RU1838595C - Способ извлечени флюидов из скважин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче флюидов из скважин. Предназначено дл  повышени  извлечени  флюидов. Спосо аключает оборудование-скважины обсадной колонной и размещение виброисточников в ее заколон- ном пространстве. В скважину нагнетают разупрочн ющие растворы и осуществл ют вибровоздействие на частоте собственных колебаний пород пласта. Новым  вл етс  также использование в качестве рабочих растворов гидроокиси натри  или гидроокиси натри  с метанолом. Прм этом предварительно осуществл ют виброобработку пород в диапазоне частот 60-1500 Гц в течение времени, необходимого дл  смены деформаций сжати  деформаци ми раст жени . 4 з.гт. ф-лы.. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области наук о Земле, в частности, нефте- и газодобыче, и может быть использовано дл  повышени  КПД извлечени  флюидов из глубоких скважин с использованием упругого миграционного геоэффекта и эффектов кавитации.

Цель изобретени  - повышение КПД извлечени  флюидов из глубоких скважин.

.На. чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа, где 1 - горный массив; 2 - скважина; 3 - обсадна  труба; 4 - слой редкоземельного вещества; 5 - упру- гов зкое тело; 6 - пласт; 7 - источник возбуждающего напр жени ; 8, 9 - электроды; 1, - гидроимпульсатор дл  нагнетани  растворов; 11 - перфорированные отверсти  в обсадной трубе; 12 - герметизирующа  устьева  арматура; 13 - информационно-вычислительный комплекс (ИВК) дл  синхронизации работы и управление работой группой виброисточников; 14 - лазер

накачки; 15 - световой дл  передачи энергии луча лазера а скважину.

Способ осуществл ют следующим образом .

В горном массиве 1 бур т скважину 2. герметизируют ее устьевой арматурой 12. армируют ее обсадной трубой 3, на внешнюю часть которой перед монтажом нанос т слой редкоземельного вещества 4 и подвод т к нему возбуждающее напр жение от источника напр жени  7 посредством электродов 8, 9. Пространство между обсадной колонной и стенкой скважины 2 заполн ют упруго-в зким слоем 5,нагнетае- мым гидроимпульсатором О, причем в качестве материала yrfpyro-в зкого сло  используют редкоземельные вещества или их соединени  с 10-% добавкой в жущего, например, в виде тонкозернистого цемента. Вибровоздействи  на пласт осуществл ют поэтапно. Вначале, в диапазоне частот 60- 1500 Гц и вибровоздействи  осуществл ют

00 С 00 01 Ю СЛ

С

в течение времени,при котором деформации сжати  смен т деформации раст жени  пород пласта, что соответствует оптимальной проницаемости пласта.

Затем переход т на частоту вибровоз- действи  равную частоте собственных колебаний пласта и нагнетают в пласт ПАВ и другие разупрочн ющие растворы, например сол ную кислоту, гидроокись натри  или гидроокись натри  с метанолом при температуре до 80°С .в совокупности с расклинивающими агентами с размерами частиц 0,03-0,5 мм и плотностью от 2,6 до 4,8 г/см3, в зависимости от величины гидростатического давлени  в пласте.

Низкочастотные колебани  возбуждают с помощью редкоземельных веществ, нанесенных слоем на обсадную трубу и размещенную на глубине залегани  пласта 6. Измен   частоту и величину возбуждающего напр жени  от источника напр жени  7 управл ют параметрами упругих колебаний в широком диапазоне частот - от Ю.до 1500 Гц. Высокочастотные колебани  в диапазоне частот 0,9-10 кГц дл  снижени  в зкости флюидов возбуждают посредством мощного луча лазера 14,передаваемого посредством световода 15 на необходимую глубину в жидкость скважины, причем, измен   частоту, длительность и интенсивность-луча лазера, управл ют параметрами упругих волн в выбранном диапазоне частот , дл  чего используют программу заложеннуюв пам ть информационно-вычислительного комплекса 13. При возбуждении в пласте мощных ультразвуковых колебаний в диапазоне частот 0.9-10 кГц на пути распространени  упругих колебаний во флюидах имеют место кавитирующие процессы, что способствует резкому увеличению проницаемости пласта за счет возникновени  микро- и макроударных волн и потоков флюидов, что способствует снижению прочности пород пласта на разрыв в пределах от tO до 60%.

Дл  снижени  в зкости флюидов в пласт нар ду с вибровоздействи ми нагнетают пар. В случае нетрещиноватых крепких пород в пласт нагнетают через перфорированные отверсти  в обсадной трубе на глубине залегани  пласта нагретый до 400°С инертный газ под давлением равным или превышающим горное давление, обусловленное весом вышележащих попрод.

Дл  повышени  гидро-и аэродинамических св зей пласта и увеличени  его трещи- новатости в пласт циклически нагнетают гор чие растворы и, холодную воду сразу после нагнетани  в него нагретых газов или растворов, причем процессы нагнетани  го0

5

0

5

0

р чих и холодных растворов периодически повтор ют с циклом 3-6 ч до достижени  приемистости пласта. В этом случае величина главных напр жений в пласте уменыиа- етс  на 20-40%, что облегчает создание сети трещин и удерживает их в зоне охлаждени  после закреплени  их расклинивающими агентами, которые не дают порам и трещинам закрытьс  и служат новыми концентраторами трещин.

