CN117365420B - 一种全非爆释能解堵工艺 - Google Patents
一种全非爆释能解堵工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117365420B CN117365420B CN202311648813.7A CN202311648813A CN117365420B CN 117365420 B CN117365420 B CN 117365420B CN 202311648813 A CN202311648813 A CN 202311648813A CN 117365420 B CN117365420 B CN 117365420B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction chamber
- energy release
- blocking
- primary
- explosive energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 title claims abstract description 82
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 124
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 34
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 32
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 31
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000003832 thermite Substances 0.000 claims description 26
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 14
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 11
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J calcium;magnesium;dicarbonate Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/263—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures using explosives
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明提出了一种全非爆释能解堵工艺，属于油气开采压裂解堵技术领域。解决了现有油气开采压裂解堵工艺存在的问题。它包括安装全非爆释能解堵装置，将全非爆释能解堵装置输送到井下作业层段，定深准确后启动点火装置，激发一级反应室内的一级释能药剂发生热化学反应，一级反应完成后，反应热和压力破碎掉一级反应室容器，反应产物再与二级反应室内的二级释能药剂进一步发生二级反应，继续产生热量和二氧化碳气体，反应室里的温度达到1000℃以上，压力大于10Mpa，在能量的作用下，活塞向下推出，反应室所有的能量通过筛管瞬间传入井内，对油水井进行解堵或压裂改造。它主要用于油气开采压裂解堵。
Description
技术领域
本发明属于油气开采压裂解堵技术领域，特别是涉及一种全非爆释能解堵工艺。
背景技术
油田在持续的开发中，井况和近井地层环境随着采液日期的延长，会因井液中的无机物、有机物及细菌等产生沉积结垢，造成近井地带的岩层岩隙、射孔孔道、井筒等的堵塞，对生产井井况产生了不同程度的伤害，使油气储层基质内的裂缝壁面的渗流能力变差，造成油井产液不足，水井注入压力上升。结果是油气井的采收率也会随之持续地下降，影响油气的开发。以砂岩、胶结物以及泥岩为主的储层为例，随着地层原油的不断开采，地层压力、温度随之变化，近井地带形成压降漏斗急剧下降区，加剧了油层中一些无机盐类和有机物的结晶与析出，水中的钙镁离子等在井内沉积，这些钙镁离子是以碳酸钙（镁）晶体的形式滞留在储层的岩层岩隙中间，造成近井地带的岩层岩隙、射孔孔道、井筒等的堵塞。另外，在采液中蜡、胶质及沥青质含量都高的井况下，又采用人工注水开发，这就更容易在岩隙和射孔孔道中产生有机和无机垢，进一步造成储层岩隙的堵塞，使油水井的产液流通不畅，加之产液流体的流动性不好，则会严重影响油井的正常生产。
对于这类油气和注水井井况的压裂解堵改造，目前，国内外主要采用水力压裂、酸化压裂、高能气体压裂和复合射孔压裂等措施来提高油气产量或降低注水压力，提高注水量。虽然酸化反应处理和压裂造建新裂缝可以在一定程度上恢复油气井的产能，但是水力压裂和酸化压裂的施工作业工程量大且成本也非常高；而高能气体压裂和复合射孔压裂等又均属爆炸危险品管控范围，致使相关器材在运输、使用等环节手续繁杂，须办理相关爆炸品手续才能施工。另外，采用火药或固体推进剂的装药量、装药燃烧做功性能等受井下温度、压力等环境条件限制，能量利用率不高，施工作业效果有限。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种全非爆释能解堵工艺，以解决现有油气开采压裂解堵工艺存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种全非爆释能解堵工艺，它包括以下步骤：
