Способ и устройство для интенсификации работы нефтегазовых скважин (варианты)

Способ и устройство для интенсификации работы нефтегазовых скважин (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам и устройствам для интенсификации работы скважин при освоении трудноизвлекаемых углеводородных запасов, обеспечивает высокую эффективность за счет глубокой депрессионной обработки с помощью многоэлементных депрессионных устройств, опускаемых в скважину на геофизическом кабеле, обеспечивающих создание управляемой по величине, длительности и протяженности действия депрессии с последующим переводом депрессионного режима на гидрорепрессионный с одновременным запуском газогенерирующих элементов корпусного газогенератора для создания совокупного гидрогазодинамического импульса давления выше горного с целью раскрытия существующих и создания новых трещин в пласте при регистрации динамики изменения давления в скважине автономными цифровыми системами при частоте отсчетов 8-10 тыс.в секунду для документирования и оценки завершенности разрыва пласта по волновым параметрам гидрогазодинамического процесса в скважине.

Известен метод и аппаратура на геофизическом кабеле для обработки прискважинной зоны эксплуатационных скважин для интенсификации добычи нефти и газа, разработанные АО НПП «ВНИИГИС» (1). Основой этого метода является ударно-депрессионная желонка УДЖ, отличительными особенностями которой являются:

- использование геофизического кабеля;

- дистанционное управление;

- регистрация гидродинамического воздействия (ГДВ) по давлению;

- обеспечение открытия приемной камеры электромеханическим приводом.

Аналогичны по конструкции ударно-депрессионные желонки и других разработчиков (2).

Недостатками существующих кабельных ударно-депрессионных устройств являются:

- отсутствие возможности оперативного изменения величины проходного канала и направления потока жидкости;

- точечный режим депрессионного воздействия;

- ограничен диапазон гидродинамического воздействия;

- не предусмотрена возможность работы с пакерующими системами;

- низкая эффективность воздействия на продуктивный пласт, вследствие чего необходимы многократные повторные спуски УДЖ - до 10 и более (1, табл. результатов).

Известен метод георыхления горных пород для повышения продуктивности скважин (3). Одним из технологических элементов этого метода является создание длительной депрессии (до 15 часов) на уровне 140 атм с помощью струйного насоса УЭОС-4. Недостатком этого метода является исключительно высокая трудоемкость.

Известно устройство для очистки прискважинной зоны продуктивных пластов нефтяных скважин (4), отличающееся тем, что депрессионная камера выполнена в виде набора насосно-компрессорных труб с суммарным объемом от 30 до 300 литров. Это устройство является одной из разновидностей ударно-депрессионных желонок и недостатки ее аналогичны изложенным выше.

Известен способ многоциклового импульсного воздействия на пласт (5), путем создания кратковременных депрессионно-репрессионных затухающих колебаний, за счет интенсивного перетока скважинной жидкости в депрессионную камеру при открытии впускного клапана, отличающийся тем, что величину депрессионного импульса устанавливают равной 30-45% величины гидростатического давления регулированием гидравлического сопротивления впускного клапана с обеспечением до 15-20 циклов затухающих колебаний жидкости в стволе скважины с целью раскачки пробок, закупоривающих фильтрационные каналы.

Недостатки этого способа аналогичны описанным выше устройствам. Колебательные процессы жидкости в стволе скважины при диапазоне динамического воздействия 60-70% величины гидростатического давления малоэффективны для раскачки и извлечения кольматирующего материала из пласта.

Известны устройство и способ возбуждения упругих колебаний и гидроразрыва пласта (6), состоящее из депрессионной камеры с двумя гидроуравновешенными приемными клапанами, расположенными по торцам камеры при последовательном открытии их с помощью электрогидравлического пускового механизма, состоящего из электромагнита и гидроуравновешенного пускового клапана, при открытии которого под действием гидростатического давления открывается верхний клапан и нижний, удерживаемый в исходном положении технологической камерой хвостовика, обеспечивая практически мгновенное открытие депрессионной камеры с коэффициентом открытия более единицы, создавая в скважине «зону» сниженного давления с обеспечением условий для формирования репрессионного гидроудара в диапазоне от 0,1-0,2 до 2 кратной и более величины гидростатического давления при объеме депрессионной камеры от 6-8 литров до сотен литров в зависимости от глубины расположения устройства или цели его использования для создания упругих колебаний или гидроразрыва пласта.

