Термоимпульсный способ обработки призабойной зоны нефтяных скважин

Термоимпульсный способ обработки призабойной зоны нефтяных скважин

Реферат

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для интенсификации продуктивности скважин.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб реакционного наконечника с магнием и прокачки по колонне насосно-компрессорных труб раствора соляной кислоты (1).

Известный способ недостаточно эффективен, так как реакция магния с кислотой идет с небольшим тепловым эффектом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки призабойной зоны скважины (2), включающий спуск на кабель-тросе на забой скважины устройства, заполненного тепловыделяющими композициями: газогенерирующей смесью и прочной с малогазовым выделением смесью на основе железоалюминиевого термита, а также включающего отдельно выполненную имплозионную камеру. Устройство устанавливают напротив интервала обрабатываемою пласта. С устья скважины через кабель-трос подают электрический импульс на воспламенитель. После послойного горения сначала газогенерирующей композиции, а затем железоалюминиевого термита, что приводит к открытию имплозионной камеры, расплавленные парафино- и асфальтеносмолистые отложения (АСПО) с потоком жидкости из призабойной зоны скважины заполняют имплозионную камеру.

Известный способ недостаточно эффективен. При горении газогенерирующей композиции большая часть тепловой энергии уносится газообразными продуктами реакции, железоалюминиевый термит используется главным образом в качестве диафрагмы-заглушки для имплозионной камеры, размеры которой, ограниченные стенкой устройства, не позволяют создавать значительную депрессию для выноса разогретых АСПО.

В изобретении решается задача повышения технологичности способа и увеличения его эффективности.

Задача решается тем, что в термоимпульсном способе обработки призабойной зоны нефтяных скважин, включающем спуск на кабель-тросе на забой скважины герметичного контейнера с размещенной в нем тепловыделяющей композицией, установку контейнера в интервале обрабатываемого пласта, инициацию горения тепловыделяющей композиции путем подачи электрического импульса с устья посредством кабель-троса, обработку призабойной зоны, извлечения контейнера после проведения обработки, в ходе обработки производят одновременное ударное тепловое и гидравлическое воздействие на призабойную зону в результате теплопередачи от горящей тепловыделяющей композиции, в которую входят смеси порошков, состоящие из одного или нескольких твердофазных окислителей и одного или нескольких твердофазных топливных материалов, причем в ходе обработки призабойной зоны в интервал обрабатываемого пласта производят закачку жидкости, омывающей контейнер с расходом, равным минимальной приемистости обрабатываемого пласта, и в пульсирующем режиме с частотой пульсаций в диапазоне 0.1-500 Гц, производят технологическую выдержку закачанной жидкости, после чего производят освоение скважины, при этом в качестве твердофазных окислителей применяют оксиды титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цинка, церия, ниобия, молибдена, вольфрама, свинца, а в качестве твердофазных топливных материалов - магний, алюминий, кремний, кальций; время технологической выдержки выбирают из диапазона 0.5-4 часа; освоение скважины производят свабированием.

Признаками способа являются:

1) спуск на кабель-тросе на забой скважины герметичного контейнера с размещенной в нем тепловыделяющей композицией;

2) установка контейнера в интервале обрабатываемого пласта;

3) инициация горения тепловыделяющей композиции путем подачи электрического импульса с устья посредством кабель-троса;

4) обработка призабойной зоны;

5) извлечение контейнера после проведения обработки;

6) одновременное ударное тепловое и гидравлическое воздействие на призабойную зону в результате теплопередачи от горящей тепловыделяющей композиции, в которую входят смеси порошков, состоящие из одного или нескольких твердофазных окислителей и одного или нескольких твердофазных топливных материалов;

7) проведение закачки жидкости в ходе обработки призабойной зоны в интервал обрабатываемого пласта, омывающей контейнер, с расходом, равным минимальной приемистости обрабатываемого пласта, и в пульсирующем режиме с частотой пульсаций в диапазоне 0,1-500 Гц;

8) проведение технологической выдержки закачанной жидкости;

9) проведение освоения скважины;

10) применение в качестве твердофазных окислителей оксидов титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меда. цинка, церия, ниобия, молибдена, вольфрама. свинца, а в качестве твердофазных топливных материалов - магния, алюминия, кремния, кальция:

11) выбор времени технологической выдержки в интервале 0,5-4 часа;

12) проведение освоения скважины свабированием.

Признаки 1-5 являются общими с прототипом, признаки 6-9 являются существенными отличительными признаками заявляемого способа, признаки 10-12 являются частными отличительными признаками заявляемого способа.

Для осуществления способа термоимпульсной обработки призабойной зоны скважины производят спуск на кабель-тросе на забой скважины герметичного контейнера с размещенной в нем тепловыделяющей композицией. Устанавливают контейнер в интервале обрабатываемого пласта и подают электрический импульс с устья через кабель-трос. Происходит поджиг и последующее горение тепловыделяющей композиции с выделением большого количества тепла. За счет тепла происходит разогрев контейнера и окружающей его жидкости, через которую тепло распространяется в пласт. Усиливает эффект проникновения тепла в интервал обрабатываемого пласта закачка жидкости, омывающей контейнер, в пульсирующем режиме. Затем производят технологическую выдержку, извлекают контейнер из скважины, после чего производят освоение скважины, причем закачку жидкости производят с расходом, равным минимальной приемистости обрабатываемого пласта; время технологической выдержки выбирают из диапазона 0,5-4 часа; частоту пульсаций при закачке жидкости выбирают из диапазона 0,1-500 Гц; освоение скважины производят свабированием. Закачка жидкости, омывающей контейнер, в интервал обрабатываемого пласта в пульсирующем режиме позволяет увеличить коэффициент охвата пласта горячей водой, минимальный темп ее нагнетания позволяет максимально отобрать тепло от тепловыделяющей композиции и нагреть жидкость до высоких температур. Последующее освоение скважины путем свабирования позволяет эффективно вынести АСПО из пласта путем создания необходимой депрессии, применяя промышленные свабы. После этого скважину запускают в эксплуатацию.

Пример конкретного выполнения.

Была проведена обработка нефтедобывающей скважины глубиной 1800 м. На забой скважины на кабель-тросе был опущен герметичный контейнер с размещенными в нем высокоэнтальпийными компонентами. При реализации способа были использованы следующие возможные сочетания твердофазных окислителей и топливных материалов:

NiO+Mg=Ni+MgO+3,63 МДж/кг

3МоО₃+11/2 Si=Mo₃Si+9/2 SiO₂+3,89 МДж/кг

Fe₂О₃+3Si=3SiO+2Fe+2,47 МДж/кг

Fe₂O₃+2Al=2Fe+Al₂O₃+3,99 МДж/кг

Cr₂О₃+3Mg=2Cr+3MgO+3,0 МДж/кг

MoO₃+2Al+2Si=MoSi₂+Al₂O₃+5,1 МДж/кг

WO₃+7/2 Si=Wsi₂+3/2SiO₂+1,7 МДж/кг

1/2Nb₂O₅+13/4Si=NbSi₂+5/4SiO₂+1,2 МДж/кг

2V₂O₅+3Si=5SiO₂+4V+2,4 МДж/кг

Контейнер был установлен в интервале 1764-1766 м обрабатываемого пласта. Путем подачи электрического импульса с устья через кабель-трос от каротажной станции инициировали горение высокоэнтальпийных компонентов и производили обработку пласта в течение 3 часов. Одновременно с обработкой производили закачку жидкости, омывающей контейнер, в интервал обрабатываемого пласта в пульсирующем режиме с расходом 30 м³/сут с частотой пульсаций, равной 40 Гц. Контейнер извлекали из скважины и после технологической выдержки в течение 4 часов производили ее освоение. В результате дебит скважины по нефти увеличился с 0,7 т/сут до 4 т/сут, т.е на 570%. При организации аналогичных работ по прототипу дебит скважины по нефти увеличивался на 120% от текущего.

Применение предложенного способа и устройства позволит повысить технологичность и эффективность обработок призабойных зон добывающих скважин.

Источники информации

1. Справочная книга по добыче нефти / Под ред. Ш.К.Гиматудинова. М.: Недра, 1974, стр.443.

2. Патент РФ №2138630, 1999.

1. Термоимпульсный способ обработки призабойной зоны нефтяных скважин, включающий спуск на кабель-тросе на забой скважины герметичного контейнера с размещенной в нем тепловыделяющей композицией, установку контейнера в интервале обрабатываемого пласта, инициацию горения тепловыделяющей композиции путем подачи электрического импульса с устья посредством кабель-троса, обработку призабойной зоны, извлечение контейнера после проведения обработки, отличающийся тем, что производят одновременное ударное тепловое и гидравлическое воздействие на призабойную зону в результате теплопередачи от горящей тепловыделяющей композиции, в которую входят смеси порошков, состоящие из одного или нескольких твердофазных окислителей и одного или нескольких твердофазных топливных материалов, причем в ходе обработки призабойной зоны в интервал обрабатываемого пласта производят закачку жидкости, омывающей контейнер, с расходом, равным минимальной приемистости обрабатываемого пласта, и в пульсирующем режиме с частотой пульсаций в диапазоне 0,1÷500 Гц производят технологическую выдержку закачанной жидкости, после чего производят освоение скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердофазных окислителей применяют оксиды титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цинка, церия, ниобия, молибдена, вольфрама, свинца, а в качестве твердофазных топливных материалов - магний, алюминий, кремний, кальций.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что время технологической выдержки выбирают в интервале 0,5÷4 ч.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что освоение скважины производят свабированием.