步骤1：安装全非爆释能解堵装置，全非爆释能解堵装置包括反应室和筛管，所述反应室包括一级反应室和二级反应室，所述一级反应室设置在二级反应室内部，所述一级反应室为密闭容器，所述一级反应室内填充一级释能药剂，所述一级反应室内设置有电热元件，所述电热元件与点火装置相连，所述二级反应室上端密封，所述二级反应室下端与封堵接头相连，所述封堵接头的中心孔内设置有活塞，所述活塞33通过剪钉32与封堵接头3相连，所述封堵接头下端与筛管相连，所述筛管沿径向上开设有若干个圆孔；
步骤2：装配后的全非爆释能解堵装置进入作业现场实施作业施工，作业施工时，将电缆马龙头连接到全非爆释能解堵装置上端，再通过电缆提起全非爆释能解堵装置，将全非爆释能解堵装置输送到井下作业层段，地面操作控制面板，利用磁定位仪对全非爆释能解堵装置进行校深，定深准确后启动点火装置，激发一级反应室内的一级释能药剂发生热化学反应，一级反应完成后，反应热和压力破碎掉一级反应室容器，反应产物再与二级反应室内的二级释能药剂进一步发生二级反应，继续产生热量和二氧化碳气体，反应室里的温度达到1000℃以上，压力大于10Mpa，在此能量的作用下，剪钉被剪断，活塞向下推出，反应室所有的能量通过筛管瞬间传入井内，对油水井进行解堵或压裂改造；
步骤3：作业完成后，回收电缆收回全非爆释能解堵装置，完成油水井的解堵或压裂改造。
更进一步的，所述二级释能药剂为能与一级反应室反应产物继续发生放热反应的无机化合物的饱和水溶液。
更进一步的，所述一级释能药剂为铝热剂，所述铝热剂由铝粉和三氧化二铁的粉材混合制成，所述铝热剂配比按质量份配制，其中的铝粉为1份-4份。
更进一步的，所述二级释能药剂为碳酸钠水溶液。
更进一步的，所述铝热剂为球形粉末，球形颗粒的粒径为1nm～70nm。
更进一步的，所述铝热剂由1份的铝粉和9份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。
更进一步的，所述铝热剂由4份的铝粉和6份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。
更进一步的，所述铝热剂由2.5份的铝粉和7.5份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。
更进一步的，所述一级释能药剂为能与氧化剂发生置换反应的单质原料或多种单质原料的混合物。
更进一步的，所述单质原料为镁或硼。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种全非爆释能解堵工艺，该工艺以液体水为基液，利用非爆炸性释热铝热剂的热化学反应在水中快速放热，可在1-5s时间范围内使液体水吸热相变转变为超临界态，迅速发生体积膨胀对外做功，通过快速能量转换实现高温高压解堵或压裂造缝的物理方法完成油气层改造。无需采用爆炸危险品，无需办理相关运输、储运，施工工艺简易。
解堵工艺中，一、二级反应室里注加的释能解堵药剂均属非危化品，原料的化学性质安全稳定，发生热化学反应的条件是高温触发，可以保证其在加工、贮存和运输过程中的安全可靠性。
全非爆释能解堵装置的反应室由一级反应室和二级反应室构成。其一级反应室为一个独立的密闭腔室结构。二级反应室为一个高压容器，容器壁为厚壁合金钢管。筛管管体上加工有直径为20mm的诸多圆孔，用于排泄热化学反应的能量。一、二级反应室里注加的释能解堵药剂均属非危化品，原料的化学性质安全稳定，发生热化学反应的条件是高温触发，触发温度近千摄氏度，因此，常温常压下是不会发生热化学反应，可以绝对保证其在加工、贮存和运输过程中的安全可靠性，且在从生产加工到作业使用的整个过程中无需办理任何危险化学品手续即可对油水井实施压裂解堵作业。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的全非爆释能解堵装置剖面结构示意图；
图2为本发明所述的图1中A处放大结构示意图；
图3为本发明所述的图1中B处放大结构示意图；
图4为本发明所述的图1中C处放大结构示意图；
图5为本发明所述的图1中D处放大结构示意图；
图6为本发明所述的一级反应室剖面结构示意图；
图7为本发明所述的二级反应室剖面结构示意图；
图8为本发明所述的封堵接头剖面结构示意图。
图中：
1-枪头，3-封堵接头，4-筛管，5-枪尾，21-一级反应室，22-二级反应室，211-上接头，212-容器管体，213-电热元件，214-螺塞封堵，215-一级释能药剂，216-密封橡胶套，217-顶紧环，218-备帽螺环，221-容器外筒，222-二级释能药剂，30-堵套，31-螺纹塞堵，32-剪钉，33-活塞，34-胶圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参见图1-8说明本实施方式，一种全非爆释能解堵工艺，它包括以下步骤：
步骤1：安装全非爆释能解堵装置，全非爆释能解堵装置包括反应室和筛管4，所述反应室包括一级反应室21和二级反应室22，所述一级反应室21设置在二级反应室22内部，所述一级反应室21为密闭容器，所述一级反应室21内填充一级释能药剂215，所述一级反应室21内设置有电热元件213，所述电热元件213与点火装置相连，所述二级反应室22上端密封，所述二级反应室22下端与封堵接头3相连，所述封堵接头3的中心孔内设置有活塞33，所述活塞33通过剪钉32与封堵接头3相连，所述封堵接头3下端与筛管4相连，所述筛管4沿径向上开设有若干个圆孔；