Этот способ и устройство имеют ряд недостатков:

- при высоком коэффициенте раскрытия депрессионной камеры двух приемных клапанов недостаточно для обеспечения эффективного воздействия на продуктивный пласт с целью очистки прискважинной зоны;

- ограничены возможности в создании регулируемой протяженности зоны депрессии и формирования управляемой по величине и продолжительности действия депрессии;

- отсутствие возможности оперативного изменения пропускной способности приемных клапанных систем и направления потока жидкости;

- неоптимальное использование потенциальной энергии гидродинамической системы «скважина - депрессионное устройство - пласт» для обеспечения гидроударного притока флюида для очистки и гидроразрыва продуктивного пласта.

Известен метод гидравлического разрыва пласта (ГРП), широко применяемый в производственной практике для восстановления и увеличения продуктивности скважин, фильтрационные свойства которых в прискважинной зоне пласта ухудшены в процессе строительства, освоения и эксплуатации. Сущность ГРП заключается в том, что в скважину под высоким давлением, превышающим гидростатическое в 1,5-3,0 раза, закачивают жидкость, в результате чего в прискважинной зоне пласта раскрываются существующие трещины и образуются новые. Для предотвращения смыкания этих трещин в них вводят крупнозернистый песок. В результате продуктивность скважины значительно повышается [7]. Однако, несмотря на эффективность, эта технология является трудоемкой, дорогостоящей и не всегда дает ожидаемые результаты.

Известны многочисленные устройства - газогенераторы на твердом топливе, опускаемые в скважину на кабеле и отличающиеся конструкцией и возможностями воздействия на пласт, позволяющие в широких пределах изменять динамику увеличения нагрузки на горные породы и создавать напряженное состояние с целью разрыва продуктивного пласта.

Известен «Газогенератор на твердом топливе с регулируемым импульсом давления для стимуляции скважин» [8]. Поставленная задача изобретения решается тем, что между воспламенительным зарядом и бронированными с внешней поверхности зарядами размещены небронированные трубчатые заряды с большой начальной поверхностью горения. После сгорания всех небронированных зарядов давление несколько уменьшается, а затем снова достигает максимального значения вследствие прогрессивного характера горения бронированных зарядов, обеспечивая увеличение продолжительности силового воздействия на пласт, при этом плавно снижая давление до начального [8].

В качестве недостатка данного газогенератора следует отметить, что для увеличения скорости нарастания давления применены высокоопасные воспламенительные устройства детонационного действия с взрывным патроном и детонирующим шнуром, не обеспечивается требуемая динамика разгрузки пласта для наиболее эффективного достижения поставленной цели; отсутствие информационного сопровождения для контроля и оценки завершенности технологического процесса.

Известен «Заряд бескорпусной секционный для газогидравлического воздействия на пласт» [9]. Устройство состоит из узла воспламенителя и секций заряда, изготовленных из составов, обеспечивающих горение в водной, водонефтяной и кислотной средах и может иметь одну или несколько воспламенительных секций и оснастку с деталями для сбора секций заряда, пропущенных через центральный канал каждой секции. Оснастка представляет собой составную штангу с конусами - центраторами обтекаемой формы для стягивания и поджатия секций заряда вплотную друг к другу. Секции заряда не имеют защитного покрытия. Это обеспечивает горение по всей поверхности заряда. Конфигурация центрального канала имеет форму с развитой поверхностью горения для обеспечения заданного времени горения и давления для гидроразрыва пласта. Для регистрации параметров давления, температуры во времени и привязки по глубине места установки прибора в скважине по локатору муфт предусмотрен измерительный блок, имеющий электрическую связь с наземным пультом.

