CN105189917B - 用于将设备的位于斜井的水平端部中的物理场应用于生产性碳氢化合物床的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油和天然气产业领域，以用于刺激石油的生产。该方法包括在装有电气累积单元的装置的水平钻井孔中输送并放置具有两个电极的发射源，操作人员命令使用校准的金属线来电路关闭该电极，从而引起发射源分解并形成从水平钻井孔的指定点中径向扩展的高压目标冲击波，以便增大水平钻井孔的工作部分的底孔区域的渗透性。本发明提供了倾斜水平井的最有效的且环保的开采。
Description
技术领域
本发明涉及石油和天然气产业领域，以便使用放置在竖直倾斜的水平井中的具有可燃校准金属线的装置并且借助于启动的物理场来刺激石油、天然气、煤气甲烷以及页岩气的生产。
背景技术
在本世纪的石油和天然气产业中，倾斜的水平井的数量增大，并且增强生产性地层排水面积的设计变得非常复杂。人们认为，水平井可与岩层具有较大的接触表面，这提高了井的碳氢化合物的可恢复性系数及其吸入能力。这种井的碳氢化合物流入刺激和构造、开发以及维修均与通过竖直井的碳氢化合物生产技术非常不同，因此，用于竖直井的刺激方法大部分不适于水平井。
例如，水平井酸化处理允许仅渗入该地层内几米深，然而，大部分间距依然被钻孔、探测和开采工艺中出现的机械杂质、钻井液或其他沉淀物阻塞。
现有技术的方法描述了由物理场借助于产生压低-压抑压力波动来刺激竖直井的底孔区域(俄罗斯专利第RU 2276722 C1(2006)号；第RU2310059 C1(2007)号；第RU2373386 C1(2009)号)。然而，由于装置尺寸、具体的设计特征以及输送到水平钻井孔中，所以这些方法不能在水平井中使用。
在俄罗斯专利第RU 2278955号，类别E 21B 43/16，E 21B 43/27(2006)和专利第2442886(2012)号中，描述了使用各种水力压裂(HF)方法刺激碳氢化合物的已知现有技术方法。然而，这些提出的方法非常复杂、非常昂贵，需要刺激和井的大量初步准备，由于在场内的地理和技术累积以及井的位置，所以对于水力压裂而言，对井的选择具有非常严格的要求，并且如果观察到所有的技术和工艺要求(例如，地层厚度、与油水接触(OWC)和汽油接触(GOC)相距的相当大距离、明显的地层分离、压裂和压井液的具体选择、地层各向异性以及可靠的渗透性信息，则这些方法可成功，这些技术和工艺要求很多时候不在工业内，或者用于建立设计效应的信息不充足。很多时候，水力压裂(HF)造成突破地层水和过早见水。
众所周知，在水平井的钻取期间，底孔地层的多孔性和渗透性性能由以下因素影响：侵入钻井液地层内，侵入钻井液过滤层内，侵入水泥过滤层内，钻孔破坏和母岩凝结、渗入地层或堵塞钻孔内的完井液或压井液的机械杂质，完井液或压井液侵入地层内，在地层或钻孔内具有天然粘土、石蜡以及沥青质沉淀物造成地层堵塞，在地层或钻孔中具有盐分沉淀物，地层乳化以及使用机械杂质注射溶剂。
所有以上内容均导致底孔渗透性降低，因此，导致生产能力通常为设计的大约60％，并且在最糟糕的情况下，如果损害非常深的话，则导致井生产完全停止。
进入水平井内的碳氢化合物刺激的所提出的方法不仅允许特别放淤(清理/疏通)钻杆尾(shank)操作间距，而且允许使用先前丢失的以及不良排放的滞留区域和矿层。这最大化了井的环境上完美的操作，而在从开发开始的生命周期的所有阶段，不借助于水力压裂和酸浴。随着在井操作期间的井生产率的降低，所提出的方法能够重复几次刺激工艺，直到井操作在经济上可行。
发明内容
上述结果由影响水平井的油饱和地层和底孔区域的方法实现。该方法包括将能够形成爆炸性等离子的装置浸入钻井孔内，以便生成脉冲。该方法的特征在于，该装置首先依次被浸入钻井孔的竖直部分中，然后通过输送器件而被浸入水平部分内，其中，该输送器件被配置为传输所需要的力以沿着钻井孔的水平部分移动所述装置，然而，当脉冲生成装置在水平方向被浸入时，使用定中心器来同时控制在输送器件与生成脉冲装置的接合点处的力以及该装置相对于钻孔的纵向轴线的位置，在所述装置到达其目标点之后，激活所述装置，以形成从井中朝着地层内部径向传播的一系列连续振动。
此外，建议了一种影响水平井的油饱和层和底孔区域的装置，以用于实现上述工艺。这个装置包括壳体和发射器，其中，该壳体是双模块化的，其中，模块相互连接。在第一模块中，电容器充电单元连接至位于井口处并且能够传输数据的设备，电容器使用输送器件和传感器来进行充电，该传感器对在该装置与输送器件的接合点处出现的力进行控制，其中，在第二模块中，电容器充电单元、发射器以及活性物质供应单元相互连接，其中，所述定中心器位于第二模块的壳体上且位于活性物质供应单元之后，以确保所述装置的纵向轴线与所述钻孔的纵向轴线对准。
由穿过水平倾斜井的碳氢化合物生产地层刺激的方法，实现了上述结果。该方法包括一装置，该装置由于校准的金属线爆炸并形成等离子体和高压冲击波以及该金属线被进入该装置的水平端部内而生成周期性的、定向的短脉冲。该装置还包含存储电容器，该电容器放在外直径为42mm至60mm的金属圆形容器内，其连接至控制模块和井口设备，该井口设备能够传输存储电容器的充电和放电，以在水平封闭件内的预定点处开始连续的弹性振动。脉冲的数量以及发射器的水平步长由井的地质特性和地球物理特征以及参数来限定。
附图说明
由以下图示示出了所提出的技术决策：
图1示出了具有装置的水平井，其中，(1)是能够收集钻孔流体的单元；(2)是采油管，D＝146mm；(3)是油井管，D＝73mm；(4)是油井管的再入管道；(5)是钻杆尾，D＝102mm；(6)是挠性管；(7)是测井电缆；(8)是心轴子反向循环阀；(9)是电缆头；(10)是地球物理仪器；(11)是独立装置；(12)是起重机PKS 5T；(13)是氮气压缩站；
图2示出了等离子脉冲激发钻孔发生器的示图，其中，(14)是电缆套管NKB-3-36；(15)是命令和遥测单元；(16)是能量储存单元(17)是发射器；(18)是馈送单元；(19)是定中心器；
图3示出了特殊起重机的原理图，其中，(20)是输送载体(底盘)；(21)是鼓；(22)是线圈管单元；(23)是鼓驱动器；(24)是井口送料机；(25)是井口送料机驱动器；(26)是BOP设备；(27)是采油井口；(28)是井口剥离器(stripper)；(29)是具有控制系统的驾驶室。
具体实施方式
通过以下方式实现该方法。由于校准线的爆炸导致等离子体形成以及径向定向的高压冲击波，所以生成周期性定向的短脉冲的装置使用线圈管单元而被浸入水平井中。该装置包括布置在圆形金属容器中的存储电容器的块体，其连接至控制模块以及位于井口的设备，该设备具有存储电容器的充电和放电的传输能力，以用于激活所述装置，从而在水平封闭件中的预定点处生成一系列连续的弹性振动。
在实现方法时，不仅需要浸没该装置，而且需要使用某种力向下推动该装置，与在竖直井处的运转相反。为此，使用称为“线圈管”的技术，该线圈管浸入缠绕在鼓上的油井管的井内，该鼓安装在特殊的汽车底盘上。在该装置的前端具有特殊的尾部件和接头的线圈管对装有定中心器的装置进行固定，并将其推入水平钻井孔内的预定深度中，同时，为了避免事故，轴向力由将信息连通至控制模块的压力传感器来控制。通过将标签放在控制模块的屏幕上，由地理物理仪器预先限定水平封闭件的工作间距。
当到达在水平端部内的预定点时，操作人员命令通过绕电极环行的校准线来释放电容器组。这导致形成高压周期性脉冲，这些脉冲不仅使底孔区域放淤，而且增大了先前丢失的滞留区域的渗透性，这允许以最大效率沿着水平封闭件的整个操作间距而从生产性储层中提取碳氢化合物。
为了有效地使用这种方法，井必须满足以下要求：水平封闭件布局的最小内部直径应不小于75mm；外壳必须密封；进行直接洗井，必要时，将爆炸装置添加到洗井液中。X树的流动面积应不小于75mm；75mm流动面积允许将必要技术设备降入井内。
上文参照其具体实施方式描述了本发明。专业人员还可看到未改变其本质的本发明的其他实施方式，在本文中对此进行了公开。因此，本说明书应被视为仅由所附权利要求限制其范围。
Claims (2)
1.一种影响水平井的油饱和地层和底孔区域的方法，所述方法包括将能够形成爆炸性等离子的脉冲生成装置浸入钻井孔内，以便生成脉冲，其特征在于，依次地，所述脉冲生成装置首先被浸入所述钻井孔的竖直部分中，然后通过输送器件而被浸入水平部分内，其中，所述输送器件是安装在汽车底盘上的鼓并被配置为传输所需要的力以使所述脉冲生成装置沿着所述钻井孔的水平部分移动；其中，在前端具有特殊的尾部件和接头的线圈管对装有定中心器的装置进行固定并将其推入水平钻井孔内的预定深度中；其中，为了避免事故，轴向力由将信息连通至控制模块的压力传感器来控制；其中，当在水平方向上将所述脉冲生成装置浸入时，使用定中心器来同时控制所述输送器件与所述脉冲生成装置的接合点处的力以及所述脉冲生成装置相对于钻孔纵向轴线的位置，在所述脉冲生成装置到达其目标点之后，激活所述脉冲生成装置，以形成从井中朝着地层内部径向传播的一系列连续振动；其中，通过将标签放在控制模块的屏幕上，由地理物理仪器预先限定水平封闭件的工作间距。
2.一种影响水平井的油饱和层和底孔区域的装置，所述装置用根据权利要求1所述的方法来实施，所述装置包括壳体和发射器，其特征在于，所述壳体是双模块化的，其中，模块相互连接，在第一模块中，电容器充电单元连接至位于井口处并且能够传输数据的设备，电容器使用输送器件和传感器来进行充电，所述传感器对在所述装置与输送器件的接合点处出现的力进行控制，其中，在第二模块中，电容器充电单元、发射器以及活性物质供应单元相互连接，其中，定中心器位于所述第二模块的壳体上且位于所述活性物质供应单元之后，以确保所述装置的纵向轴线与所述钻孔的纵向轴线对准。
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