步骤2：装配后的全非爆释能解堵装置进入作业现场实施作业施工，作业施工时，将电缆马龙头连接到全非爆释能解堵装置上端，再通过电缆提起全非爆释能解堵装置，将全非爆释能解堵装置输送到井下作业层段，地面操作控制面板，利用磁定位仪对全非爆释能解堵装置进行校深，定深准确后启动点火装置，激发一级反应室21内的一级释能药剂215发生热化学反应，一级反应完成后，反应热和压力破碎掉一级反应室21容器，反应产物再与二级反应室22内的二级释能药剂222进一步发生二级反应，继续产生热量和二氧化碳气体，反应室里的温度达到1000℃以上，压力大于10Mpa，在此能量的作用下，剪钉32被剪断，活塞33向下推出，反应室所有的能量通过筛管4瞬间传入井内，对油水井进行解堵或压裂改造；
步骤3：作业完成后，回收电缆收回全非爆释能解堵装置，完成油水井的解堵或压裂改造。
实施例中所述全非爆释能解堵装置具体如下：
全非爆释能解堵装置，它包括枪头1、反应室、封堵接头3、筛管4和枪尾5，所述反应室包括一级反应室21和二级反应室22，所述一级反应室21和二级反应室22上端均与枪头1相连，所述一级反应室21设置在二级反应室22内部，所述二级反应室22下端与封堵接头3相连，所述封堵接头3下端与筛管4相连，所述筛管4下端与枪尾5相连，所述一级反应室21上下两端密封，所述一级反应室21内填充一级释能药剂215，所述一级反应室21内设置有电热元件213，所述电热元件213与点火装置相连，所述二级反应室22的容器外筒221上下两端分别通过枪头1和封堵接头3密封，所述容器外筒221内填充二级释能药剂222，所述封堵接头3的中心孔内设置有活塞33，所述活塞33通过剪钉32与封堵接头3相连，所述筛管4沿径向上开设有若干个圆孔。
所述一级反应室21是一个可以密封的容器，所述一级反应室21包括上接头211、容器管体212、螺塞封堵214和密封橡胶套216，所述上接头211上端设置有外螺纹，上接头211上端的外螺纹与枪头1下端的内螺纹连接，所述密封橡胶套216套装在上接头211上，所述密封橡胶套216上套装有顶紧环217，所述顶紧环217上方设置有备帽螺环218，所述备帽螺环218与上接头211通过螺纹连接。将所述上接头211下部塞入容器管体212上端口，旋拧备帽螺环218向下顶挤密封橡胶套216，将所述密封橡胶套216涨挤在容器管体212的内壁上，封堵一级反应室21的上端口。所述容器管体212下端设置有一级药剂填装口，一级释能药剂215从一级药剂填装口灌入，所述一级药剂填装口通过螺塞封堵214和密封胶圈封堵。
所述二级反应室22的容器外筒221的上端螺纹与枪头1下端的外螺纹连接，连接间隙由胶圈密封，容器外筒221的下端螺纹与封堵接头3的上端螺纹连接，使二级反应室22成为密闭容器。
所述封堵接头3包括堵套30、螺纹塞堵31和剪钉32，所述活塞33设置在堵套30内，所述活塞33与堵套30的间隙通过胶圈34密封，所述活塞33侧面通过剪钉32与堵套30相连，所述堵套30侧壁上开设有二级药剂填装口，所述二级药剂填装口位于活塞33上方，所述二级释能药剂222通过二级药剂填装口灌入，所述二级药剂填装口与带密封胶圈的螺纹塞堵31密封连接。
封堵接头3的下端与筛管4螺纹连接，筛管4与枪尾5螺纹连接；封堵接头3作用除了连接筛管4，同时还起到隔离二级反应室22和筛管4及封闭二级反应室22的作用，使二级反应室22成为密闭容器。
当全非爆释能解堵进行第二级反应时，二级反应室22的压力达到一定的阈值，在此能量的作用下，剪钉32被剪断，活塞33向下推出，二级反应室22内的反应热和产生的高压压力会在瞬间通过筛管4作用到作业井段，对油水井实施解堵和压裂。
所述一级反应室21的容器管体212材质为在高温下可消融的金属或其它有机材料。所述的二级反应室22的容器外筒221为32CrMo4无缝合金钢管或耐高压管材，其壁厚不小于10mm；所述筛管4为高强度无缝合金钢管，管体上加工有直径为20mm的若干个圆孔；所述电热元件213包括镍铬合金丝和绝缘管，镍铬合金丝缠绕在长度为100mm的绝缘管上，制成的电热元件213用热熔胶居中粘接固定在一级反应室21的上接头211下端的轴心处，所述上接头211上开设有线束通道，线束穿过线束通道与电热元件213和点火装置相连，作业时使用220V电压、5A的电流触发一级释能药剂215的热化学反应。
所述一级释能药剂215为铝热剂，所述二级释能药剂222为碳酸钠水溶液。所述铝热剂由铝粉和三氧化二铁的粉材混合制成，所述铝热剂配比按质量份配制，其中的铝粉为2.5份，三氧化二铁为7.5份，所述铝热剂为球形粉末，球形颗粒的粒径为30nm。铝粉和三氧化二铁按比例称量倒入混粉机进行混制，混制时间为40min。
作业前，先打开螺塞封堵214，敞开一级药剂填装口，将混制好的一级释能药剂215从一级药剂填装口灌入一级反应室21，然后再装上螺塞封堵214封闭一级反应室21；装填好一级释能药剂215的一级反应室21与枪头1连接，然后将容器外筒221与枪头1连接，容器外筒221的下端再装配上封堵接头3，封堵接头3连接筛管4，筛管4连接枪尾5，然后打开螺纹塞堵31，向二级反应室22内灌入二级释能药剂222，装配后的全非爆释能解堵装置即可进入作业现场实施作业施工。
作业施工时，将电缆马龙头连接到装置的枪头1上，再通过电缆提起全非爆释能解堵装置将其输送到井下作业层段，地面操作控制面板，利用磁定位仪对装置进行校深，定深准确后启动点火装置，通过电热元件213激发一级反应室21的一级释能药剂215发生热化学反应，一级反应完成后，反应热和压力破碎掉容器管体212，反应产物再与二级反应室22的二级释能药剂222进一步发生二级反应，继续产生高热量和二氧化碳气体，反应室里的温度达到1000℃以上，压力大于10Mpa，在此能量的作用下，剪钉32被剪断，活塞33向下推出，反应室所有的能量通过筛管4上开设的圆孔瞬间传入井内，对油水井进行解堵或压裂改造。
作业完成后，回收电缆收回全非爆释能解堵装置即完成油水井的解堵或压裂改造。