К недостаткам, снижающим эффективность применения данного газогенератора, следует отнести отсутствие регламентирующих условий по его применению в зависимости от состояния вторичного вскрытия и оценки успешности завершения газогидравлического воздействия на пласт и низкая надежность измерительного блока в гидродинамических условиях при работе газогенератора.

Интересен «Заряд бескорпусной секционный для газодинамического воздействия на пласт» [10], отличающийся от предыдущего заряда [9] наличием проходного полого канала внутри штанг и соединительных муфт вдоль их центральной оси для размещения электрических линий узла воспламенения и электронного блока, закрепляемого на штанге ниже заряда газогенератора. Положительным решением в конструкции газогенератора является размещение электронного блока на штанге ниже заряда, однако наличие проходного канала диаметром 6-8 мм для размещения электрических проводов снижает прочность штанговой оснастки, усложняет монтаж, требует применения многожильных геофизических кабелей, увеличивая при этом аварийность проведения работ, особенно при наборе девяти и более пороховых секций заряда.

Известны «Способы газогидравлического воздействия на пласт» [11, 12], реализующие применение устройства по патенту [10], отличающиеся тем, что для осуществления разрыва пласта проводят несколько последовательных операций воздействия на пласт с регистрацией режима работы заряда и подбором массы секций заряда при первом спуске такой, чтобы обеспечить в интервале обрабатываемого пласта давление, превышающее предел прочности горных пород для создания трещин в пласте и обеспечения гидродинамической связи со скважиной. Для последующих воздействий определяют массу заряда такой, чтобы обеспечить в интервале обрабатываемого пласта давление, достаточное для развития и углубления трещин, образованных при первом сжигании секций заряда. По изменению амплитудных параметров давления во время горения первого и последующих зарядов судят о характере воздействия на пласт и о реакции призабойной зоны на воздействие.

В способе по патенту [12] при подборе массы сжигаемых зарядов учитывают глубину залегания обрабатываемого пласта, его длину и количество перфорационных отверстий, при этом массу каждого последующего заряда увеличивают путем увеличения длины штанги и заряда.

Основным недостатком приведенных способов газогидравлического воздействия на пласт является отсутствие критериев для оценки завершенности воздействия на пласт и обоснования необходимости продолжения работ. Увеличение массы заряда путем увеличения длины его приводит к увеличению аварийности работ.

Известен «Способ газогидравлического воздействия на пласт» [13], включающий проведение глубокопроникающей перфорации применение устройств по патентам [9] или [10] с обеспечением герметизации сочленений секций заряда и проходных отверстий рассеивателя с целью использования внутренней полости заряда и рассеивателя для размещения вещества, оказывающего одновременно с газодинамическим воздействием дополнительное воздействие для развития и очистки трещин или закрепления их кварцевым песком, для снижения вязкости нефти или увеличения проницаемости пласта пенообразующими составами. Совмещение газодинамического воздействия на пласт с другими методами интенсификации нефтепритока несомненно представляет практический интерес. Однако, рекомендуемого патентом объема интенсифицирующих веществ, размещаемого во внутренней полости заряда с учетом реальной возможности доставки в зону пласта через перфорационные отверстия в процессе горения заряда явно недостаточно для получения ожидаемого результата. Кроме того, заполнение внутренней полости сыпучим или гелеобразным веществом в процессе монтажа заряда в полевых условиях с обеспечением необходимой герметизации торцевых соединений является трудоемким и нетехнологичным.

Известен «Способ газодинамического воздействия на пласт и устройство для его осуществления» [14].