Дл  создани  радиальных трещин в пласте производ т импульсный массированный направленный гидроразрыв, то есть в перфорированные отверсти  в обсадной трубе на глубине размещени  пласта и огражденные от остальной части обсадной ко- лонны пакерами, нагнетают рабочие жидкости в совокупности с возбуждением упругих колебаний на частоте нагнетани  жидкости в пласт, что облегчает создание вокруг скважины в месте проведени  гидроразрыва сети радиальных трещин, которые, пересека  естественные трещины,образуют сеть каналов существенно увеличивающих приток флюидов к скважине, причем, при- контурные породы пласта обрабатывают импульсами давлени , регулируемыми по заранее введенной в ИВК 13 программе, посредством которой осуществл ют корректировку работы группы виброисточников 4 в выбранном диапазоне частот, причем, отдельные части трубы 3 служат виброисточниками . С учетом Фурье устройств встроенные в ИВК 13 определ ют спектры полученных импульсов давлени  сопоставл ют их с эталонными, введенными в программу ИВК 1.3, и производ т синхронизацию работы группы виброисточников 4 во времени и выбирают оптимальный режим нагружени  приконтурной части скважины на глубине залегани  пласта при котором не индуцируютс  остаточные напр жени  и осуществл ют контроль скорости нагружени  пород в массиве с таким условием, чтобы не вызвать динамических про влений горного давлени  и не нарушать целостность скважины. При возбуждении упругих колебаний их амплитуду медленно поднимают от минимального до максимального уровн  при котором напр жени  в знакопеременной волне достигнут 0,5 от разрушающих. Колебани  вызывают относительную подвижку структурных элементов в пласте, перераспределение пол  упругих напр жений на пути распространени  упругих волн и мигрирующих флюидов, частичную дегазацию пород пласта и кавитирующие процессы, Напр женно-деформированное состо ние пород пласта контролируют до, во врем  и после вибро5

0

5

0

5

воздействи  геомеханическими и геофизическими методами исследований.

Таким образом, вибрации содействуют раскрытию пор и трещин при облучении пласта мощными вибрационными колебани ми в широком диапазоне частот при сжимающих и раст гивающих нагрузках, чтоспособствует дополнительному извлечению флюидов из пласта в пределах от 10 до 30% по сравнению с имеющимис  способами извлечени  флюидов.

В местах нагрева пород пласта и флюидов свыше 20°С имеют место кавитирую- щие процессы, которые нос т веро тностный характер и про вл ютс  при условии,что

1) направление распространение упругой волны совпадает с направлением пор и трещин по их простиранию:

2) частота зондирующих импульсов близка к частоте собственных флюидов,со- держащихс  в породах и трещинах, то есть к области резонанса;

3} на пути распространени  упругой волны существуют градиенты давлений и температур;

4) во флюидосодержащих растворах имеют место твердые включени  с размерами 0,01-0,05 мм. служащие зародышами кавитации .

Сущность способа заключаетс  в том, что под воздействием мощных вибрационных нагрузок в пласте возникают волны сжати  и раст жени , которые воздействуют на флюиды как тектон и ч ее кий насос и способствуют их перемещению на несколько пор дков быстрее чем в отсутствие упругой волны и, следовательно , дополнительному извлечению флюидов из глубоких скважин в пределах от 10 до 30%.

Преимущества способа состо т в том, что размещение виброисточников в зако- лонном пространстве позвол ет осуществить:

, 1. Возбуждение упругих колебаний в выбранном диапазоне частот и закачать в пласт упругую энергию, превышающую горное давление, обусловленное весом пород.

2. Управл ть состо нием и свойствами пород и пласта и флюидов .

3. Снизить энергоемкость способа и повысить его эффективность.

4. Повысить КПД извлечени  флюидов за счет использовани  упругого миграционного геоэффекта и эффектов кавитации.

Использование предлагаемого способа позволит значительно повысить эффективность способа и увеличить гидро- и аэродинамические св зи пласта, за счет чего повышаетс  КПД извлечени  флюидов из глубоких скважин на 10-30% по сравнению 5 с имеющимис  классическими способами извлечени  флюидов.

Claims (5)

1. Способ извлечени  флюидов из сква0 жин, включающий оборудование скважин обсадной колонной, размещение источников вибровоздействи  на глубине залегани  пласта, нагнетание в пласт разоупрочн ю- щих растворов в совокупности с вибровоз5 действи ми дл  повышени  проницаемости пласта и последующую откачку флюидов, о т- личающийс  тем. что, с целью повышени  извлечени  флюидов из глубоких скважин, источники вибровоздействи  размещают в

0 заколонном пространстве обсадной колонны , вибровоздействие осуществл ют на частоте собственных колебаний горных пород пласта, при этом в качестве рэзупрочн ю- щих растворов нагнетают в пласт гидро5 окись натри  или гидроокись натри  с метанолом, а перед указанными воздействи ми осуществл ют виброобработку горных пород в диапазоне частот 60-1500 Гц в течение времени, необходимого дл  смены

0 деформаций сжати  деформаци ми раст жени .

2. Способ по п. 1,отличающийс  тем. что, с целью снижени  в зкости флюидов , в пласте возбуждают колебани  на час- 5 тотеО,9-10 кГц.

3. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  извлечени  флюидов, в пласт нагнетают пар.

4. Способ по п. 1,отличающийс  0 тем, что в обсадной колонне на глубине залегани  пласта выполн ют отверсти  перфорации диаметром 30-50 мм и нагнетают через них в пласт нагретый до 400°С инертный газ под давлением, равным или превы- 5 шающим горное давление в пласте.

5. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  проницаемости пород пласта и увеличени  гидро- и

0 аэродинамических св зей пласта, после нагнетани  в пласт нагретых разупрочн ющих растворов в течение 3-6 ч в пласт нагнетают холодную воду, причем процесс нагнетани  гор чих растворов, чередующийс  с нагне5 танйем холодной воды, повтор ют в несколько циклов до достижени  заданной приемистости пород пласта.