本实施例所述全非爆释能解堵装置用于油水井压裂解堵改造，解堵装置的反应室由一级反应室21和二级反应室22构成。其一级反应室21为一个独立的密闭腔室结构，二级反应室22为一个高压容器，容器壁为厚壁合金钢管。筛管4管体上加工有直径为20mm的诸多圆孔，用于排泄热化学反应的能量。同时，筛管4还可以收集一级反应室21作业后可能产生的残渣，防止发生井下落物。全非爆释能解堵装置是利用非爆炸性释热铝热剂的热化学反应在水中快速放热，迅速发生体积膨胀对外做功。
实施例中的所述二级释能药剂222为能与一级反应室21反应产物继续发生放热反应的无机化合物的饱和水溶液。优选的，所述二级释能药剂222为碳酸钠水溶液。
所述一级释能药剂215为铝热剂，所述铝热剂由铝粉和三氧化二铁的粉材混合制成，所述铝热剂配比按质量份配制，其中的铝粉为1份-4份。所述铝热剂为球形粉末，球形颗粒的粒径为1nm～70nm。
优选的，所述铝热剂由2.5份的铝粉和7.5份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。所述铝热剂也可使用由1份的铝粉和9份的三氧化二铁的粉材混合配制而成或由4份的铝粉和6份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。
本实施例中可以将所述铝热剂替换为能与氧化剂发生置换反应的单质原料或多种单质原料的混合物，所述单质原料优选为镁或硼。
所述一级释能药剂215和二级释能药剂222的制备方式如下：
方式一：
一级释能药剂215包括1份粒径为3nm-6nm的球形分析纯级铝粉和9份的粒径为3nm-6nm的球形分析纯级三氧化二铁粉；
二级释能药剂222包括1.11倍铝粉重量的碳酸钠和2倍碳酸钠重量的水。
一级释能药剂215制备方法为：依次将三氧化二铁粉和铝粉倒入混粉机内，启动混粉机进行混制，混制时间为40min。
二级释能药剂222制备方法为：水加热至50℃后，加入碳酸钠，均匀搅拌。
方式二：
一级释能药剂215包括2份粒径为3nm-6nm的球形分析纯级铝粉和8份的粒径为3nm-6nm的球形分析纯级三氧化二铁粉；
二级释能药剂222包括1.11倍铝粉重量的碳酸钠和2倍碳酸钠重量的水。
一级释能药剂215制备方法为：依次将三氧化二铁粉和铝粉倒入混粉机内，启动混粉机进行混制，混制时间为50min。
二级释能药剂222制备方法为：水加热至50℃后，加入碳酸钠，均匀搅拌。
方式三：
一级释能药剂215包括3份粒径为3nm-6nm的球形分析纯级铝粉和7份的粒径为3nm-6nm的球形分析纯级三氧化二铁粉；
二级释能药剂222包括1.11倍铝粉重量的碳酸钠和2倍碳酸钠重量的水。
一级释能药剂215制备方法为：依次将三氧化二铁粉和铝粉倒入混粉机内，启动混粉机进行混制，混制时间为60min。
二级释能药剂222制备方法为：水加热至50℃后，加入碳酸钠，均匀搅拌。
方式四：
一级释能药剂215包括4份粒径为3nm-6nm的球形分析纯级铝粉和6份的粒径为3nm-6nm的球形分析纯级三氧化二铁粉；
二级释能药剂222包括1.11倍铝粉重量的碳酸钠和2倍碳酸钠重量的水。
一级释能药剂215制备方法为：依次将三氧化二铁粉和铝粉倒入混粉机内，启动混粉机进行混制，混制时间为80min。
二级释能药剂222制备方法为：水加热至50℃后，加入碳酸钠，均匀搅拌。
一、二级反应室里注加的释能解堵药剂均属非危化品，原料的化学性质安全稳定，发生热化学反应的条件是高温触发，触发温度近千摄氏度，因此，常温常压下是不会发生热化学反应，可以绝对保证其在加工、贮存和运输过程中的安全可靠性，且在从生产加工到作业使用的整个过程中无需办理任何危险化学品手续即可对油水井实施压裂解堵作业。
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。
Claims (10)
1.一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1：安装全非爆释能解堵装置，全非爆释能解堵装置包括反应室和筛管(4)，所述反应室包括一级反应室(21)和二级反应室(22)，所述一级反应室(21)设置在二级反应室(22)内部，所述一级反应室(21)为密闭容器，所述一级反应室(21)内填充一级释能药剂(215)，所述一级反应室(21)内设置有电热元件(213)，所述电热元件(213)与点火装置相连，所述二级反应室(22)上端密封，所述二级反应室(22)下端与封堵接头(3)相连，所述封堵接头(3)的中心孔内设置有活塞(33)，所述活塞(33)通过剪钉(32)与封堵接头(3)相连，所述封堵接头(3)下端与筛管(4)相连，所述筛管(4)沿径向上开设有若干个圆孔；
步骤2：装配后的全非爆释能解堵装置进入作业现场实施作业施工，作业施工时，将电缆马龙头连接到全非爆释能解堵装置上端，再通过电缆提起全非爆释能解堵装置，将全非爆释能解堵装置输送到井下作业层段，地面操作控制面板，利用磁定位仪对全非爆释能解堵装置进行校深，定深准确后启动点火装置，激发一级反应室(21)内的一级释能药剂(215)发生热化学反应，一级反应完成后，反应热和压力破碎掉一级反应室(21)容器，反应产物再与二级反应室(22)内的二级释能药剂(222)进一步发生二级反应，继续产生热量和二氧化碳气体，反应室里的温度达到1000℃以上，压力大于10Mpa，在此能量的作用下，剪钉(32)被剪断，活塞(33)向下推出，反应室所有的能量通过筛管(4)瞬间传入井内，对油水井进行解堵或压裂改造；
步骤3：作业完成后，回收电缆收回全非爆释能解堵装置，完成油水井的解堵或压裂改造；
一级释能药剂(215)和二级释能药剂(222)均属非危化品，原料的化学性质安全稳定，发生热化学反应的条件是高温触发，可以保证其在加工、贮存和运输过程中的安全可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述二级释能药剂(222)为能与一级反应室(21)反应产物继续发生放热反应的无机化合物的饱和水溶液。