Устройство для газодинамического воздействия на пласт, включающий проведение глубокопроникающей перфорации в интервале обрабатываемого пласта, сборку бескорпусного секционного заряда с оснасткой путем пропуска полой составной штанги через центральный канал секций заряда, стягивания и поджатия секций заряда вплотную друг к другу муфтами-центраторами, соединение каротажного кабеля с блоком электроники, сжигания заряда в интервале перфорации, осуществления контроля горения в режиме реального времени и регистрации характеристик режима работы заряда, таких как температура и давление в скважинной жидкости в интервале воздействия на безопасном расстоянии от заряда, отличающийся тем, что осуществляют регистрацию температуры и давления выше зоны горения заряда с частотой 0,5 мс и, дополнительно, регистрацию давления непосредственно в зоне горения заряда, для чего в нижней части блока электроники размещают дополнительный датчик давления, а полую составную штангу против заряда выполняют с радиальным отверстием, по меньшей мере, одним, для газогидродинамической связи зоны горения заряда через полость составной штанги и ее радиальное отверстие с зоной размещения дополнительного датчика давления, при этом по максимальным значениям давлений, измеренным выше зоны горения заряда и непосредственно в зоне горения, разнице этих давлений, оценивают энергию импульса давления, затраченную на разрыв пласта и энергию импульса давления, попавшего в ствол скважины, сопоставляют эти данные и по подъему и спаду давлений и температуры судят об эффективности воздействия на пласт - осуществленном или неосуществленном локальном разрыве пласта, оценивают необходимость повторного воздействия на пласт и необходимую для этого энергию, при повторном воздействии и регистрации вышеупомянутых параметров, оценивают изменение этих параметров от одного воздействия к другому и характер этих изменений, по которым судят об увеличении радиуса локального разрыва пласта и необходимости проведения последующих воздействий на пласт.

Способ предусматривает локализацию интервала воздействия на обрабатываемый пласт путем использования в оснастке заряда против выбранного интервала зоны перфорации муфт-центраторов, близких к внутреннему диаметру обсадной колонны.

К недостаткам данного способа следует отнести сложность оценки эффективности воздействия на пласт и осуществления локального разрыва пласта по регистрируемым параметрам давления и температуры с помощью предлагаемого электронного блока с отдельной линией электросвязи с наземным блоком и гидравлических каналов для дополнительных датчиков недостаточная частота проведения замеров; наличие внутреннего канала в штангах снижает их прочность и при увеличении диаметра муфт-центраторов непременно приводит к аварийным ситуациям; несовершенство монтажа электровоспламенительной системы вызывает частые отказы; устройство и способ не предусматривают возможность применения в наклонных и горизонтальных скважинах.

Типичным недостатком всех известных способов и устройств, основанных на использовании газогенерирующих зарядов для разрыва продуктивных пластов, является:

- бескорпусные газогенераторы давления наименее аварийноустойчивы, так как газогенерирующие заряды чувствительны к удару и по степени опасности обращения отнесены к классу 1, подклассу 1.4, группе совместимости С;

- отсутствие предварительной очистки прискважинной зоны пласта от кольматанта, обусловленного продуктами реакции солянокислотных обработок и другими техногенными факторами.

Известен «Газогенератор для повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин» [15].

Газогенератор состоит из блока с основным зарядом твердотопливной композиции и блока воспламенения, в верхней части которого расположена мембрана, разрываемая при заданном давлении через насосно-компрессорные трубы. Под действием перепада давления происходит поршня с фиксирующего его кольцевого буртика и сжатие газа в камере блока воспламенения. Под действием силы давления под поршнем сжатый газ нагревается до температуры, значительно превышающей температуру химического разложения промотора, обеспечивая еще больший нагрев сжимаемой газовой смеси. При достижении давления сжатого газа выше порога срабатывания нижней разрывной мембраны нагретая смесь газа выбрасывается в камеру с основным зарядом твердого топлива, обеспечивая воспламенение его.

Предложен интересный вариант адиабатического воспламенителя для корпусного газогенератора давления, но при работе на трубах он малоперспективен из-за низкой технологичности, высокой трудоемкости и недостаточной надежности. В кабельном варианте корпусного газогенератора применение предложенного адиабатического воспламенителя более перспективно, но в модернизированном варианте.

