренной породы, что обуславливает ограниченную зону возмущения в несколько метров и невозможность оказывать комплексное реабилитирующее воздействие не только на скважину, но и на месторождение в целом.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания источника волнового возмущения на пласты нефтяного месторождения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что излучатель для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения, содержащий боек, имеющий цилиндрический корпус, отличающийся тем, что боек выполнен с возможностью крепления на нижнем оконечном участке буровых труб, свободно подвешенных в обсадной трубе скважины, в нижнем и верхнем торцах бойка выполнены продольные цилиндрические глухие отверстия, а на нижнем торце бойка выполнена фаска, при этом боек выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри обсадной трубы с обеспечением ударного воздействия на размещенный внизу обсадной трубы на границе раздела фаз продуктивного пласта и коренной породы плоский диск таким образом, чтобы обеспечивать преобразование кинетической энергии свободно подвешенных в обсадной трубе буровых труб в волны, проходящие по разделу фаз продуктивного пласта и коренной породы, при этом длина и диаметр цилиндрического корпуса бойка равны 1200 мм и 200 мм соответственно, а глубина и диаметр продольных цилиндрических глухих отверстий в торцах цилиндрического корпуса бойка равны 350 мм и 25 мм соответственно.

Краткое описание чертежей.

На чертеже показан общий вид излучателя для создания поля возмущения посредством волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления заявленного изобретения, на которой обозначено: 1 - боек излучателя, 2 - резьбовое соединение, 3 - буровые трубы, 4 - обсадная труба, 5 - поперечные канавки, 6 - фаска, 7 - поверхность скважины, 8 - преобразователь, 9 - продуктивный пласт, 10 - коренная порода, 11 - резиновые прокладки.

Осуществление изобретения.

Излучатель для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения предназначен для повышения коэффициента извлечения нефти из указанных пластов и включает в себя боек 1, имеющий цилиндрический корпус и связанный резьбовым соединением 2 с оконечным участком буровых труб 3, свободно подвешенных в обсадной трубе 4 скважины. В преимущественном варианте осуществления полезной модели соотношение длины цилиндрического корпуса бойка 1 к его диаметру равно 6:1. Исходя из диаметра обсадной трубы с учетом допуска диаметр цилиндрического корпуса бойка 1 выбирают 200 мм, а длина его соответственно равна 1,2 м.

На бойке 1 по центру и вдоль его краев могут быть выполнены поперечные канавки 5. На нижнем торце бойка 1 выполнена фаска 6. В нижнем и верхнем торцах бойка 1 выполнены продольные цилиндрические глухие отверстия (на чертеже не показаны). Указанные цилиндрические глухие отверстия выполнены глубиной от 300 до 400 мм, преимущественно 350 мм и диаметром от 20 до 30 мм, преимущественно 25 мм. Боек 1 излучателя выполнен цельным, но может быть и составным по поперечной канавке 5 по центру.

Излучатель за счет выполнения в бойке 1 продольных глухих отверстий представляет собой излучатель дипольного типа, работающий по принципу антенны.

На поверхности 7 вертикальной скважины размещен эксцентриковый электропривод (не показан), посредством которого инициируется возвратно-поступательное перемещение буровых труб 3 вместе с бойком 1 внутри обсадной трубы 4.

В обсадную трубу 4 на глубине прохождения раздела фаз продуктивного пласта и коренной породы опущен преобразователь 8 кинетической энергии в волны, в неограничивающем варианте осуществления изобретения, представляющий собой плоский диск. При этом при возвратно-поступательном перемещении бойка 1 в своем нижнем положении боек 1 обеспечивает ударное воздействие на преобразователь 8, за счет чего генерируются волны вдоль плоскости границы раздела фаз продуктивного пласта 9 и коренной породы 10. За счет выполнения с торца нижнего сегмента бойка 1 фаски 6 обеспечивается предотвращение повреждения преобразователя 8 при ударном механическом воздействии на него бойка 1 излучателя.

Для ограничения колебаний буровых труб 3 и предотвращения разрушения обсадной трубы 4 скважины между буровыми трубами 3 и обсадной трубой 4 смонтированы уплотнители, выполненные в виде резиновых прокладок 11.

Излучатель для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения используют следующим образом.

В обсадную трубу 4 скважины опускают свободно подвешенные буровые трубы 3 с размещенным на оконечном участке буровых труб 3 и закрепленным с ним посредством резьбового соединения 2 бойком 1 излучателя.

Посредством эксцентрикового электропривода, размещенного на поверхности вертикальной скважины 7, генерируют колебания, за счет редуцированного вращения электродвигателя при помощи шатуна в сводном подвешенном положении буровые трубы 3 вместе с излучателем приводят в возвратно-поступательное движение по эксцентрику, а колебания от эксцентрикового электропривода через буровые трубы 3 передают на боек 1. При этом при возвратно-поступательном перемещении бойка 1 в своем нижнем положении боек 1 обеспечивает ударное воздействие на преобразователь 8, представляющий собой плоский диск, опущенный в обсадную трубу 4 на глубине прохождения раздела фаз продуктивного пласта и коренной породы. Новым, обеспечивающим достижение технического результата, является то, что за счет конструкции излучателя, который представляет собой излучатель дипольного типа, работающего по принципу антенны, состоящий из бойка 1, с торцов которого вдоль продольной оси выполнены глухие круглые отверстия глубиной 350 мм и диаметром 25 мм, обеспечивается генерация волнового возмущения вдоль плоскости границы раздела фаз продуктивного пласта 9 и коренной породы 10 энергией от 100 до 1000 кДж, распространяющиеся на расстояние нескольких километров.

Для более высокого суммарного эффекта излучатель последовательно передвигают по разрезу.

На основе гидродинамического моделирования процесса разработки модельных месторождений определено, что эффективное применение источников акустических колебаний возможно только при соответствующем подборе параметров излучателей, а именно: спектра частот, диаграммы направленности излучения, расположения источника, его мощности, исходя из геолого-физических характеристик и условий разработки участка пласта до воздействия, а именно: для каждого типа коллектора существует оптимальная частота воздействия (например, для коллектора, неподверженного деформации с проницаемостями: 30 мД - 1300 Гц, 100 мД - 1100 Гц, 300 мД - 900 Гц).

Пример конкретного выполнения.

Опытно-промышленное использование излучателя для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения на Мончаровском месторождении НГДУ «Чекмагуш-нефть» АНК «Башнефть» показало высокую эффективность. Воздействие осуществлялось мобильным импульсным источником на компоновку труб, опущенных в скважину.

При указанном воздействии на основе результатов опытно-промышленной эксплуатации были подобраны оптимальные размеры излучателя, а именно, длина и диаметр цилиндрического корпуса бойка 1200 мм и 200 мм соответственно, а также глубина и диаметр продольных цилиндрических глухих отверстий в торцах цилиндрического корпуса бойка 350 мм и 25 мм соответственно. Было определено опытным путем, что воздействие на пласты месторождения излучателем с указанными характеристиками имеет максимальный эффект в виде снижения обводненности добываемой продукции и дополнительной добычи нефти. При этом, увеличение размеров самого излучателя и глубины и диаметра продольных цилиндрических глухих отверстий в его торцах свыше обозначенных выше значений приводит к снижению надежности заявленного технического решения за счет возможности разрушения излучателя при увеличении параметров продольных цилиндрических глухих отверстий, а также возможности повреждения обсадной колонны при увеличении размеров самого излучателя. Максимальная глубина погружения составляла 1350 м. Эффект от воздействия обычно проявлялся через 7-15 суток после его начала в виде снижения обводненности добываемой продукции и дополнительной добычи нефти. В результате трех циклов воздействия длительностью по 3-5 недель обводненность продукции в целом по участку месторождения снизилась с 95,8 до 91,5%. Также, чередование ударно-волнового воздействия в течение семи дней с перерывом в семь дней за два месяца увеличило дебет куста скважин более чем в два раза, что привело к увеличению добычи на 40000 тонн нефти.

Таким образом, посредством использования излучателя для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения оказывается комплексное реабилитирующее воздействие, достигающее нескольких километров, не только на скважину, но и на месторождение в целом.

Необходимо понимать, что описанные выше для примера предпочтительные варианты осуществления изобретения не ограничивают ее объем. После ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанным вариантам осуществления, все из которых будут попадать в объем патентной защиты полезной модели, определяемый ее формулой.

Излучатель для создания волнового возмущения на сильнообводненные пласты нефтяного месторождения, содержащий боек, имеющий цилиндрический корпус, отличающийся тем, что боек выполнен с возможностью крепления на нижнем оконечном участке буровых труб, свободно подвешенных в обсадной трубе скважины, в нижнем и верхнем торцах бойка выполнены продольные цилиндрические глухие отверстия, а на нижнем торце бойка выполнена фаска, при этом боек выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри обсадной трубы с обеспечением ударного воздействия на размещенный внизу обсадной трубы на границе раздела фаз продуктивного пласта и коренной породы плоский диск таким образом, чтобы обеспечивать преобразование кинетической энергии свободно подвешенных в обсадной трубе буровых труб в волны, проходящие по разделу фаз продуктивного пласта и коренной породы, при этом длина и диаметр цилиндрического корпуса бойка равны 1200 мм и 200 мм соответственно, а глубина и диаметр продольных цилиндрических глухих отверстий в торцах цилиндрического корпуса бойка равны 350 мм и 25 мм соответственно.