3.根据权利要求2所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述一级释能药剂(215)为铝热剂，所述铝热剂由铝粉和三氧化二铁的粉材混合制成，所述铝热剂配比按质量份配制，其中的铝粉为1份-4份。
4.根据权利要求3所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述二级释能药剂(222)为碳酸钠水溶液。
5.根据权利要求3所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述铝热剂为球形粉末，球形颗粒的粒径为1nm～70nm。
6.根据权利要求3所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述铝热剂由1份的铝粉和9份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。
7.根据权利要求3所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述铝热剂由4份的铝粉和6份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。
8.根据权利要求3所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述铝热剂由2.5份的铝粉和7.5份的三氧化二铁的粉材混合配制而成。
9.根据权利要求2所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述一级释能药剂(215)为能与氧化剂发生置换反应的单质原料或多种单质原料的混合物。
10.根据权利要求9所述的一种全非爆释能解堵工艺，其特征在于：所述单质原料为镁或硼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311648813.7A CN117365420B (zh) | 2023-12-05 | 2023-12-05 | 一种全非爆释能解堵工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311648813.7A CN117365420B (zh) | 2023-12-05 | 2023-12-05 | 一种全非爆释能解堵工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117365420A CN117365420A (zh) | 2024-01-09 |
| CN117365420B true CN117365420B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=89406222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311648813.7A Active CN117365420B (zh) | 2023-12-05 | 2023-12-05 | 一种全非爆释能解堵工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117365420B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117365419B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-02-27 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 一种全非爆释能解堵装置 |
| CN117343709B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-02-27 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 一种非爆释能解堵药剂及其制备方法和应用 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2090749C1 (ru) * | 1996-04-15 | 1997-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Транснациональная компания" | Устройство для разрыва пласта |
| RU2300629C1 (ru) * | 2006-04-18 | 2007-06-10 | Михаил Григорьевич Падерин | Способ газодинамического воздействия на пласт и устройство для его осуществления |
| CN201100108Y (zh) * | 2007-11-09 | 2008-08-13 | 西安集益石油技术有限公司 | 油气井套管燃气动力修堵装置 |
| CN102052068A (zh) * | 2009-11-11 | 2011-05-11 | 西安通源石油科技股份有限公司 | 油气井复合压裂射孔方法及装置 |
| CN106593392A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油气井用投放式脉冲解堵增效工艺 |