Близким к предполагаемому изобретению является «Способ и устройство для кумулятивной перфорации скважин (варианты)», относящиеся к способам и устройствам для интенсификации добычи нефти [16]. Сущность изобретения в том, что устройство по первому варианту состоит из приборной головки, пускового устройства, корпусного кумулятивного перфоратора с взрывателем механического или адиабатического действия без инициирующих веществ, зарядами с пробивной способностью до 700 мм при диаметре входного отверстия 8-26 мм, одной или двумя депрессионными камерами с клапанами для их открытия. Клапаны выполнены с диаметром от 10 до 65 мм. В качестве пускового механизма применен электрогидравлический пусковой механизм, при открытии которого имеют возможность открытия верхний приемный клапан и нижний клапан-ударник депрессионной камеры, обеспечивающие открытие депрессионной камеры и создание в скважине зоны депрессии с одновременным инициированием взрывателя кумулятивного перфоратора для пробития перфорационных каналов в период сниженного давления на продуктивный пласт с формированием репрессионного гидроударного воздействия для гидроразрыва пласта и последующей многоцикловой депрессионно-репрессионной обработки перфорированного интервала. При использовании двух депрессионных камер в качестве второй камеры используют камеру, клапан которой снабжен системой автоматической задержки времени. Устройство по второму варианту выполнено без депрессионных камер. По способу устанавливают устройство в проектируемый интервал перфорации. Приводят в действие заряды взрывчатого вещества и создают перфорационные каналы. Согласно изобретению создают управляемую по величине и времени действия депрессию с обеспечением репрессионного гидроразрыва пласта с одно- или двухэтапным многоцикловым гидроударным воздействием, для чего применяют устройство с одной или двумя депрессионными камерами. Согласно способу по второму варианту применяют устройство без депрессионных камер.

В качестве недостатка данного способа следует отметить неоптимальное использование потенциальной энергии для решения задачи эффективной очистки фильтрационных каналов и репрессионного гидроразрыва продуктивного пласта.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению для обеспечения глубокой депрессионной обработки продуктивного пласта с возможностью последующего формирования гидрорепрессионного воздействия с целью разрыва пласта является «Устройство и способ для стимуляции работы нефтегазовых скважин (варианты) по пунктам 1 и 4 (17).

По одному из вариантов устройство включает геофизический кабель для спуска устройства и состоит из приборной головки, пускового механизма, депрессионного снаряда в виде двух и более приемных клапанных фильтров, соединенных между собой депрессионными камерами с атмосферным давлением, и манометрического блока. Согласно изобретению применены приемные клапанные фильтры пневмогидроуравновешенной конструкции с проходными каналами диаметром от 10 до 50 мм и общий пневмогидроканал из депрессионных камер. Каждая из этих камер, длиной от 1,5 до 3,0 м и более, обеспечивает автоматическое открытие всех нижерасположенных клапанных фильтров и создание в скважине депрессионной зоны, регулируемой по протяженности количеством приемных фильтров и депрессионных камер, с величиной депрессии в пределах 0,1-0,9 гиростатического давления, продолжительностью действия депрессии 0,6-1,2 с и более при управляемом коэффициенте воздействия на пласт К_вп, оцениваемом отношением общей площади клапанных фильтров к площади зазора между депрессионным устройством и скважиной, составляющим значения до 1,0 и более. При этом нижняя депрессионная камера использована в качестве контейнера для сбора и подъема на поверхность извлеченного из пласта кольматанта. В качестве пускового устройства применен электрогидравлический пусковой механизм, при открытии которого под действием гидростатического давления имеется возможность открытия верхнего приемного клапанного фильтра с автоматическим последовательным открытием всех нижерасположенных приемных фильтров. Другие варианты устройства - модификации описанного варианта. Варианты способа заключаются в различных вариантах использования устройства.

К недостаткам данного изобретения, следует отнести неоптимальные размеры депрессионных камер по длине, недостаточную продолжительность депрессии, неоптимальное использование потенциальной энергии гидродинамической системы «скважина - многоэлементный депрессионный снаряд - продуктивный пласт» для наиболее эффективной очистки прискважинной зоны от кольматанта и возможности формирования гидрорепрессионного импульса давления обеспечивающего гидроразрыв пласта.

Сущность изобретения. Устройство состоит из приборной головки, блока дистанционного контроля, пускового механизма, многоэлементного депрессионного снаряда в виде двух и более приемных клапанных фильтров, соединенных между собой депрессионными камерами с атмосферным давлением в единую систему с общим пневмогидроканалом, корпусного газогенератора и автономного регистрационного блока для создания в интервале продуктивного пласта регулируемой по длине и управляемой по величине и продолжительности действия зоны депрессии и создания многократных знакопеременных гидродинамических воздействий на продуктивный коллектор при снятом гидростатическом давлении для ослабления сцепления частиц горной породы, отрыва и извлечения кольматирующего материала с элементами горной породы депрессионным притоком флюида из пласта для эффективной очистки перфорационных каналов и стимуляции нефтегазопритока с последующим переводом депрессионного режима на гидроударный за счет падения столба скважинной жидкости в «зону сниженного давления» для раскрытия существующих и образования новых трещин с локализацией зон трещинообразования и привязки их к геологическому разрезу скважины и возможностью создания синергетического гидроударного и газодинамического импульса давления для разрыва пластов при закреплении трещин частицами разрушенной горной породы с формированием репрессионно-депрессионного волнового процесса в инфразвуковом диапазоне частот с целью вовлечения в разработку капиллярно-защемленных нефтесодержащих зон при регистрации динамики изменения давления в скважине автономными цифровыми манометрами.

Устройство позволяет обеспечить без пакерующих систем эффективный способ интенсификации нефтегазопритока, очистки перфорационных каналов с извлечением кольматанта и частиц горной породы созданием управляемой трехмерной депрессии в зоне, охватывающей весь обрабатываемый интервал с обеспечением преимущественного притока флюида из пласта за счет увеличения общей площади приемных клапанов до значений, кратно превышающих зазор между депрессионным снарядом и скважиной с формированием синергетического гидрогазодинамического импульса давления для разрыва пластов при естественном закреплении трещин частицами разрушенной горной породы.

Устройство может применяться в различной компоновке по числу приемных клапанных фильтров и депрессионных камер, с корпусным газогенератором давления или без него в зависимости от горно-геологических условий и решаемых задач с различными пусковыми устройствами и системами автоматического инициирования воспламенения зарядов газогенератора давления в зависимости от технологии проведения работ - на геофизическим кабеле или на трубах.

Целью предлагаемого изобретения является достижение технического результата - интенсификация работы нефтегазовых скважин за счет применения устройств на кабеле с многоэлементными депрессионными системами для создания гидроударного притока флюида из пласта при многократном знакопеременном воздействии для извлечения из перфорационных каналов продуктов загрязнения с элементами горной породы и интенсификации нефтегазопритока путем гидрогазодинамического разрыва продуктивных пластов с локализацией зон трещинообразования и привязкой их к геологическому разрезу скважины при минимальных материальных и трудовых затратах.

