Способ гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород и оборудование для его осуществления (варианты)

Способ гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород и оборудование для его осуществления (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу, нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи полезных ископаемых через буровые скважины после проведения гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород в макрообъемах в околоскважинном пространстве. Обеспечивает ограничение зоны охвата волновым воздействием в заданных пределах толщины пласта. Сущность изобретения: по способу осуществляют бурение скважины на заданную глубину. Испытывают пласт на приток. Размещают на устье скважины наземный насосный агрегат для подачи рабочего агента в скважину. Вскрывают пласт полезного ископаемого. Воздействуют ударными волнами с помощью гидроударного устройства с передачей их по жидкому волноводу в скважине с последующим поворотом волны от отражателя в пласт. Согласно изобретению дополнительно на стенках скважины в пределах толщины интересующего пласта выполняют верхний и нижний окружные и прямолинейные концентраторы напряжений с помощью предварительно спускаемого в скважину режущего инструмента. Затем спускают в скважину в составе буровой колонны с системой радиальных и продольных каналов золотниковое устройство, втулку, подпружиненный клапан и сдвоенный пакер, предназначенные для изоляции одного из окружных концентраторов напряжений сверху и снизу его. После спускают в составе насосно-компрессорных труб с системой радиальных и продольных каналов переводник с подпружиненной втулкой, гидроударное устройство, насос-мультипликатор, ресивер высокого давления с управляемым сбрасывающим клапаном - генератор высокого давления - силовой гидроцилиндр с переключателем давления. Включают в работу с помощью наземного насосного агрегата гидроударное устройство. После достижения требуемой величины давления рабочего агента во внутрипакерных пространствах его величину повышают с помощью гидроударного устройства и наземного насосного агрегата, при котором происходит сдвиг вниз верхнего подпружиненного ступенчатого поршня и фиксация его положения внутри путевого переключателя. Давление во внутрипакерных пространствах запирают и открывают канал к изолированному окружному концентратору напряжений. Нагнетание давления в нем из ресивера высокого давления производят аналогично с помощью гидроударного устройства и наземного насосного агрегата до гидроразрыва пласта. Здесь давление рабочего агента в области окружного концентратора напряжений опускают ниже, чем внутри пакеров. Гидроразрыв пласта фиксируют по резкому падению давления при нагнетании рабочего агента с помощью наземного насосного агрегата. После гидроразрыва пласта производят открепление фиксаторов верхнего подпружиненного ступенчатого поршня путевого переключателя давления с помощью давления, подаваемого на нижний край нижнего подпружиненного ступенчатого поршня-открепителя, и сброс давлений во внутрипакерных пространствах и осуществляют их связь с подпакерным и надпакерным пространствами. После этого устройство принимает свое исходное состояние и его перемещают вдоль скважины так, чтобы пакеры изолировали своими уплотнительными элементами другой окружный концентратор напряжений и все действия с ним повторяют аналогично действиям с первым окружным концентратором напряжений. После этого устройство извлекают на поверхность Земли и опускают устройство, оснащенное двумя парами пакеров, предназначенными для одновременного изолирования верхнего и нижнего окружных концентраторов напряжений и производства гидроразрыва вдоль прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины. После гидроразрыва по прямолинейным концентраторам напряжений на стенках скважины осуществляют расширение зоны разуплотнения пород в макрообъемах и повышение проницаемости с ликвидацией закрытой пористости путем циклического гидроимпульсного воздействия с помощью давления рабочего агента. Вертикальные трещины не выходят за пределы трещин в горизонтальных плоскостях. 4 с. и 2 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к горному делу, нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи полезных ископаемых через буровые скважины. Поставлена техническая задача увеличить проницаемость околоскважинного объема горных пород с его наибольшим радиальным простиранием при одновременном снижении энергозатрат путем обеспечения дилатантной деформации и разуплотнения массива в режиме неравномерного нагружения в макрообъемах.

Известен способ (А.с. СССР 1701896, М.кл. Е 21 В 43/25, 43/28, 30.12.91, БИ 48) повышения проницаемости горных пород на месте залегания, включающий вскрытие пласта полезного ископаемого скважиной, подачу в скважину жидкости и воздействие ударными волнами с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом волны от отражателя в пласт, с помощью которого дополнительно перед воздействием ударными волнами на столб жидкости в скважине воздействуют статическим давлением, превышающим поровое давление в разуплотняемых горных породах не менее чем в 1,5 раза, а амплитуду в ударной волне выбирают равной или большей напряжения сжатия-растяжения для протекания дилатантной деформации в пласте, при этом длину волны устанавливают соизмеримой с мощностью пласта, но не меньше заданной длины трещин, образующихся в массиве L = Taln, где L - мощность пласта полезного ископаемого; - длина волны; а - скорость волны; Т - длительность волны; 1 - прирост длины трещины, образованной за одно прохождение волны; n - количество прохождений волны для обеспечения расчетной длины трещины, причем поперечное сечение жидкостного волновода в направлении к забою в зоне излучения волн изменяют в соответствии с зависимостью где _ж0, а_ж0 - начальные (при подходе к забою скважины) соответственно плотность жидкости и скорость волны в жидкости; _ж, а_ж, F_ж - соответственно плотность жидкости, скорость волны в жидкости и текущее значение сечения жидкостного волновода на длине волны; _м, а_м, F_м - соответственно плотность массива, скорость волны в нем, поперечное сечение участка массива, охваченного волной в каждом сечении на длине волны от забоя скважины.

Названный способ обладает недостатками. Например, в нем не оговаривается ограничение на охват волновым воздействием заданной толщины пласта, без которого волновое воздействие будет распространяться на вышележащие и нижележащие пласты, смежные с исследуемым, теряя безвозвратно полезную энергию и вызывая их гидродинамическую связь, что нежелательно в случае испытания нефтеносного пласта, граничащего с водоносными горизонтами. Кроме этого, указанный способ не предусматривает предварительного перед волновым воздействием выполнения на стенках скважины концентраторов напряжений, обеспечивающих гидроразрыв при меньших импульсных давлениях в волноводе.

Наиболее близким аналогом является способ повышения проницаемости горных пород (А. с. СССР 1240112, М.кл. Е 21 В 43/25, 43/28, опубл. 15.05.88, БИ 18), включающий вскрытие пласта полезного ископаемого скважинами, подачу в скважины технологического раствора и воздействие ударных волн, возбуждаемых в верхней части столба раствора с передачей их по волноводу-раствору в скважине, с помощью которого дополнительно ударные волны в зоне пласта поворачивают отражением вдоль пласта путем установки в скважине в интервале пласта отражателя волн, а амплитуду напряжений волн устанавливают из соотношения 0,6_уволн0,3_в, где _волн - максимальная амплитуда напряжения в волне; _у - предел упругости скелета горной породы; _в - предел прочности горной породы.

А также для снижения проницаемости вмещающих пласт пород последние дополнительно обрабатывают ударными волнами с амплитудой напряжений выше предела упругости скелета пород.

Указанный способ обладает теми же недостатками, что и предыдущий аналог: отсутствие ограничения на охват волновым воздействием по толщине пласта, отсутствие выполненных концентраторов напряжений на стенках скважины. Кроме этого, указанная в способе обработка пласта импульсным давлением, достигающим 300 МПа и более, может вызвать разрушение обсадной трубы, так как она не рассчитана на такое давление.

Известно устройство (А.с. 1701896, М.кл. Е 21 В 43/28, 43/25) для повышения проницаемости горных пород на месте залегания, включающее акустический отражатель конической формы с острием в верхней части, соединенный с генератором силовых волн с концентратором волн и отражателем волн на его конце, сообщенным с жидким волноводом, в котором дополнительно концентратор волн и отражатель волн выполнены в виде усеченных конусов, герметично соединенных между собой своими большими основаниями, и снабжены гидромолотом, пропущенным через меньшее основание концентратора волн с возможностью его возвратно-поступательного движения с клапаном и бойком и патрубком высокого давления воды, при этом сечение отражателя волн выполнено с уменьшающимся по экспоненте сечением, волновод-излучатель выполнен с сечением, уменьшающимся по зависимости где _и0, а_и0 - соответственно плотности материала излучателя, скорость волны в материале излучателя в нулевом сечении; _и, а_и, F_и - соответственно те же параметры излучателя в текущих сечениях излучателя; _ж, а_ж, F_ж - соответственно плотность жидкости волновода, скорость волны в жидком волноводе и приведенное сечение жидкостного волновода по длине излучателя, а акустический отражатель имеет высоту не меньше длины волны.

Недостатком устройства является то, что в нем не предусмотрено технических элементов, выполняющих перед гидроразрывом концентраторы напряжений на стенках скважины и ограничивающих охват трещинами по толщине пласта.

Наиболее близким аналогом является (А. с. СССР 1583608, М.кл. Е 21 С 45/00, 43/28, опубл. 07.08.90, БИ 29) устройство для добычи полезных ископаемых через скважины, включающее трубопроводы для нагнетания рабочей жидкости в нагнетательную скважину и откачки пульпы через откачную скважину с запорной арматурой, патрубки, соединяющие скважины с нагнетательным и откачным трубопроводами, возбудитель импульсов и привод возбудителя, в котором дополнительно патрубок нагнетательного трубопровода выполнен в виде двухступенчатого корпуса с крышкой и дистанционной прокладкой и установлен соосно с нагнетательной скважиной, ступень меньшего диаметра соединена с нагнетательным трубопроводом посредством обратного клапана, ступень большего диаметра расположена над ступенью меньшего диаметра, сообщена с ней и снабжена упругими связями, возбудитель импульсов размещен между упругими связями в ступени большего диаметра и имеет канал для выпуска воздуха, причем внутренний диаметр меньшей ступени равен или больше диаметра скважины, а дистанционная прокладка размещена между крышкой и упругими связями в ступени большего диаметра. Патрубок нагнетательной скважины снабжен отражателем, соединенным с последним посредством дополнительной упругой связи и амортизатора, а поверхность отражателя снабжена не менее чем двумя винтовыми выступами, имеющими в плане вид спирали.

Недостатками этого устройства является отсутствие технических элементов, выполняющих перед гидроразрывом концентраторы напряжений на стенках скважины, ограничивающих охват трещинами по толщине пласта и обеспечивающих достаточность статического давления столба жидкости на уровне исследуемого пласта на больших глубинах порядка 4-5 км и амплитуды в ударной волне, а также соизмеримость длины волны с толщиной пласта.

Известно также оборудование для гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород, включающее силовой гидроцилиндр, камеру повышенного давления, клапаны всаса и выхлопа рабочего агента, герметизирующий элемент - пакерное устройство, насосно-компрессорные трубы - НКТ, обсадную колонну с перфорационными отверстиями и цементным тампонажным кольцом, пороховой аккумулятор давления скважин - пороховой заряд с механизмом воспламенения заряда (см. книгу Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М. : Недра, 1990, с.35, 36, 38-45, 74-76, рис.24).Недостатком использования этого оборудования является то, что при некачественном цементаже может разорваться обсадная колонна и произойти заклинивание подводящих проводов, пороховые газы при входе в объем пласта могут перераспределиться с насыщающей пластовой жидкостью и образовать эффект Жамена, приводящий к закупорке прискважинной зоны.

Известен интервальный пакер по авт. свид. СССР 643625, кл. Е 21 В 33/12, опубл. в БИ 3, 1979, содержащий верхний и нижний пакеры со стволами, выполненными с радиальными каналами, корпус с окнами, якорь, клапанное устройство, гильзу и фиксатор, причем ствол нижнего пакера жестко соединен с гильзой, а фиксатор установлен на конце ствола верхнего пакера с возможностью взаимодействия с гильзой, при этом в нижней части ствола нижнего пакера установлен жестко связанный с ним патрубок, образующий со стволом кольцевую полость, а под герметизирующим элементом установлен поршень, образующий со стволом камеру, сообщающуюся с кольцевой полостью, а при пакеровке - с внутрипакерным пространством. Нижняя поверхность интервального пакера выполнена плоской, что не влияет на эффективность работы пакера, но при использовании его при взрыве уменьшает эффективность последнего.

Техническим результатом, который будет получен при использовании изобретения, является ограничение зоны охвата волновым воздействием в заданных пределах толщины пласта за счет выполнения на стенках скважины окружных концентраторов напряжений, позволяющих производить гидроразрыв в их плоскости при изоляции пакерами и меньших гидростатических давлениях, а при выполнении прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины, ограниченных сверху и снизу окружными, производство гидроразрыва в плоскостях, параллельных продольной оси скважины, при оптимальных гидростатических давлениях, и затем осуществлять с помощью управляемого волнового гидродинамического воздействия дилатантное разрыхление в макрообъемах между образовавшимися трещинами, ликвидируя закрытую пористость и повышая проницаемость пород.

Достигается это тем, что способ гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород, включающий бурение скважины на заданную глубину, испытание пласта на приток, размещение на устье скважины наземного насосного агрегата, подающего рабочий агент в скважину, вскрывающую пласт полезного ископаемого, воздействие ударными волнами с помощью гидроударного устройства и с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом волны от отражателя в пласт, согласно изобретению дополнительно на стенках скважины в пределах толщины интересующего пласта выполняют верхний и нижний окружные и прямолинейные концентраторы напряжений с помощью предварительно спускаемого в скважину специального режущего инструмента, извлекаемого на поверхность земли после их наведения, затем спускают в скважину в составе буровой колонны с системой радиальных и продольных каналов золотниковое устройство, втулку, подпружиненный клапан и сдвоенный пакер, предназначенные для изоляции одного из окружных концентраторов напряжений сверху и снизу его, и после спускают в составе насосно-компрессорных труб (НКТ) с системой радиальных и продольных каналов переводник с подпружиненной втулкой, гидроударное устройство, насос-мультипликатор, ресивер высокого давления с управляемым сбрасывающим клапаном - генератор высокого давления (силовой гидроцилиндр), в составе корпуса которого находится путевой переключатель давления, до приведения в функциональную связь систем радиальных и продольных каналов и перечисленных устройств в составе буровой колонны и в составе НКТ и включают в работу с помощью наземного насосного агрегата гидроударное устройство, выполняющее роль гидропривода насоса-мультипликатора, подающего рабочий агент в ресивер высокого давления, по достижении расчетной предельной величины которого оно автоматически и циклически сбрасывается во внутрипакерное пространство; после достижения требуемой величины давления рабочего агента во внутрипакерных пространствах его величину повышают с помощью гидроударного устройства и наземного насосного агрегата, при котором происходит сдвиг вниз верхнего подпружиненного ступенчатого поршня и фиксация его положения внутри путевого переключателя, в результате чего давление во внутрипакерных пространствах запирается и открывается канал к изолированному окружному концетратору напряжений и нагнетание давления в нем из ресивера высокого давления производят аналогично с помощью гидроударного устройства и наземного насосного агрегата до гидроразрыва пласта, здесь давление рабочего агента в области окружного концентратора напряжений, поскольку давление во внутрипакерных пространствах заперто и зафиксировано, опускают ниже, чем внутри пакеров; гидроразрыв пласта фиксируют по резкому падению давления при нагнетании рабочего агента с помощью наземного насосного агрегата; после гидроразрыва пласта производят открепление фиксаторов верхнего подпружиненного ступенчатого поршня путевого переключателя давления с помощью давления, подаваемого на нижний край нижнего подпружиненного ступенчатого поршня-открепителя, и сброс давлений во внутрипакерных пространствах и осуществляют их связь с подпакерным и надпакерным пространствами, после чего устройство принимает свое исходное состояние и его перемещают вдоль скважины так, чтобы пакеры изолировали своими уплотнительными элементами другой окружный концентратор напряжений и все действия с ним повторяют аналогично действиям с первым окружным концентратором напряжений; после этого устройство извлекают на поверхность и опускают устройство, оснащенное двумя парами пакеров, предназначенными для одновременного изолирования верхнего и нижнего окружных концентраторов напряжений и производства гидроразрыва вдоль прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины, осуществление которого аналогично гидроразрыву в плоскости окружного концентратора напряжений; после гидроразрыва по прямолинейным концентраторам напряжений на стенках скважины осуществляют расширение зоны разуплотнения пород в макрообъемах и повышение проницаемости с ликвидацией закрытой пористости путем циклического гидроимпульсного воздействия с помощью давления рабочего агента, автоматически сбрасываемого ресивером высокого давления при нагнетании его насосом-мультипликатором; сами образовавшиеся вертикальные трещины не выходят за пределы образованных до этого трещин в горизонтальных плоскостях, раскрытость образовавшихся вертикальных трещин обеспечивается за счет того, что вертикальная составляющая горного давления всегда больше окружной тангенциальной составляющей горного давления; альтернативой генератору высокого давления рабочего агента может служить пороховой заряд или цепочка зарядов, при необходимости включаемых в действие через определенные промежутки времени до достижения гидроразрыва пласта.

Оборудование для гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород, включающее жидкий волновод, генератор силовых волн, передающий колебания волноводу, гидроударное устройство или гидромолот с возможностью его возвратно-поступательного движения с клапаном и бойком и патрубком высокого давления воды, согласно изобретению дополнительно снабжено спускаемым в скважину режущим инструментом для наведения окружных и прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины, извлекаемым из нее после их выполнения, режущий инструмент для производства окружных концентраторов может быть представлен в трех вариантах, в двух из которых предусматривается создание вращательного момента маховика, оснащенного подпружиненным выдвижным режущим инструментом при постоянном и переменном радиусах приложения сил реакции вытекающих струй рабочего агента (воды) с применением механических связей в виде подшипников качения, в третьем - исключаются механические связи и заменяются на гидравлические типа гидравлической смазки, благодаря чему вращение маховика с режущим инструментом осуществляется в плавающем режиме без шума и вибрации; тарирование давления рабочего агента на максимальный выход подпружиненного режущего инструмента производят предварительно, после чего процесс нарезания концентраторов напряжений на стенках скважины становится управляемым с поверхности земли; режущий инструмент для наведения прямолинейных концентраторов напряжений дополнительно оснащен управляемым с поверхности земли отклоняющим устройством, прижимающим режущий инструмент к стенке скважины, а НКТ на поверхности земли оснащены угломером, позволяющим наводить прямолинейные концентраторы напряжений на стенках скважины с заданным углом между ними.

Оборудование для гидроразрыва пласта и повышения проницаемости, включающее втулку, подпружиненный клапан, размещенные в составе буровой колонны во внутритрубном пространстве, оснащенные радиальными и продольными каналами, одну пару пакеров, размещенных на внешней поверхности корпусов в составе буровой колонны, силовой гидроцилиндр (генератор высокого давления), переводник для осуществления функциональной связи, согласно изобретению дополнительно снабжено золотниковым устройством в составе буровой колонны, размещенным в ее внутритрубном пространстве и примыкающим снизу к нижнему торцу втулки, взаимодействующим с подпружиненным клапаном, расположенном выше втулки, и предназначенным для осуществления гидравлической связи внутрипакерных пространств между собой и с генератором высокого давления, с подпакерным и надпакерным пространствами с помощью радиальных и продольных каналов, выполненных в цилиндрической стенке корпусов в составе буровой колонны, силовым гидроцилиндром (генератором высокого давления), размещенным в составе насосно-компрессорных труб (НКТ) выше относительно подпружиненного клапана и жестко связанным с вышерасположенным насосом-мультипликатором, который в свою очередь жестко связан с вышерасположенным гидроударным устройством и гидроударное устройство жестко связано с вышерасположенным переводником, а верхний край переводника жестко связан с НКТ, в составе корпуса силового гидроцилиндра в нижней его части жестко установлен путевой переключатель давления, в стенке корпуса которого выполнены радиальные и продольные каналы для подачи рабочего агента в пакеры, в область межпакерного пространства, в путевой переключатель давления для перевода его в исходное состояние, предназначенный для запирания заданного давления рабочего агента в верхнем и нижнем пакерах и последующего открывания каналов с направлением от силового гидроцилиндра в область окружного концентратора напряжений для производства гидроразрыва, для необходимости сброса давления во внутрипакерных пространствах после производства гидроразрыва пласта с помощью канала, выполненного в боковых стенках корпусов последовательно сверху вниз переводника, гидроударного устройства, насоса-мультипликатора, силового гидроцилиндра, путевого переключателя давления и перекрытого в переводнике корпусом подпружиненной втулки с осевым каналом и уплотнениями до тех пор, пока не будет произведен гидроразрыв пласта, после которого осевой канал подпружиненной втулки переводника перекрывают сбрасываемым с поверхности земли внутри НКТ гладким шаром и путем подачи расчетного давления подпружиненную втулку осаживают вниз до положения, при котором открывается вышеупомянутый канал, к нижнему краю подпружиненного ступенчатого поршня-открепителя, предназначенного для открепления фиксаторов верхнего подпружиненного ступенчатого поршня путевого переключателя давления, после чего верхний подпружиненный ступенчатый поршень займет свое исходное положение, перекрывая собой канал в межпакерное пространство и открывая канал в золотниковое устройство и внутрипакерное пространство, а подпружиненный ступенчатый поршень-открепитель откроет канал во внутреннее пространство НКТ для сброса давления рабочего агента из внутрипакерных пространств и их последующей связи с помощью золотникового устройства с подпакерным и надпакерным пространствами.

Оборудование для гидроразрыва пласта и повышения проницаемости вдоль прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины после выполнения гидроразрыва пласта в двух плоскостях окружных концентраторов напряжений на стенках скважины в пределах испытуемого пласта согласно изобретению дополнительно оснащено двумя парами пакеров, предназначенными для изолирования трещин в горизонтальных плоскостях, и их внутрипакерные пространства гидравлически связаны между собой, а канал сброса высокого давления выведен в зону межпакерного пространства двух средних пакеров.

Оборудование для гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород, включающее силовой гидроцилиндр, камеру повышенного давления, клапаны всаса и выхлопа рабочего агента, полый подпружиненный поршень, герметизирующий элемент - пакерное устройство, буровую колонну, насосно - компрессорные трубы - НКТ, обсадную колонну с перфорационными отверстиями и цементным тампонажным кольцом, золотниковое устройство, дополнительно оснащено пороховым зарядом, при подрыве которого давление пороховых газов распределяется на полый подпружиненный поршень, шарнирно связанный с камерой повышенного давления, содержащей клапаны всаса и выхлопа рабочего агента, выпускным каналом для отработанных пороховых газов, имеющим связь с внутренним пространством НКТ, рабочим цилиндром, предназначенным для движения в нем полого подпружиненного поршня, содержащим корпус, жестко соединенный с корпусом камеры повышенного давления, в составе буровой колонны, пороховой заряд размещен в полости камеры высокого давления внутри корпуса рабочего цилиндра над полым подпружиненным поршнем, корпус рабочего цилиндра оснащен кольцевой проточкой и каналом, гидравлически связанными с пространством, заключенным между стенкой буровой колонны и НКТ, и камерой повышенного давления, патрон порохового заряда жестко прикреплен своим верхним краем к нижнему краю корпуса в составе НКТ, жестко закрепленного в корпусе рабочего цилиндра и уплотненного кольцевыми уплотнениями, в верхней части патрона размещен капсюль, а в нижней части корпуса в составе НКТ размещен подпружиненный боек с укрепленной на его верхней части конусной головкой, предназначенной для захвата, спускаемого с поверхности земли, корпус рабочего цилиндра и корпус в составе НКТ оснащены радиальными каналами для пневматической связи с выпускным каналом отработанных пороховых газов и внутренним пространством НКТ, корпус камеры высокого давления на своей внешней поверхности оснащен втулкой, шарнирно связанной со стаканом, предназначенным для опоры на дно скважины, в стенках корпуса, втулки и стакана выполнены Т-образные пазы под головки закрепленных болтов для возможности шарнирного соединения и перемещения в продольном направлении при сжатии герметизирующих элементов-пакеров, стакан оснащен радиальными каналами, предназначенными для гидравлической связи с перфорационными отверстиями в обсадной колонне, цементном тампонажном кольце, испытуемом пласте в пределах его толщины, стенка корпуса камеры повышенного давления со стороны его нижнего края оснащена подпружиненным золотником с выступом, полость которого гидравлически связана с замкнутым объемом подпакерного пространства с помощью радиального канала в стенке корпуса и с затрубным надпакерным пространством буровой колонны, в составе которой находится корпус, с помощью другого канала, выступ подпружиненного золотника предназначен для контакта с дном стакана и с возможностью перемещения выступа подпружиненного золотника вверх для перекрытия радиального канала по мере деформации пакеров за счет перемещения буровой колонны под необходимым расчетным усилием с поверхности земли и последующего подрыва порохового заряда, а при испытании пласта на приток после производства его гидроразрыва путем снижения усилия на буровую колонну с возможностью перемещения выступа подпружиненного золотника вниз для открывания канала в затрубное надпакерное пространство.

Оборудование для гидроразрыва пласта и повышения его проницаемости с использованием порохового заряда согласно изобретению дополнительно допускает упрощение за счет исключения полого подпружиненного поршня и глушения выхлопного канала пороховых газов, когда их давление в момент подрыва распределяется непосредственно на поверхность флюида в самой буровой колонне при пакеровке путем ее нагружения с поверхности земли; по уровню флюида в буровой колонне до и после сгорания порохового заряда рассчитывают объем появившихся трещин после гидроразрыва пласта.

Отличительными признаками изобретения являются следующие: - на стенках скважины в пределах толщины пласта выполняют верхний и нижний окружные и прямолинейные концентраторы напряжений с помощью предварительно спускаемого в скважину специального режущего инструмента, извлекаемого на поверхность земли после их наведения; - спускают в скважину в составе буровой колонны с системой радиальных и продольных каналов золотниковое устройство, втулку, подпружиненный клапан и сдвоенный пакер, предназначенные для изоляции одного из окружных концентраторов напряжений сверху и снизу его, и после спускают в составе насосно-компрессорных труб (НКТ) с системой радиальных и продольных каналов переводник с подпружиненной втулкой, гидроударное устройство, насос-мультипликатор, ресивер высокого давления с управляемым сбрасывающим клапаном - генератор высокого давления (силовой гидроцилиндр), в составе корпуса которого находится путевой переключатель давления, до приведения в функциональную связь систем радиальных и продольных каналов и перечисленных устройств в составе буровой колонны и в составе НКТ и включают в работу с помощью наземного насосного агрегата гидроударное устройство, выполняющее роль гидропривода насоса-мультипликатора, подающего рабочий агент в ресивер высокого давления, по достижении расчетной предельной величины которого оно автоматически и циклически сбрасывается во внутрипакерное пространство; - после достижения требуемой величины давления рабочего агента во внутрипакерных пространствах его величину повышают с помощью гидроударного устройства и наземного насосного агрегата, при котором происходит сдвиг вниз верхнего подпружиненного ступенчатого поршня и фиксация его положения внутри путевого переключателя, в результате чего давление во внутрипакерных пространствах запирается и открывается канал к изолированному окружному концентратору напряжений и нагнетание давления в нем из ресивера высокого давления производят аналогично с помощью гидроударного устройства и наземного насосного агрегата до гидроразрыва пласта, здесь давление рабочего агента в области окружного концентратора напряжений, поскольку давление во внутрипакерных пространствах заперто и зафиксировано, опускают ниже, чем внутри пакеров; - гидроразрыв пласта фиксируют по резкому падению давления при нагнетании рабочего агента с помощью наземного насосного агрегата; - после гидроразрыва пласта производят открепление фиксаторов верхнего подпружиненного ступенчатого поршня путевого переключателя давления с помощью давления, подаваемого на нижний край подпружиненного ступенчатого поршня-открепителя, и сброс давлений во внутрипакерных пространствах и осуществляют их связь с подпакерным и надпакерным пространствами, после чего устройство принимает свое исходное состояние и его перемещают вдоль скважины так, чтобы пакеры изолировали своими уплотнительными элементами другой окружный концентратор напряжений и все действия с ним повторяют аналогично действиям с первым окружным концентратором напряжений; - устройство извлекают на поверхность и опускают устройство, оснащенное двумя парами пакеров, предназначенными для одновременного изолирования верхнего и нижнего окружных концентраторов напряжений и производства гидроразрыва вдоль прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины, осуществление которого аналогично гидроразрыву в плоскости окружного концентратора напряжений; - после гидроразрыва по прямолинейным концентраторам напряжений на стенках скважины осуществляют расширение зоны разуплотнения пород в макрообъемах и повышения проницаемости с ликвидацией закрытой пористости путем циклического гидроимпульсного воздействия с помощью давления рабочего агента, автоматически сбрасываемого ресивером высокого давления при нагнетании его насосом-мультипликатором; - образовавшиеся вертикальные трещины не выходят за пределы образованных до этого трещин в горизонтальных плоскостях, раскрытость образовавшихся вертикальных трещин обеспечивается за счет того, что вертикальная составляющая горного давления всегда больше окружной тангенциальной составляющей горного давления; - альтернативой генератору высокого давления рабочего агента может служить пороховой заряд или цепочка зарядов, при необходимости включаемых в действие через определенные промежутки времени до достижения гидроразрыва пласта; - оборудование для гидроразрыва пласта и повышения проницаемости снабжено спускаемым в скважину режущим инструментом для наведения окружных и прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины, извлекаемым из нее после их выполнения, режущий инструмент для производства окружных концентраторов может быть представлен в трех вариантах, в двух из которых предусматривается создание вращательного момента маховика, оснащенного подпружиненным выдвижным режущим инструментом при постоянном и переменном радиусах приложения сил реакции вытекающих струй рабочего агента (воды) с применением механических связей в виде подшипников качения, в третьем - исключаются механические связи и заменяются на гидравлические типа гидравлической смазки, благодаря чему вращение маховика с режущим инструментом осуществляется в плавающем режиме без шума и вибрации; - тарирование давления рабочего агента на максимальный выход подпружиненного режущего инструмента производят предварительно, после чего процесс нарезания концентраторов напряжений на стенках скважины становится управляемым с поверхности земли; - режущий инструмент для наведения прямолинейных концентраторов напряжений оснащен управляемым с поверхности земли отклоняющим устройством, прижимающим режущий инструмент к стенке скважины, а НКТ на поверхности земли оснащены угломером, позволяющим наводить прямолинейные концентраторы напряжений на стенках скважины с заданным углом между ними; - оборудование снабжено золотниковым устройством в составе буровой колонны, размещенным в ее внутритрубном пространстве и примыкающим снизу к нижнему торцу втулки, взаимодействующим с подпружиненным клапаном, расположенным выше втулки и предназначенным для осуществления гидравлической связи внутрипаке