| CN107100607A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-29 | 大庆中联信实石油科技开发有限公司 | 暂堵转向压裂方法 |
| CN109594964A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-09 | 西安石油大油气科技有限公司 | 一种油气井田增产用气动力深穿透复合解堵工艺及装置 |
| CN111188599A (zh) * | 2020-02-22 | 2020-05-22 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 释能扩容射孔装置 |
| RU2723249C1 (ru) * | 2020-01-17 | 2020-06-09 | Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" | Устройство для обработки прискважинной зоны пласта |
| CN216767361U (zh) * | 2021-12-16 | 2022-06-17 | 通源石油科技集团股份有限公司 | 一种油气井可提式电缆传输爆燃压裂装置 |
| CN216767360U (zh) * | 2021-12-16 | 2022-06-17 | 通源石油科技集团股份有限公司 | 一种新型的液体火药爆燃压裂装置 |
| CN115898357A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-04-04 | 西安航天化学动力有限公司 | 一种全井段爆燃压裂施工方法 |
| CN116696342A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-09-05 | 易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司 | 一种用于煤层气井的前舱式二次爆炸复合射孔方法 |
| CN117343709A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 一种非爆释能解堵药剂及其制备方法和应用 |
| CN117365419A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 一种全非爆释能解堵装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7393423B2 (en) * | 2001-08-08 | 2008-07-01 | Geodynamics, Inc. | Use of aluminum in perforating and stimulating a subterranean formation and other engineering applications |
-
2023
- 2023-12-05 CN CN202311648813.7A patent/CN117365420B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2090749C1 (ru) * | 1996-04-15 | 1997-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Транснациональная компания" | Устройство для разрыва пласта |
| RU2300629C1 (ru) * | 2006-04-18 | 2007-06-10 | Михаил Григорьевич Падерин | Способ газодинамического воздействия на пласт и устройство для его осуществления |
| CN201100108Y (zh) * | 2007-11-09 | 2008-08-13 | 西安集益石油技术有限公司 | 油气井套管燃气动力修堵装置 |
| CN102052068A (zh) * | 2009-11-11 | 2011-05-11 | 西安通源石油科技股份有限公司 | 油气井复合压裂射孔方法及装置 |
| CN106593392A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油气井用投放式脉冲解堵增效工艺 |
| CN107100607A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-29 | 大庆中联信实石油科技开发有限公司 | 暂堵转向压裂方法 |
| CN109594964A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-09 | 西安石油大油气科技有限公司 | 一种油气井田增产用气动力深穿透复合解堵工艺及装置 |
| RU2723249C1 (ru) * | 2020-01-17 | 2020-06-09 | Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" | Устройство для обработки прискважинной зоны пласта |
| CN111188599A (zh) * | 2020-02-22 | 2020-05-22 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 释能扩容射孔装置 |