Технический результат достигается тем, что в опускаемом на геофизическом кабеле устройстве для интенсификации работы нефтегазовых скважин применено устройство, состоящие из приборной головки, блока дистанционного контроля, пускового механизма, депрессионного снаряда в виде двух и более приемных клапанных фильтров, соединенных между собой депрессионными камерами, корпусного газогенератора давления и автономного регистрационного блока, согласно первому варианту применяют устройство, включающее геофизический кабель для спуска устройства и состоящее из приборной головки, блока дистанционного контроля, пускового механизма, депрессионного снаряда в виде двух и более приемных клапанных фильтров, соединенных между собой депрессионными камерами с атмосферным давлением и автономного регистрационного блока, отличающееся тем, что применен грузонесущий геофизический кабель многослойной конструкции с разрывной прочностью до 250 кН и диаметром от 12 до 28 мм, для доставки устройства в вертикальные и наклонно-направленные стволы скважин [18, 19], осуществление контроля изменения уровня жидкости в скважине и привязки расположения устройства к геологическому разрезу гамма-методом с использованием датчиков блока дистанционного контроля, при этом для дистанционного запуска многоэлементного депрессионного снаряда применено пусковое устройство в виде электрогидромеханического клапана, при открытии которого под действием гидростатического давления обеспечивается открытие верхнего приемного клапанного фильтра депрессионного снаряда с последующим автоматическим открытием всех ниже расположенных приемных клапанных фильтров пневмогидроуравновешенной конструкции с проходными каналами диаметром 30-56 мм и общим пневмогидроканалом из депрессионных камер, длиной 1,5-3 м и более, обеспечивающих коэффициент раскрытия каждой камеры до 0,75 от площади поперечного сечения и создание в скважине депрессионной зоны протяженностью до 100 метров и более, с величиной депрессии до 0,9 Р_гст и продолжительностью действия депрессии 0,6-3,5 с и более при многократном, по числу примененных клапанов, знакопеременном гидродинамическом воздействии в диапазоне от 1,5 до 10,0 МПа при снятом гидростатическом давлении и коэффициенте воздействия на пласт К_вп 4,5 и более, определяемом отношением общей площади проходных каналов приемных клапанных фильтров к площади зазора между депрессионным устройством и скважиной, для создания гидроударного воздействия на перфорированный интервал падающим столбом скважинной жидкости импульсом давления 1,5-2,5 Р_гст с целью разрыва пласта с формированием депрессионно-репрессионного волнового процесса в инфразвуковом диапазоне частот при регистрации динамических параметров волн автономными цифровыми манометрами с частотой измерений 8,0-10,0 тысяч в секунду, при этом кассеты приемных клапанов, расположенные в зоне продуктивного пласта и нижняя депрессионная камера, используются в качестве контейнеров для сбора и подъема на поверхность извлеченного из пласта кольматанта и образцов горной породы.

При разработке устройства применены многофункциональные приемные клапанные системы пневмогидроуравновешенной конструкции с проходными каналами диаметром от 7 до 56 мм с возможностью оперативно устанавливать требуемый функциональный клапан соответствующего диаметра для достижения необходимой величины депрессии и коэффициента воздействия на пласт.

Для запуска многоэлементного депрессионного снаряда применен электрогидромеханический способ, реализуемый с помощью пускового механизма, обеспечивающего в условиях действия гидростатического давления скважинной жидкости открытие приемного клапанного фильтра верхней депрессионной камеры с последующим последовательным открытием приемных клапанных фильтров всех нижерасположенных депрессионных камер, при этом имеется возможность применения нижнего приемного клапана для запуска системы автоматического воспламенения газогенерирующего заряда корпусного газогенератора давления.

В целях повышения безопасности при производстве работ в качестве газогенерирующих зарядов для корпусных газогенераторов применены высокоэнергоемкие смесевые составы недетонирующего типа на основе перхлората или нитрата калия и других газогенерирующих композиций, обеспечивающие в процессе горения высокие скорости увеличения давлений, позволяющие при регулируемой величине зарядов и циклической динамике воздействия достигать величины давлений до 4,0-5,0 значений Р_гст для уверенного раскрытия существующих и создание новых, более протяженных фильтрационных каналов в продуктивном пласте.

Получение максимальных значений депрессионного воздействия в требуемом интервале при минимальных объемах депрессионных камер достигается тем, что применена многоклапанная система с общим пневмогидроканалом, обеспечивающая практически мгновенное открытие депрессионного снаряда с атмосферном давлением с коэффициентом раскрытия каждой камеры до 0,75 от площади поперечного сечения и с коэффициентом воздействия на пласт (отношение площади сечения приемных клапанных фильтров к площади зазора депрессионного снаряда со скважиной) от 1 до 4,5 и более, что позволяет, последовательно заполняя депрессионные камеры скважинной жидкостью, создавать в скважине «зону сниженного давления» в интервале расположения многоэлементного депрессионного снаряда, достигающую до 100 метров и более и являющуюся необходимым условием для преимущественного притока флюида из продуктивного пласта и формирования направленного гидроударного воздействия на перфорированную зону продуктивного пласта, обусловленного падением столба скважинной жидкости в «зону сниженного давления», созданную многоэлементным депрессионным снарядом с концентрацией энергии в интервале установки нижнего клапана депрессионного снаряда, используя нижерасположенный неподвижный столб скважинной жидкости в качестве гидроупора для создания направленного импульса давления на продуктивный пласт.

Информационное сопровождение гидрогазодинамического разрыва пласта осуществляется с помощью гамма-датчика и датчика давления блока дистанционного контроля, используемых для привязки расположения устройства к геологическому разрезу, контроля изменения уровня жидкости в скважине и величины ударных нагрузок на грузонесущий тракт при работе устройства и автономных цифровых манометров, обеспечивающих регистрацию диаграмм давления в режиме реального времени с дискретностью до 8,0-10,0 тыс.отсчетов в сек, фиксирующих амплитудные и волновые параметры гидродинамического процесса, по которым выделяются зоны трещинообразования и оценивается эффективность разрыва пласта. Крепление автономного манометра производится ниже депрессионных камер или ниже газогенератора при компоновке устройства в комплексе с газогенератором.

Успешность гидроударных обработок скважин зависит от времени удержания микротрещин во время гидроудара в раскрытом состоянии. Из литературных источников известно, что это время должно обеспечивать возможность заполнения трещин рабочей жидкостью. Для успешного применения гидроудара при обработке прискважинной зоны время воздействия высокого давления должно быть не менее 0,2-0,5 секунды, которое необходимо для задавливания рабочей жидкости в трещины и последующего расширения их [20, стр.173, 177]. В предлагаемом депрессионно-гидродинамическом способе воздействия на продуктивный пласт время высокого давления составляет 0.6-3,5 секунды, позволяя с учетом инерционности гидродинамической системы, применить амплитудный параметр гидроударного воздействия, фиксирующий раскрытие трещин локальным снижением давления Р_гдв до значений Р_гст и ниже, для выделения зон раскрытия трещин при регистрации диаграмм давления в режиме реального времени автономными цифровыми манометрами.

Известно, что циклическая динамика нагружения горных пород импульсами давления наиболее эффективна для снижения прочности пород, их разрыва, раскрытия и создания новых трещин [20, стр.179].

Лабораторными исследованиями установлено, что при неоднократном гидравлическом нагружении образцов горных пород предельные напряжения закономерно снижаются и наибольшее снижение сдвигающих напряжений проявляется на втором импульсе воздействия. После шести-семи импульсов сдвигающие напряжения отличаются от первоначальных на 60-65%. Сила сцепления частиц горных пород резко убывает уже после первого импульса, а после шести импульсов снижается до 0,05 МПа [20, стр.179, 180]. В предлагаемом устройстве и способе депрессионно-гидродинамического воздействия на продуктивный пласт применен многоклапанный депрессионный комплекс, обеспечивающий создание в скважинных условиях управляемой по величине, длительности и протяженности действия депрессионной зоны (трехмерной депрессии) с многократным (до 9 и более) знакопеременным воздействием давлением в диапазоне от 1,5 до 10,0 МПа при снятой гидростатике для ослабления прочностных свойств горных пород с целью последующего извлечения кольматирующего материала и частиц горной породы гидроударным притоком флюида из продуктивного пласта через перфорационные отверстия в клапанные каналы депрессионного снаряда.

Эффективность гидрогазодинамического воздействия на пласт в значительной мере определяется гидродинамическим совершенством скважины. Известно, что при суммарной площади перфорационных отверстий более 25% общей поверхности трубы импульс давления через интервал перфорации проходит беспрепятственно. Уменьшение суммарной площади ниже указанного значения заметно трансформирует импульс давления по абсолютной величине и характеру воздействия. Гидродинамическое совершенство вскрытия пласта зависит не только от плотности перфорации, но и от глубины перфорационных каналов, расположения их по колонне, типа коллектора и других факторов [20, стр.174]. Поэтому до проведения работ по гидрогазодинамическому разрыву производится оценка качества вторичного вскрытия продуктивного пласта по плотности перфорации и по п