| CN216767361U (zh) * | 2021-12-16 | 2022-06-17 | 通源石油科技集团股份有限公司 | 一种油气井可提式电缆传输爆燃压裂装置 |
| CN216767360U (zh) * | 2021-12-16 | 2022-06-17 | 通源石油科技集团股份有限公司 | 一种新型的液体火药爆燃压裂装置 |
| CN115898357A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-04-04 | 西安航天化学动力有限公司 | 一种全井段爆燃压裂施工方法 |
| CN116696342A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-09-05 | 易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司 | 一种用于煤层气井的前舱式二次爆炸复合射孔方法 |
| CN117343709A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 一种非爆释能解堵药剂及其制备方法和应用 |
| CN117365419A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 一种全非爆释能解堵装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于大型水力压裂实验系统的室内模拟研究;王跃;;地球物理学进展;20170228;第32卷(第01期);第408页-第413页 * |
| 油井射孔防砂一体化技术;吴志勇;韩宗正;丁晓;尹剑峰;孟雪;白雪姣;;工程爆破;20180228;第24卷(第01期);第50页-第56页+第90页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117365420A (zh) | 2024-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN117365420B (zh) | 一种全非爆释能解堵工艺 | |
| CN117343709B (zh) | 一种非爆释能解堵药剂及其制备方法和应用 | |
| WO2022252591A1 (zh) | 一种水力压裂与甲烷原位燃爆协同致裂增透方法 | |
| CN117365419B (zh) | 一种全非爆释能解堵装置 | |
| AU2018405437B2 (en) | Method and device for controlling top coal caving property by pulsed hydraulic fracturing | |
| CN103352684B (zh) | 化学物理复合爆破压裂器及其制造方法 | |
| US2766828A (en) | Fracturing subsurface formations and well stimulation | |
| US3159217A (en) | Plastically deformable solids in treating subterranean formations | |
| CN105332684A (zh) | 一种高压水爆与co2压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺 | |
| CN112145144B (zh) | 一种基于多级液态co2相变的复合压裂改造系统及方法 | |
| CN104763427B (zh) | 一种超临界co2预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法 | |
| CN206513345U (zh) | 一种可溶桥塞 | |
| CN114278270B (zh) | 甲烷原位控制燃爆压裂方法及其装置 | |
| CN109594964B (zh) | 一种油气井田增产用气动力深穿透复合解堵工艺及装置 | |
| CN108386193A (zh) | 一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法 | |
| CN109138957A (zh) | 用于油气储层爆炸压裂的液体炸药注入和引爆装置 | |
| CN105507849A (zh) | 一种压裂用自移除桥塞 | |
| CN114876434A (zh) | 一种页岩气储层缝内甲烷原位燃爆压裂方法 | |
| CN114718539A (zh) | 一种多轮次甲烷层内原位燃爆压裂方法 | |
| CN108756883A (zh) | 一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法及系统 | |
| CN206468323U (zh) | 可降解封隔器及多级分层压裂管柱 | |
| CN208845160U (zh) | 一种油气储层爆炸压裂的液体炸药注入和引爆装置 | |
| RU2615543C2 (ru) | Энергогазообразующий состав и технология обработки призабойной зоны продуктивного пласта | |
| CN105064972B (zh) | 一种用于油气田储层的液体火药胶囊压裂弹及应用其的工艺 | |
| CN103422835B (zh) | 一种油气井井筒可固化流动砂桥封堵方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |