8 800 333-39-37
Ваше имя:
Номер телефона:

Пороховые генераторы давления для скважин


Пороховые генераторы давления ПГД

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

Пороховые генераторы давления ПГД

 

Назначение

Пороховые генераторы давления предназначены для создания в скважинах, заполненных жидкостью, давления, обеспечивающего образование остаточных трещин в прискважинной зоне пласта. Устройство генераторов и масса их зарядов позволяют кратковременно создавать в скважинах давление, равное или превышающее горное давление.

Объектами для обработок могут быть пласты-коллекторы, сложенные терригенными или карбонатными породами, фильтрационные свойства которых в прискважинной зоне ухудшены при строительстве или эксплуатации скважины.

Генераторы можно применять в скважинах, обсаженных трубами внутренним диаметром 118 мм и более. Допускается применение генераторов в скважинах, продуктивные пласты которых не перекрыты обсадными трубами и сложены плотными низкопроницаемыми породами.

 

 

Пороховой генератор давления ПГД-БК – 100М, ПГД-БК – 150

Особенности:

Генератор давления ПГД-БК – 100М применяется в скважинах при гидростатическом давлении до 80Мпа и температуре до + 100оС, при условии пребывания в скважине при максимальной температуре не более 3 – х часов. Генератор ПГД – БК – 150 предназначен для применения в скважинах с гидростатическим давлением до 100 Мпа и температуре до +150оС, преимущественно на глубинах свыше 3км.

Минимальное гидростатическое давление, при котором можно применять генераторы, - 5Мпа. 

Технические характеристики пороховых генераторов давления

Показатели

ПГД-БК-100М

ПГД-БК-150

Наружный диаметр, мм

95

95

Минимальный внутренний диаметр обсадной колонны, мм

118

118

Максимальное давление, МПа

80

100

Минимальное давление, МПа

5

5

Максимальная температура, оС

100

150

Масса одного заряда, кг

9,7

5,5

Число зарядов

Согласно методике

Согласно методике

 

Допустимая погрешность измерений: давления – 3 МПа; температуры – 5 градусов; скорости спуска – 0,1 м/с.

Генератор давления является изделием однократного применения.

 

 


 
Устройство генераторов


Генератор ПГД.БК-100М состоит из кабельной головки, пиропатрона ПП-9, опорной трубы, двух пусковых пиротехнических воспламенителей, одного воспламенительного и нескольких основных пороховых зарядов, соединительных и уплотнительных деталей (см. рисунок).

Генератор давления ПГД.БК-100М

1 – заряд пороховой воспламенительный; 2 – трубка с пусковым воспламенителем; 3 – заряд пороховой основной; 4 – трос; 5 – наконечник; 6 – головка; 7 – крешерный прибор; 8 – кабель.

Крешерный прибор применяется для регистрации максимального давления в скважине, который закрепляется на кабеле на расстоянии 10-20 метров от генератора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

zinref.ru

Пороховые генераторы давления для увеличения добычи нефти и газа в скважинах


Назначение

    Пороховые генераторы давления бескорпусные предназначены для разрыва и термогазохимической обработки нефтегазоносных пластов продуктами сгорания твердого топлива с целью восстановления или повышения фильтрационных свойств прискважинной зоны.
    Эффект достигается благодаря одновременному механическому, тепловому и физико-химическому воздействию пороховых газов на горные породы, насыщающие их жидкости и твердые отложения в прискважинной зоне и в трещинах.

Спектр решаемых задач
  1. Увеличение добычи нефти и газа в скважинах.
  2. Повышение достоверности геологической информации при разведке месторождений.
  3. Возрождение "угасших" скважин.
  4. Увеличение приемистости нагнетательных скважин при добыче нефти и газа.
  5. Повышение дебита водозаборных, в том числе геотермальных скважин.
Нефтеносные пласты
До обработки ПГДБК   После обработки ПГДБК
      
Достоинства и эффективность

    Генераторы ПГДБК не требуют применения громоздкого насосно-компрессорного оборудования (как, например, при гидроразрыве), что делает их использование особенно эффективным в труднодоступных районах.
    Наличие различных модификаций генераторов обеспечивает широкие возможности их применения на скважинах глубиной до 6000 метров.
    Широкое распространение нашли комплексные технологии обработки скважин, где генераторы ПГДБК применяются совместно с другими технологическими приемами, основанными на использовании активных жидкостей.
    Количество успешных обработок, в результате которых возросла производительность скважин, составляет в среднем 70%. Опыт эксплуатации генераторов ПГДБК показал надежность и безопасность работы с ними, высокую геолого-техническую и экономическую эффективность.
    В ряде случаев применение генераторов ПГДБК позволило получить промышленные притоки нефти из сухих пластов, которые ранее оценивались, как непродуктивные и не были рекомендованы к освоению.
    Особенно эффективно применение газогенераторов при освоении эксплуатационных скважин при переводе их под нагнетание воды. Освоение таких скважин другими методами, как правило, не дает положительного результата или требует длительного времени.
    Основное преимущество технологии генераторов ПГДБК заключается в ее универсальности и возможности в широких пределах изменять динамику нагружения горных пород.
    Продолжительность эффекта от воздействия генераторами ПГДБК зависит от геолого-технических характеристик месторождения и колеблется от нескольких месяцев до нескольких лет.

Технические характеристики

    В настоящее время серийно производятся пороховые заряды к газогенераторам трех основных модификаций.

Параметр ПГДБК-100М *ПГДБК-150 **ПГДБК-100/50
Длина порохового заряда, мм 900 500 500
Диаметр порохового заряда, мм 95 95 52
Масса порохового заряда, кг 8,8 5,5 1,7
Максимальное количество одновременно спускаемых зарядов, шт определяется технологией
Максимальная баростойкость, МПа 80 100 80
Максимальная термостойкость, 0С 100 150 100
Максимальная глубина скважины, м 3500 6000 3500

* продукты сгорания содержат значительное количество хлора, что существенно повышает эффективность их применения за счет активного химического воздействия на пласт.

** обработка газогенераторами ПГДБК-100/50 производиться без подъема насосно-компрессорных труб, что существенно снижает трудоемкость и позволяет совмещать с другими методами.

    Генераторы ПГДБК применяются в скважинах с внутренним диаметром 118 мм и более. Спуск генераторов в зону пласта осуществляется на геофизическом кабеле.

Практическое применение
  • Средняя дополнительная добыча нефти для одной обработанной скважины составляет 720 тонн в год.
  • Использование ПГДБК в течение 5 лет в разведочных скважинах Тюменского региона позволило дополнительно увеличить извлекаемые запасы нефти на 250 млн. тонн.
  • На контрактной основе ПГДБК поставляются в США, Китай, Сербию и страны Южно-Азиатского региона.
ОАО "ФНПЦ "Алтай" готов:
  • изготовить и поставить заказчику партию газогенераторов ПГДБК;
  • оказать техническую помощь в освоении методов интенсификации добычи нефти и газа с помощью бескорпусных пороховых генераторов давления;
  • рассмотреть предложения на проведение работ на месторождениях заказчика;

frpc.secna.ru

Технологии для нефтеотдачи —

Технологии для нефтеотдачи

Тел./факс:

  • сбыт (342) 250-19-41.

Пороховой генератор давления акустический «ПГДА»

ТУ 7284-194-07507802-2003.

ПГДА предназначен для интенсификации добычи нефти и газа из прискважинной зоны пласта, закольматированной за период эксплуатации скважины парафиновыми, асфальтосмолистыми и шламовыми отложениями. Генератор применяют для реанимации старых добывающих скважин, увеличения производительности новых скважин и повышения приемистости нагнетательных скважин. Может использоваться для удаления метана из угольных пластов.

Генератор имеет максимальный поперечный размер 110 мм. Комплект ПГДА состоит из 2 воспламенительных и 3-8 сгорающих цилиндрических канальных элементов (в зависимости от толщины обрабатываемого пласта) длиной 1200 мм и устройства для сборки.

ПГДА собирают в гирлянду на устье скважины в течение нескольких минут. Далее его опускают в заполненную жидкостью скважину и устанавливают в интервале перфорации напротив пласта (пропластков). Для широких пластов возможно одновременное использование трех комплектов ПГДА с максимальной массой топлива 360 кг.

Сущность обработки скважины ПГДА состоит в следующем. Подается ток по кабелю на спирали накаливания, вмонтированные в топливо торцевых элементов гирлянды. После их воспламенения происходит последующее горение всех элементов с увеличением давления и температуры в скважине. Индуцированные при вибрационном горении упругие волны через их радиальные отверстия, торцы и обсадную колонну проникают в окружающие скважину горные породы.

Осуществляется высокотемпературное виброволновое воздействие на продуктивный пласт, дополняющее термогазохимическое воздействие. В породах появляются трещины, расширяются перфорационные каналы, изменяются фильтрационные и другие свойства коллекторов. В конечном итоге возникает разрыв пласта, причем вибрации усиливают его. Все это приводит к резкому увеличению дебита нефти и газа.

Притоки нефти после обработки скважин ПГДА возрастают иногда в несколько раз с продолжительностью эффекта до нескольких лет. Дополнительная добыча нефти может составить несколько тысяч тонн со скважины при первоначальном дебите нефти до 5…10 тонн в сутки.

ПГДА обработано свыше 800 скважин (нефтедобывающих и нагнетательных) с терригенными и карбонатными коллекторами. Объемы поставок все время возрастают.

Подтверждена высокая экономическую эффективность, надежность и безопасность технологии с использованием ПГДА. Негативные экологические последствия и разрушения обсадной колонны при обработке скважин отсутствуют.
Все затраты на обработку скважин ПГДА окупаются в течение нескольких месяцев.

Серийно выпускается с 2003 г. В 2008 г. ПГДА получил диплом лауреата программы «100 лучших товаров России».

Основные преимущества от технологии с применением ПГДА:

  • возможность массового серийного выпуска и оперативность выполнения заказов на изготовление генератора;
  • простота технологи, приемлемость ее для всех нефтегазодобывающих регионов, в том числе при аномально низких температурах;
  • малая себестоимость обработок скважин при достаточно высокой их эффективности;
  • использование для различных пород, пластов, глубин (от 0,3 до 3,5 км), температур (до + 90 °С).

www.fkpppz.ru

пороховые генераторы давления | Разработка нефтяных и газовых месторождений

Альберт1 пишет:

это тот же грп,но с меньшим количеством жидкости+снижение вязкости за счет теплоты,я правильно понял?можно ли использовать те же формулы для расчетов?


По типу воздействия на пласт есть два вида пороховых генераторов.
1) Медленно горящие, типа ПГД-БК - их основа обычный черный порох спрессованный в шашки. Эти генераторы дают относительно медленно нарастающее давление которое обычно не превышает давление разрыва пласта. Процесс сопровождается феерическим выбросом жидкости с устья скважины за счет образования газового пузыря, который затем схлопывается порождая цикл затухающих колебаний давления в стволе, что вроде как должно оказывать некоторый терапевтический эффект.
2) Быстро горящие типа ЗГРП (ЛГРП) - их основа специальный горючий состав, из группы материалов "двойного применяемый", спрессованный в шашки с центральным каналом специальной конфигурации обеспечивающей прогрессивный процесс горения. Эти генераторы дают очень быстрый временной фронт роста давления. За счет скорости нарастания давления превышающей демпфирующую реакцию столба жидкости и газового пузыря, достигаются значения пикового давления превышающего давления разрыва пласта (это известно из результатов измерения в процессе воздействия). В при забойной зоне, на против интервала, образуется сеть не закрепленных трещин. Понятно, что достоверно не известно что там образуется на самом деле, но судя по значениям пиковых давлений, измеренных при последовательных операциях, видно что с каждым последующим воздействием, пиковые давления снижается, соответственно делается вывод (заинтересованной стороной), что за скважиной образуется некоторый объем свободного пространства. Соответственно делается вывод, что это не что иное как сеть трещин.
Декларируется, что такой ЛГРП (локальный ГРП) следует делать в тех случаях когда нецелесообразно или рискованно делать полноценный фрак. Например, при неблагоприятном цементаже в интервале. Хотя интервал должен готовиться так же как под большой фрак (реперфорация бигхоллами)

ЗЫ. Хирурги говорят: "Под словом "врач", мы не имеем в виду терапевтов". ИМХО, это ёмче, чем только мед. область.

www.petroleumengineers.ru

пороховой генератор давления и способ его применения - патент РФ 2460873

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к пороховым генераторам давления, и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива. Обеспечивает повышение эффективности воздействия на пласт, увеличение давления на этот пласт в интервале обработки, предотвращение выброса из скважины добываемого продукта. Сущность изобретений: пороховой генератор состоит из пороховых зарядов, соединенных между крышкой и поддоном тросом. Не менее чем один пороховой заряд содержит спираль накаливания, электрически соединенную с геофизическим кабелем. Согласно изобретению выше пороховых зарядов на геофизическом кабеле установлен верхний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом верхнего пакера, электрической спиралью верхнего пакера и дополнительным пороховым зарядом с детонатором верхнего пакера. Ниже пороховых зарядов установлен нижний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом нижнего пакера, электрической спиралью накаливания нижнего пакера и дополнительным зарядом с детонатором нижнего пакера. Толщина проволоки и ее материал накаливания верхнего и нижнего пакеров выполнены такими же, но отличными от спирали накаливания порохового заряда. Способ по изобретению заключается в использовании выше описанного порохового генератора давления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретно к пороховым генераторам давления, и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известен "Пороховой генератор давления облицовочный" для корпусных кумулятивных перфораторов и имплозивных устройств, по заявке РФ на изобретение № 2009115084, выполненный в виде набора фрагментов, закрепляемых на корпусе устройств последовательно один за другим в единый трубчатый облицовочный заряд. Его фрагменты могут собираться из стержневых элементов любого профиля баллиститных артиллерийских порохов. Фрагменты порохового генератора давления облицовочного могут изготавливаться в виде однородных конструкций в форме трубы путем склеивания торцов пороховых элементов полимером холодного отверждения или в форме гибких пластин путем обвязки пороховых элементов нитроцеллюлозной или хлопчатобумажной лентой. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известно "Устройство для перфорации скважин и трещинообразования в пласте" по патенту РФ на изобретение № 2170339. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к кумулятивным перфораторам и пороховым генераторам давления, применяемым в скважинах. Обеспечивает увеличение эффективности перфоратора и увеличение размеров каналов в колоннах и создания дополнительных трещин в прилегающей к скважине зоне. Сущность изобретения: устройство содержит соединенный с кабелем-тросом для спуска в скважину кумулятивный перфоратор с зарядами взрывчатого вещества. Он образует при детонации кумулятивные струи. Имеется пороховой генератор давления с твердотопливными элементами. Твердотопливные элементы порохового генератора давления расположены между кумулятивными зарядами взрывчатого вещества или около зарядов взрывчатого вещества, соприкасаясь с ними. Твердотопливные элементы могут быть расположены в нижней части устройства вместо груза или части этого груза. При этом твердотопливные элементы не пересекают оси кумулятивных струй и выполнены из неметаллизированного баллиститного или смесевого твердого ракетного топлива в виде цилиндров с центральным круглым каналом, в которых длина и диаметр центрального канала связаны соотношением (20 40):1. Содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердотопливного элемента составляет не более 1,5%. В других вариантах устройства длина и диаметр центрального канала связаны другими соотношениями. Кроме того, в других вариантах приведено другое содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердотопливного элемента. В других вариантах приведено и другое размещение составных частей устройства и их выполнение. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен "Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления" по патенту РФ на изобретение № 2162514. Использование: при эксплуатации нефтяных скважин. Обеспечивает за один спуск-подъем аппаратуры перфорацию скважины, очистку обрабатываемого пласта от кольматирующих элементов, а сформированных перфорационных каналов в пласте - от корочки запекания и осуществление разрыва пласта. Сущность изобретения: способ и устройство для его осуществления включают перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие непосредственно в момент окончания перфорации скважины для очистки сформированных перфорационных каналов от корочки запекания с помощью имплозионной камеры, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью перфоратора. После этого срабатывает термогазогенератор, соединенный с перфоратором соединительным узлом, в котором имеется решетка с заглушенными отверстиями. Горячие газы термогазогенератора поступают в корпус перфоратора и через отверстия в его корпусе для кумулятивных зарядов по предварительно сформированным перфорационным каналам воздействуют непосредственно на перфорационные каналы в пласте. Выбирают характеристики заряда, конструкцию устройства и условия работы такими, чтобы обеспечить давление гидроразрыва пласта. Для оценки характера воздействия и характера работы устройства оно снабжено датчиками температуры и давления, а для определения места расположения прибора в скважине - локатором муфт. Недостатком изобретения является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известно "Устройство для вскрытия и газодинамической обработки пласта" по патенту РФ на изобретение № 194151. Изобретение относится к технике прострелочно-взрывных работ в скважинах и может быть использовано для вторичного вскрытия прискважинной зоны пласта. Обеспечивает возможность создания дополнительного энергоносителя, способного образовывать при срабатывании кумулятивных зарядов в скважине мощный поток газов, движущийся за кумулятивной струей. Сущность изобретения: устройство включает корпусный кумулятивный перфоратор с головкой с загерметизированными боковыми отверстиями, кумулятивными зарядами, наконечником и две герметичные воздушные камеры с атмосферным давлением. Они расположены на концах перфоратора. В воздушных камерах размещены пороховые заряды. Между ними и кумулятивными зарядами помещены защитные шашки из недетонирующего смесевого топлива эластитного типа. Недостатком изобретения является низкая эффективность воздействия на пласт, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен "Газогенератор на твердом топливе для обработки нефтегазовых скважин" по патенту РФ на изобретение № 2311529. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для стимуляции прискважинной зоны нефтегазового пласта твердотопливными зарядами - газогенераторами. Обеспечивает повышение надежности и эффективности устройства, достижение более высокого дебита нефти, газоконденсата и газа в скважинах любой направленности. Сущность изобретения: устройство включает трубчатые цилиндрические заряды, обеспечивающие вибрационный режим горения, воспламенительный заряд и грузонесущий геофизический кабель с элементами крепления конструкции. Согласно изобретению при обработке крутонаклонных, искривленных скважин и горизонтальных скважин, геофизический кабель расположен внутри гибкой непрерывной трубы, повторяющей направления скважины, имеет токопроводящие жилы для подсоединения к проводам инициирующего узла воспламенительного заряда. При этом гибкая непрерывная труба соединена с защитным кожухом - оболочкой вокруг зарядов в виде перфорированной или неперфорированной металлической насосно-компрессорной трубы, или изготовленной из стеклопластика, с помощью деталей, обеспечивающих стягивание зарядов вплотную друг с другом и с ней. Трубчатые цилиндрические заряды имеют длину каналов и разные диаметры этих каналов для обеспечения высокочастотных и низкочастотных имлульсов давления при горении этих зарядов. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известно "Устройство для термогазохимической обработки продуктивного пласта" по патенту РФ на изобретение № 2151282 (прототип устройства). Устройство содержит бескорпусный заряд из твердотопливного материала, который соединен с кабелем-тросом и выполнен в виде сплошной цилиндрической шашки с воспламенителем и центральным круглым каналом. Отношение длины канала к его диаметру равно (40-120):1. Перпендикулярно к центральному круглому каналу в теле заряда по его длине выполнены ряды поперечых сквозных каналов диаметром 0,25-1,1 диаметра центрального круглого канала. В каждом ряду поперечные сквозные каналы выполнены пересекающимися под прямым углом друг к другу, а расстояние по длине заряда между каждыми двумя соседними рядами поперечных сквозных каналов равно отношению (20-40):1 длины центрального круглого канала к его диаметру. Устройство дополнительно содержит выступающие из шашки сегменты из твердотопливного материала, расположенные на противоположных цилиндрических поверхностях шашки параллельно оси ее центрального канала. В сегментах выполнены продольные пазы. Расстояние между пазами равно наружному диаметру цилиндрической части шашки. Отношение длины окружности шашки к основанию каждого из выступающих сегментов составляет (6-9):1. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен "Комплексный способ стимуляции скважин" (прототип способа) по патенту РФ на изобретение № 2282027. Способ используют в нефтяной промышленности. Обеспечивает повышение эффективности стимулирования скважины за счет усиления коплексного термогазохимического, барического и виброволнового воздействия на призабойную зону нефтяного пласта за счет использования порохового заряда без остаточных догорающих фрагментов топлива. Сущность изобретения: способ включает термогазохимическое барическое и виброволновое воздействие на продуктивный пласт с помощью газогенератора. Он имеет цилиндрический бескорпусный заряд с центральным круглым каналом из твердотопливного материала и соединен с геофизическим кабелем. Воздействие осуществляют путем сжигания в интервале продуктивного пласта этого заряда с одновременным накоплением давления пороховых газов в полости его центрального канала с последующей передачей энергии горения в продуктивный пласт. Согласно изобретению для избавления от остаточных фрагментов заряда в конце его горения используют заряд с выступающими на противоположных сторонах цилиндрической поверхности сегментами, параллельными оси его центрального канала с выполненными в них продольными пазами. При этом расстояние между пазами равно наружному диаметру цилиндрической части шашки. Отношение длины окружности шашки к основанию каждого из выступающих сегментов составляет (6÷9)÷1. Недостатком способа является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Задачами создания изобретения являются: повышение эффективности воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива, увеличение давления на пласт в интервале обработки, предотвращение выброса из скважины добываемого продукта.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что пороховой генератор давления, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле состоит из пороховых зарядов, соединенных между крышкой и поддоном тросом, не менее, чем один пороховой заряд содержит спираль накаливания, электрически соединенную с геофизическим кабелем, причем выше пороховых зарядов на геофизическом кабеле установлен верхний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом верхнего пакера и электрической спиралью верхнего пакера. Толщина проволоки спиралей в пороховом заряде и в пороховом заряде верхнего пакера выполнена различной. Спирали в пороховом заряде и в пороховом заряде верхнего пакера могут быть выполнены из разного материала. Между пороховыми зарядами и верхнем пакером установлен автономный цифровой манометр-термометр. Ниже пороховых зарядов может быть установлен нижний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом нижнего пакера и электрической спиралью нижнего пакера. Спираль в пороховом заряде нижнего пакера может быть выполнена такой же, как в пороховом заряде верхнего пакера. Верхний пакер содержит дополнительный пороховой заряд с детонатором. Нижний пакер содержит дополнительный пороховой заряд с детонатором.

Способ применения порохового генератора давления включает сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов, причем перед воздействием на пласт перекрывают сверху проходное сечение скважины верхним пакером. Перед воздействием на пласт одновременно перекрывают проходное сечение скважины пакерами выше и ниже порохового заряда. После воздействия на пласт верхний пакер разрушают, приводя детонатором в действие дополнительный пороховой заряд. После воздействия на пласт нижний пакер разрушают, приводя детонатором в действие дополнительный пороховой заряд.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, т.е. удовлетворяет всем критериям изобретения. Изобретательский уровень подтверждается тем, что новая совокупность существенных признаков обеспечивает получение нового технического результата.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 6, где:

на фиг.1 пороховой генератор давления спускается в скважину,

на фиг.2 проходное сечение колонны труб перекрыто сверху верхним пакером,

на фиг.3 воздействие на пласт сжиганием пороховых зарядов,

на фиг.4 проходное сечение колонны труб перекрыто сверху и снизу пакерами,

на фиг.5 воздействие на пласт сжиганием пороховых зарядов,

на фиг.6 разрушение верхнего и нижнего пакера дополнительными пороховыми зарядами и подъем геофизического кабеля.

Пороховой генератор давления 1 спускается в скважину на геофизическом кабеле 2 и состоит из пороховых зарядов 3, соединенных между крышкой 4 и поддоном 5 тросом 6, не менее, чем один пороховой заряд 3 содержит спираль накаливания 7, электрически соединенную с геофизическим кабелем 2, причем выше пороховых зарядов 3 на геофизическом кабеле 2 установлен верхний пакер 8, выполненный в виде эластичной оболочки 9 с пороховым зарядом верхнего пакера 10 и электрической спиралью верхнего пакера 11. Толщина проволоки спиралей в пороховом заряде 3 и в пороховом заряде верхнего пакера 10 выполнена различной. Спирали в пороховом заряде 3 и в пороховом заряде верхнего пакера 10 могут быть выполнены из разного материала. Между пороховыми зарядами 3 и верхнем пакером 8 установлен автономный цифровой манометр-термометр 12. Ниже пороховых зарядов 3 может быть установлен нижний пакер 13, выполненный в виде эластичной оболочки 14 с пороховым зарядом нижнего пакера 15 и электрической спиралью нижнего пакера 16. Спираль в пороховом заряде нижнего пакера 16 может быть выполнена такой же, как в пороховом заряде верхнего пакера 10. Верхний пакер 8 содержит дополнительный пороховой заряд 17 с детонатором 18. Нижний пакер 13 содержит дополнительный пороховой заряд 19 с детонатором 20.

Способ применения порохового генератора давления 1 включает сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов 3, причем перед воздействием на пласт перекрывают сверху проходное сечение скважины верхним пакером 8. Перед воздействием на пласт одновременно перекрывают проходное сечение скважины пакерами 8 и 13 выше и ниже порохового заряда 3. После воздействия на пласт верхний пакер 8 разрушают, приводя детонатором 18 в действие дополнительный пороховой заряд 17. После воздействия на пласт нижний пакер 13 разрушают, приводя детонатором 20 в действие дополнительный пороховой заряд 19.

Пороховой генератор давления 1 работает следующим образом. На геофизическом кабеле 2 он спускается в интервал обработки. На электрическую спираль верхнего пакера 11 подается напряжение, воспламеняется пороховой заряд верхнего пакера 10. Эластичная оболочка 9 верхнего пакера 8 заполняется продуктами горения порохового заряда, увеличивается в размерах и перекрывает сверху проходное сечение скважины. Одновременно может быть перекрыто проходное сечение скважины пакером 13 ниже интервала обработки, для этого на электрическую спираль нижнего пакера 16 подается напряжение, воспламеняется пороховой заряд нижнего пакера 15. Эластичная оболочка 14 нижнего пакера 13 заполняется продуктами горения порохового заряда 15 и перекрывает снизу проходное сечение скважины. Перекрытие интервала обработки скважины сверху позволяет создать большее локальное давление и более эффективно воздействовать на пласт, а снизу предотвращает закупорку каналов в породе шламом, который может подняться с забоя скважины во время работы порохового генератора давления. Спирали в пороховом заряде 3 и в пороховом заряде пакеров 8, 13 отличаются толщиной проволоки или материалом и выполнены с таким расчетом, чтобы спираль накаливания 7 нагрелась позднее электрической спирали верхнего пакера 11 и нижнего пакера 16, что позволяет воспламенить пороховые заряды 3 после перекрытия проходного сечения скважины пакером 8 или пакерами 8, 13. После нагрева спирали 7 воспламеняются пороховые заряды 3. Повышается давление на нефтегазоносный пласт, в результате которого происходит его разрыв и улучшаются пропускные свойства прилегающей к скважине породы. Давление и температура в скважине записываются на автономный цифровой манометр-термометр 12, например АМЦ-6. После воздействия на пласт верхний пакер 8 и нижний пакер 13 разрушают, приводя детонаторами 18 и 20 в действие дополнительные пороховые заряды 17 и 19. Геофизический кабель 2 с разрушенными пакерами 8 и 13 поднимается на поверхность.

Способ применения порохового генератора давления 1 включает перекрытие проходного сечения скважины, перед воздействием на пласт, сверху верхним пакером 8, или перекрытие проходного сечения скважины выше и ниже верхним пакером 8 и нижнем пакером 13. Сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов 3. Разрушение верхнего пакера 8, или разрушение верхнего пакера 8 и нижнего пакера 13. Верхний и нижний пакеры 8 и 13 разрушают, приводя детонаторами 18 и 20 дополнительные пороховые заряды 17 и 19.

Применение изобретения позволило следующее.

1. Повысить эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

2. Увеличить давление на пласт в интервале обработки.

3. Предотвратить выброс из скважины добываемого продукта.

4. Предотвратить закупорку каналов в породе шламом, находящимся на забое скважины.

5. Повысить или восстановить пропускные свойства прилегающей к скважине породы.

6. Обеспечить термогазохимическую обработку и разрыв нефтегазоносных пластов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Пороховой генератор давления для спуска в скважину на геофизическом кабеле, состоящий из пороховых зарядов, соединенных между крышкой и поддоном тросом, не менее чем один пороховой заряд содержит спираль накаливания, электрически соединенную с геофизическим кабелем, отличающийся тем, что выше пороховых зарядов на геофизическом кабеле установлен верхний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом верхнего пакера, электрической спиралью верхнего пакера и дополнительным пороховым зарядом с детонатором верхнего пакера, ниже пороховых зарядов установлен нижний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом нижнего пакера, электрической спиралью накаливания нижнего пакера и дополнительным зарядом с детонатором нижнего пакера, при этом толщина проволоки и ее материал накаливания верхнего и нижнего пакеров выполнены такими же, но отличными от спирали накаливания порохового заряда.

2. Пороховой генератор давления по п.1, отличающийся тем, что между пороховыми зарядами и верхним пакером установлен автономный цифровой манометр-термометр.

3. Способ применения порохового генератора давления, включающий сжигание в интервале продуктивного пласта порохового заряда, отличающийся тем, что верхний пакер выполняют в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом верхнего пакера, электрической спиралью накаливания верхнего пакера и дополнительным пороховым зарядом верхнего пакера, ниже пороховых зарядов устанавливают нижний пакер, который выполняют в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом нижнего пакера, электрической спиралью накаливания нижнего пакера, такой же, как спираль накаливания верхнего пакера, но отличной от спирали накаливания порохового заряда, и дополнительным пороховым зарядом с детонатором нижнего пакера, при этом после воздействия на пласт приводят в действие детонаторы дополнительных пороховых зарядов верхнего и нижнего пакеров и разрушают последние.

www.freepatent.ru

Дегазация угольных пластов пороховыми генераторами давления

С.В.Сластунов, проф., д.т.н., МГГУ, А.А.Шилов, доц., к.т.н., МГГУ
Н.И.Грибанов, инж., МГГУ


Одним из перспективных направлений дегазации угольных пластов являются способы активного воздействия через скважины с поверхности. При этом, за счёт кардинального изменения свойств и состояния угольного пласта, радиус контура питания (дренирования) скважины может достигать 100–150 м и более, в то время как при вскрытии пласта скважинами и горными выработками этот радиус ограничен несколькими метрами в силу низкой естественной газопроницаемости угля, редко превышающей 10–2 мД.
Научно-исследовательские и опытно-промышленные работы по ресурсосберегающим технологиям этого направления, являющегося составной частью решения проблемы метанобезопасности угольных шахт, проводятся сотрудниками МГГУ с 1957 г. и являются одними из приоритетных в ВУЗе.
Обоснованию включения в состав комплексного технологического процесса обработки угольного пласта пороховых генераторов давления (в дальнейшем – генераторы), первым результатам и путям совершенствования их применения посвящена данная статья.

В настоящее время для различных горно-геологических условий разработан целый ряд высокоэффективных технологических схем извлечения метана на основе комплексного применения различных способов воздействия. Многие из этих способов являются принципиально новыми и не имеют аналогов в мире, они защищены патентами и приоритетными публикациями. Об уровне их решения можно судить на примере технологической схемы заблаговременной дегазации угольных пластов при разработке высокоуглегазоносного массива, которая создана на основе новых технологий МГГУ. Эта технологическая схема была отмечена высшими наградами на самых престижных международных выставках – дипломом с отличием и золотой медалью на Салоне инноваций в Брюсселе (ноябрь, 2001), дипломом и золотой медалью на Салоне изобретений (Конкурс Лепин) в Париже (май, 2002) и серебряной медалью на юбилейном XXX Международном Салоне изобретений и новой техники в Женеве (май, 2002).

Рис. 1    Комплексная технологическая схема управления массивом углегазового месторождения

Разработки МГГУ опробованы и внедрены в Донецком, Карагандинском и Печорском угольных бассейнах, где университет имеет полигоны для опытно-промышленных испытаний.

Основными (базовыми) способами воздействия на углегазоносный массив в комплексных технологических схемах могут быть: гидрорасчленение, пневмовоздействие с использованием гидроклина, циклическое пневмогидровоздействие в режиме кавитации, знакопеременное гидровоздействие в режиме кавитации с использованием геоэнергии углегазоносного массива, гидроимпульсное воздействие с использованием эффекта обратного гидроудара и др. Все эти способы обеспечивают радиус дренирования не менее 100 м. Эффективность самостоятельного применения этих способов может быть невысока. Например, эффективность дегазации при гидрорасчленении составляет 38–87%, при этом наибольшее снижение природной газоносности достигнуто на мощных пластах, залегающих на глубинах до 450–500 м. В сложных горно-геологических условиях, особенно при больших глубинах, их необходимо комбинировать с другими способами, когда каждый последующий способ дополняет предыдущий или устраняет его недостатки, а предыдущий создает благоприятные условия для применения последующего [1, 5].

Пример комплексной технологической схемы воздействия на угольный пласт и добычи метана представлен на рис. 1.

Генераторы имеют массовое применение в России и за рубежом при освоении и разработке низкопроницаемых и трудноосваиваемых коллекторов как метод высокоэнергетического газодинамического воздействия на призабойную зону пласта для стимуляции нефтяных и газовых скважин. Об их эффективности свидетельствуют объёмы ежегодно выполняемых обработок, измеряемых в тысячах скважин. Область применения генераторов практически не ограничена: в мелких, глубоких, горизонтальных (нефтяных), в обсаженных и необсаженных скважинах диаметром более 60 мм, в комплексе с любыми существующими способами воздействия (ГРП, КО и так далее), в различных агрессивных жидкостях, при депрессии и репрессии на пласт.

Рис. 2    Пороховой генератор давления ПГД.БК и импульсы давления, создаваемые различными генераторами в скважине
    1 - зависимость Р(t) для генератора ПГД.БК [2]; 2, 3, 4 - для генератора ПГРИ, при горении бронированных зарядов (2) и комбинации бронированных и небронированных зарядов с огневым способом воспламенения (3), комбинации бронированных и небронированных зарядов с детонационным способом воспламенения (4) [6]

Известен опыт успешного применения генераторов в нагнетательных скважинах при добыче редких металлов и серы методом подземного выщелачивания (Западная Украина, ПГО «Кировское» и ПО «Сера»), в скважинах при добыче угольного метана (США, Австралия, где работы проводит компания Hi-Tech [4]). Кроме этого проведены экспериментальные работы на угольных скважинах в Донбассе, результаты которых описаны ниже.

Применение генераторов отличается высокой мобильностью, простой технологией и экологической безопасностью, что позволяет проводить работы с небольшими затратами времени и средств, в любое время года и с различными природно-климатическими условиями.

Воздействие на скважину и пласт

Пороховые генераторы давления (рис. 2) – устройства однократного применения, состоящие из гирлянды пороховых зарядов цилиндрической формы, системы их воспламенения и несущего каркаса, спускаются в скважину на геофизическом кабеле. Горение пороховых зарядов в скважине, заполненной жидкостью, сопровождается образованием газообразных продуктов горения, повышением давления и температуры, в результате чего призабойная зона пласта подвергается механическому, тепловому и физико-химическому воздействию.

Основной фактор воздействия – механический. Выбирая различные типоразмеры генераторов, массу и форму зарядов, скорость нагружения горных пород можно изменять от 101 до 106 МПа/с, амплитуду давления – от нескольких МПа до полного горного давления, или превышать его в несколько раз. При этом продолжительность импульса давления также изменяется и может быть от нескольких миллисекунд до нескольких секунд. Теоретические, модельные и натурные исследования в горных выработках и скважинах, компьютерное моделирование [2, 3, 4] показали, что такие импульсные нагрузки создают в околоскважинном массиве разветвлённую сеть остаточных трещин, протяжённость которых в песчаных и карбонатных породах может достигать 10–15 м. Установлено, что протяжённость трещин пропорциональна длительности эффективного импульса давления (эффективное давление – величина давления, равная двум гидростатическим давлениям 2Р0 или примерно 0.8 горного давления, достаточная для образования искусственных вертикальных трещин), модулю Юнга породы и обратно пропорциональна проницаемости. Двукратное воздействие генератором увеличивает протяжённость трещин в 1.2–2 раза. Ширина трещин обратно пропорциональна модулю Юнга и, как и протяжённость, мало зависит от коэффициента Пуассона. Образующиеся трещины смыкаются частично, а остаточные не требуют закрепления по причине необратимых деформаций пород при высокоскоростных динамических нагрузках (рис. 3).

Надо отметить, что горение порохов не переходит в детонацию, характеризующуюся скачком давления. Поэтому нагружение пород давлением пороховых газов не приводит к дроблению пород, как при взрыве.

На рис. 2 приведены данные по импульсам давления, создаваемым различными генераторами в скважине.

В обсаженных скважинах при достаточной плотности перфорации, качественной цементации затрубного пространства и правильно выбранной массе заряда генератора нарушений целостности обсадной колонны не происходит.

Результаты экспериментальных работ

С целью установления возможности применения воздействия генераторов на угольный пласт для его заблаговременной дегазации путём создания сети ориентированных к скважине трещин, МГГУ совместно с ОАО «ВНИПИвзрывгеофизика» были выполнены экспериментальные работы на двух пробуренных с поверхности скважинах ПО «Октябрьуголь» [5]. Обе скважины обсажены колонной диаметром 146 мм. Перед обработкой скв. У-3354 вскрыта гидропескоструйной перфорацией в интервале 316.0–317.1 м (площадь вскрытия 0.02 м2), скв. У-4032 – кумулятивной перфорацией в объёме 40 отверстий в интервале 480.0–481.2 м (площадь вскрытия 0.01 м2).

Угольный пласт в скв. У-3354 имеет пористость 1.4%, проницаемость 0.1–0.2 мД, газоносность 16–25 м3/т. Опытные работы на этой скважине продолжались около 3 лет, при этом в течение первого года выполнено 12 операций с генераторами, в процессе чего отрабатывалась технология работ, испытывались различные конструкции генераторов, проводились оперативные исследования по измерению проницаемости пласта и газовыделения из скважины. На первом этапе работ применялись генераторы ПГД.БК-100 (9 операций на глубинах от 157 до 315 м), характеризующиеся относительно низкой скоростью нарастания давления и большой длительностью создаваемого импульса давления. При изменении массы заряда генератора от 10.5 кг до 52.5 кг давления, развиваемые пороховыми газами в зоне обработки, составили от 10.6 МПа до 19.8 МПа. В результате коэффициент приёмистости пласта увеличен с 0.12·10–4 м3/ МПа·с до 1.7·10–4 м3/ Мпа·с. На втором этапе использовались специально разработанные для мелких скважин быстрогорящие генераторы «Рулон», в том числе в комбинации с ПГД.БК. При применении только генератора «Рулон» (масса заряда 7 кг) получено давление 26.7 МПа, а в комбинации с ПГД.БК (общая масса заряда 27 кг) – 27.1 Мпа. Одна операция с ПГД.БК (масса заряда 31.5 кг) выполнена с засыпкой в скважинную жидкость промышленной соли до устья, при этом, как и с генератором «Ромашка», получено достаточно высокое давление, равное 26.9 МПа. В конечном итоге коэффициент приёмистости увеличен до 12.3·10–4 м3/МПа·с, проницаемость – с 0.2 мД до 33.4 мД, дебит газа после обработки составил 17.3 м3/ч, среднесуточный за полтора года работы – 1.2 м3/ч газовой смеси.


Рис. 3    Схематическое отображение одного из испытаний по горной выработке.
Наибольшая длина трещин составляет 7 м [3]

При проведении подземных исследований в лаве пласта, на которую пробурена скважина У-3354, установлено изменение фильтрационных, физико-механических и газодинамических свойств угольного пласта. Исследования динамической прочности угля позволили установить, что на расстоянии 4–13 м от скважины наблюдалось разрушение угольного пласта, на расстоянии 25–43 м от скважины среднединамическая прочность угля снизилась с 72.5±6.8 до 50.2±12.5 условных единиц или в 1.4 раза (рис. 4). По результатам газовых съёмок установлено изменение величины абсолютной газообильности пласта с 4.97 м3/мин до 0.53 м3/мин, зона влияния скважины отмечается с 25–15 м до подработки скважины и заканчивается на 37–40 м после подработки скважины (рис. 5), среднее значение начальной скорости газовыделения из шпура снизилось в 3 раза (рис. 6).

Исследованиями трещиноватости угольного пласта в лаве на протяжении 150 м, по мере подвигания очистного забоя, как вне зоны, так и в зоне влияния скважины установлено следующее:

-    около скважины образовалось пустотное пространство за счёт размыва и разрыва пласта пороховыми газами и парами воды. Полость имеет вытянутую форму с максимальными размерами по ширине 2.0 м и по длине 5.2 м, и, выклиниваясь, на расстоянии 20 м от скважины имеет зияние 0.18 м;

-    уголь в прилегающей к скважине зоне (на расстоянии до 0.8 м по падению и восстанию и в 13 м от скважины по простиранию пласта) разрушен, перемят, отваливается от забоя при лёгком прикосновении;

-    две известные до воздействия системы естественной трещиноватости, имеющие определённую ориентировку, претерпели изменения: их развитие стало больше, чем в необработанной зоне, зияние трещин увеличилось с 0.1–0.4 мм до 2.0–5.0 мм в радиусе до 18–20 м;

-    обнаружены две новых системы трещин: в первой – трещины имеют форму концентрических окружностей отрывного характера, зияние от 1 мм до 3 мм, уголь в них перемят и разрушен, прослежены на расстоянии более 25 м от скважины, с уменьшением их количества и размеров; во второй – трещины радиального направления с вертикальной и горизонтальной ориентировкой, изогнутые с выраженным изломом, зияние от 2 мм до 8 мм, уголь в зонах трещин так же перемят и разрушен; на расстоянии 20–25 м от скважины трещины выклиниваются.


Рис. 4    Изменение динамической прочности угля в зависимости
от расстояния до скважины


Рис. 5    Изменение абсолютной газообильности пласта


Рис. 6    Изменение начальной скорости газовыделения из шпура

Таким образом, многократное воздействие на угольный пласт пороховыми генераторами экспериментально подтвердило изменение физико-механических и газодинамических характеристик пласта в радиусе до 40–50 м.

Материалов по скв. У-4032 недостаточно, чтобы в полном объёме сделать анализ результатов применения генераторов по данной скважине. Известно только, что последовательно выполнено три операции генератором ПГД.БК с массой зарядов 21.0 кг, 31.5 кг и 31.5 кг и получены давления 14.6 МПа, 26.0 МПа и 21.3 МПа соответственно. При этом коэффициент приёмистости пласта после первой обработки составил 0.06·10–4 м3/МПа·с, после третьей – 0.43·10–4 м3/МПа·с, расход газовой смеси – 3.0 и 6.0 м3/ч соответственно. Низкие результаты обработки можно объяснить вообще малой эффективностью генератора ПГД.БК в неглубоких скважинах, поскольку вне зависимости от массы заряда он не может развить высоких давлений в силу медленного сгорания. Относительно высокое давление при второй операции, как и при ряде операций в скважине У-3354, связано с тем, что сжигание генератора производилось на значительном удалении от интервала перфорации, в семи метрах выше.

Применение пороховых генераторов в составе комплексной технологической схемы воздействия на угольный пласт

Включение пороховых генераторов в состав комплексных технологий при обработке угольных пластов впервые осуществлено на Воркутинском месторождении (поле шахты «Комсомольская»), где на удалении около 500 м от ближайших подземных горных выработок пробурено несколько скважин с целью извлечения метана. Здесь, в дополнение к основному способу воздействия (гидродинамическое воздействие на пласт в режиме фильтрации) на двух скважинах применены пороховые генераторы ПГД.БК 100/50 (рис. 2). Расстояние между скважинами 200–300 м, эксплуатационные колонны имеют внутренний диаметр 92 мм. На каждой скважине вскрыты и обработаны по два угольных пласта мощностью 1.5 м и 2.25 м, залегающих на глубине от 1017 до 1036 м.

Вскрытие угольных пластов производилось кумулятивными перфораторами типа ПР-54 с плотностью отверстий 30 отв./м. Применение кумулятивной перфорации, в отличие от традиционной гидропескоструйной, в комплексе с последующим воздействием на угольный пласт пороховым генератором, является, на наш взгляд, наиболее оптимальным методом вторичного вскрытия. Это экономически выгодный и экологически чистый способ вскрытия, потому что при этом на поверхность не извлекается огромный объём загрязнённой угольными частицами рабочей жидкости, как при гидропескоструйной перфорации. Те недостатки, которые присущи кумулятивной перфорации, устраняются генератором, применение которого многократно увеличивает её эффективность.

Применение генераторов обеспечивает, как это показано выше, равномерный охват трещиноватостью прискважинной зоны угольного пласта уверенно в радиусе 20–25 м. При этом важно отметить ещё два момента трещинообразования, существенно влияющих на работу базовых способов воздействия. Это, в первую очередь, связано с тем, что устраняются скин-эффекты, возникающие при бурении и связанные с глинистой коркой, зонами кольматации и проникновения фильтрата, а также возникающие при проведении перфорации, за счёт несовершенства вскрытия (малые длина каналов и диаметр их отверстий, недостаточное количество отверстий) и ухудшения проницаемости вокруг перфорационных каналов (шламовая корка на части внутренней поверхности канала, твёрдые частицы пород, закупоривающие канал, зона уплотнения пород с ухудшенной проницаемостью, расположенная за зоной дробления пород и так же, как и она, окаймляющая канал). Во-вторых, устранение скин-эффектов и сама трещиноватость существенно повышают эффективность работы базового способа, в плане повышения равномерности обработки угольного массива.

Газодинамическое воздействие на угольные пласты с помощью генераторов выполнено на двух скважинах. На скважине ПК-4447 последовательно выполнены 3 операции. Масса генератора выбиралась с учётом рекомендаций [2] и поправкой на угольные месторождения. Масса порохового заряда во всех циклах равнялась 17 кг. Максимальные давления, измеренные крешерным прибором в зоне обработки, составили 41.2 МПа, 41.2 МПа и 41.0 МПа соответственно. На скважине ПК-4419 так же последовательно выполнены 3 операции, при этом масса порохового заряда при первой операции равнялась 8.5 кг, при второй – 11.9 кг, при третьей – 17 кг; максимальные давления составили 43.0 МПа, 46.0 МПа и 41.1 МПа соответственно.

Эффективность воздействия генераторов оценивалась по результатам гидродинамических испытаний скважин после перфорации и после сжигания генераторов. Установлено, что гидропроводность угольных пластов после сжигания генераторов увеличилась по скважине ПК-4447 в 14 раз, а по скважине ПК-4419 – в 27 раз. При измерении кратковременных значений дебита метана на скважине ПК-4419 после первой операции получено 0.2 м3/мин, после третьей – 1.0 м3/мин. Результаты по скважине ПК-4447 несколько хуже. Причины этого можно объяснить значениями максимальных давлений: их равные значения во всех трёх операциях свидетельствуют о том, что процесс трещинообразования если и был, то незначительным; здесь после второй операции необходимо было увеличить плотность перфорации и массу заряда при третьей операции.

После воздействия с помощью ПГД.БК было осуществлено гидродинамическое воздействие на угольные пласты в режиме фильтрации.

В настоящее время происходит выдержка рабочей жидкости в угольном пласте до полного замещения метана в сорбционном объёме.

На 2005 год намечается извлечение воды и газа метана из скважин, которое будет сопровождаться соответствующим комплексом газогидродинамических исследований на скважине.

Выводы и рекомендации

При воздействии на угольный пласт пороховыми генераторами давления происходит расширение естественных природных систем трещиноватости, создаются новые системы трещиноватости радиального и концентрического характера. В результате образуется единая гидравлическая сеть трещин, ориентированных к скважине, которая равномерно охватывает пласт в радиусе до 25 м, происходит значительное увеличение проницаемости прискважинной зоны и увеличение съёма газа из угольного пласта. При циклической обработке угольного пласта генераторами радиус воздействия может достигать 40–50 м. Создаются благоприятные условия для последующего применения базовых способов воздействия на пласт, увеличения расстояние между скважинами и снижения сроков ввода скважин в эксплуатацию.

Многообразие конструкций генераторов и зарядов к ним с различными характеристиками горения даёт возможность выбрать оптимальные условия для эффективного воздействия на пласт, характеризующегося, в каждом конкретном случае, своими индивидуальными свойствами. В скважинах глубиной от 200 до 1000 м эффективно применение быстрогорящих генераторов типа «Рулон» и ПГРИ-100, имеющих огневую систему воспламенения и обеспечивающих скорость нагружения горных пород порядка 104 МПа/с; в диапазоне глубин от 100 м и более широкое применение могут найти генераторы типа ПГД-42Т и ПГРИ-50К, имеющие детонационную систему воспламенения и обеспечивающие скорость нагружения пород 104–106 МПа/с.

Для увеличения радиуса воздействия на пласт в 1.5–2 раза следует привлечь опыт комплексирования генераторов с жидкими горюче-окислительными составами (например, высококонцентрированный водный раствор аммиачной селитры и карбамида), что имеет широкое применение для стимуляции нефтегазовых скважин глубиной более 700 м [7].

* * *

Изложенное в данной статье представляет интерес для специалистов, занимающихся разработкой других полезных ископаемых, например, при рыхлении скальных и мёрзлых пород (в том числе в помощь гидроразрыву), при необходимости обеспечения щадящего воздействия на породу и близлежащие промышленные сооружения, а также во время добычи природных алмазов при разработке кимберлитовых месторождений.   

Журнал "Горная Промышленность" №2 2004

mining-media.ru

Пороховой генератор - давление - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Пороховой генератор - давление

Cтраница 2

Особенности работ по разрыву пласта и разнообразие геолого-технических условий предъявляют к пороховым генераторам давления специфические требования: создание в скважине давления не ниже горного и поддержание его в течение времени, необходимого для разрыва пласта, с образованием разветвленной сети остаточных трещин; выделение большого количества газов, обеспечивающего задавливание в пласт необходимого для его разрыва объема жидкости; возможность изменения количества выделяемых газов в зависимости от геолого-технических условий; стабильный режим горения порохового заряда и возможность регулирования процесса с учетом давления и температуры в скважине; хорошая проходимость и минимальное засорение скважины; отсутствие сильных толчков, которые могут привести к обрыву кабеля, и, наконец, безаварийность.  [16]

Для проведения работ по разрыву пласта с помощью давления пороховых газов используется пороховой генератор давления АСГ-105К, который состоит из камеры сгорания с пороховыми зарядами и пусковыми воспламенителями, сопловых переходников, муфт с боковыми продольными окнами для выхода пороховых газов и специальной кабельной головки с аварийным воспламенителем. К нижней части аппарата АСГ-105К присоединяется кумулятивный перфоратор однократного действия типа ПКО, срабатывающий одновременно с воспламенением пороховых зарядов генератора давления. Детали АСГ-105К изготавливают из высокопрочных легированных сталей, выдерживающих давление до 1 2 108 Па и температуру до 2500 С. Камеры сгорания, сопловые переходники и муфты рассчитаны на 20 выстрелов, а диафрагмы - на 5 - 10 выстрелов.  [17]

С целью разрыва пласта и термогазохимического воздействия на его прискважинную зону применяют пороховые генераторы давления ПГД.  [19]

Для повышения эффективности методов термогазохимического воздействия с использованием аккумуляторов давления скважин и пороховых генераторов давления необходимо применять их в газо-конденсатной ( соляровой) и кислотной средах. Особенно целесообразны комплексные обработки на паронагнетательных скважинах Ярегс-кого и Усинского месторождений тяжелой нефти, а также на скважинах окисленных залежей. Однако и пороховые генераторы давления имеют свои недостатки, заключающиеся в том, что при плохом, некачественном цементаже может разорваться колонна, заклинить кабель с заходом в колонну, так как при этом создаются большие, чем с АДС, давления за счет увеличенного ( до 2500 раз) удельного прихода пороховых газов.  [20]

Кумулятивные и пулевые перфораторы, стреляющие грунтоносы, фугасные и кумулятивные торпеды, пороховые генераторы давления и взрывные пакеры обеспечивают, в основном, эффективное вскрытие и повышение отдачи ( приемистости) пластов, отбор образцов горных пород из стенок бурящихся скважин, ликвидацию различных аварий в бурении, а иногда и предупреждение аварий в скважинах, разобщение горизонтов и некоторые другие специфические работы в разведочных и эксплуатационных скважинах, в том числе в глубоких и с осложненными геолого-техническими условиями.  [21]

С учетом наличия большого количества нефтедобывающих скважин старого фонда и изношенности колонн, препятствующих применению пороховых генераторов давления, с целью интенсификации притоков нефти в институте ведется разработка химических генераторов тепловой энергии на основе перхлоратов, пероксидов, позволяющих проводить обработку скважин без репрессионного воздействия на пласт.  [22]

Однако предположения Т const, р const, к const, k const не вполне применимы к условиям воздействия на пласт пороховыми генераторами давления.  [23]

Исследования проблем освоения и обработки скважин показывают, что массовое применение одного из эффективных методов термогазо-химического воздействия ( ТГХВ) с использованием пороховых генераторов давления бескорпусных ( ПГДБК) рискованно, так как оно связано со взрывчатыми веществами и при этом возможны нарушения эксплуатационных колонн, а ТГХВ с применением аккумуляторов давления скважин ( АДС) и способ глубокой депрессии при существующей технологии убыточны.  [24]

Запрещается перевозить: а) кумулятивные и пулевые перфораторы, торпеды, труборезы, взрывные пакеры с установленными взрывными патронами, взрывателями, электродетонаторами или электровоспламенителями; б) заряженные пороховые генераторы давления; в) кумулятивные заряды в стеклянных или ситалловых оболочках, смо

www.ngpedia.ru

Пороховой генератор давления и способ его применения

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретно к пороховым генераторам давления, и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известен "Пороховой генератор давления облицовочный" для корпусных кумулятивных перфораторов и имплозивных устройств, по заявке РФ на изобретение №2009115084, выполненный в виде набора фрагментов, закрепляемых на корпусе устройств последовательно один за другим в единый трубчатый облицовочный заряд. Его фрагменты могут собираться из стержневых элементов любого профиля баллиститных артиллерийских порохов. Фрагменты порохового генератора давления облицовочного могут изготавливаться в виде однородных конструкций в форме трубы путем склеивания торцов пороховых элементов полимером холодного отверждения или в форме гибких пластин путем обвязки пороховых элементов нитроцеллюлозной или хлопчатобумажной лентой. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известно "Устройство для перфорации скважин и трещинообразования в пласте" по патенту РФ на изобретение №2170339. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к кумулятивным перфораторам и пороховым генераторам давления, применяемым в скважинах. Обеспечивает увеличение эффективности перфоратора и увеличение размеров каналов в колоннах и создания дополнительных трещин в прилегающей к скважине зоне. Сущность изобретения: устройство содержит соединенный с кабелем-тросом для спуска в скважину кумулятивный перфоратор с зарядами взрывчатого вещества. Он образует при детонации кумулятивные струи. Имеется пороховой генератор давления с твердотопливными элементами. Твердотопливные элементы порохового генератора давления расположены между кумулятивными зарядами взрывчатого вещества или около зарядов взрывчатого вещества, соприкасаясь с ними. Твердотопливные элементы могут быть расположены в нижней части устройства вместо груза или части этого груза. При этом твердотопливные элементы не пересекают оси кумулятивных струй и выполнены из неметаллизированного баллиститного или смесевого твердого ракетного топлива в виде цилиндров с центральным круглым каналом, в которых длина и диаметр центрального канала связаны соотношением (20…40):1. Содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердотопливного элемента составляет не более 1,5%. В других вариантах устройства длина и диаметр центрального канала связаны другими соотношениями. Кроме того, в других вариантах приведено другое содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердотопливного элемента. В других вариантах приведено и другое размещение составных частей устройства и их выполнение. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен "Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления" по патенту РФ на изобретение №2162514. Использование: при эксплуатации нефтяных скважин. Обеспечивает за один спуск-подъем аппаратуры перфорацию скважины, очистку обрабатываемого пласта от кольматирующих элементов, а сформированных перфорационных каналов в пласте - от корочки запекания и осуществление разрыва пласта. Сущность изобретения: способ и устройство для его осуществления включают перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие непосредственно в момент окончания перфорации скважины для очистки сформированных перфорационных каналов от корочки запекания с помощью имплозионной камеры, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью перфоратора. После этого срабатывает термогазогенератор, соединенный с перфоратором соединительным узлом, в котором имеется решетка с заглушенными отверстиями. Горячие газы термогазогенератора поступают в корпус перфоратора и через отверстия в его корпусе для кумулятивных зарядов по предварительно сформированным перфорационным каналам воздействуют непосредственно на перфорационные каналы в пласте. Выбирают характеристики заряда, конструкцию устройства и условия работы такими, чтобы обеспечить давление гидроразрыва пласта. Для оценки характера воздействия и характера работы устройства оно снабжено датчиками температуры и давления, а для определения места расположения прибора в скважине - локатором муфт. Недостатком изобретения является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известно "Устройство для вскрытия и газодинамической обработки пласта" по патенту РФ на изобретение №194151. Изобретение относится к технике прострелочно-взрывных работ в скважинах и может быть использовано для вторичного вскрытия прискважинной зоны пласта. Обеспечивает возможность создания дополнительного энергоносителя, способного образовывать при срабатывании кумулятивных зарядов в скважине мощный поток газов, движущийся за кумулятивной струей. Сущность изобретения: устройство включает корпусный кумулятивный перфоратор с головкой с загерметизированными боковыми отверстиями, кумулятивными зарядами, наконечником и две герметичные воздушные камеры с атмосферным давлением. Они расположены на концах перфоратора. В воздушных камерах размещены пороховые заряды. Между ними и кумулятивными зарядами помещены защитные шашки из недетонирующего смесевого топлива эластитного типа. Недостатком изобретения является низкая эффективность воздействия на пласт, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен "Газогенератор на твердом топливе для обработки нефтегазовых скважин" по патенту РФ на изобретение №2311529. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для стимуляции прискважинной зоны нефтегазового пласта твердотопливными зарядами - газогенераторами. Обеспечивает повышение надежности и эффективности устройства, достижение более высокого дебита нефти, газоконденсата и газа в скважинах любой направленности. Сущность изобретения: устройство включает трубчатые цилиндрические заряды, обеспечивающие вибрационный режим горения, воспламенительный заряд и грузонесущий геофизический кабель с элементами крепления конструкции. Согласно изобретению при обработке крутонаклонных, искривленных скважин и горизонтальных скважин, геофизический кабель расположен внутри гибкой непрерывной трубы, повторяющей направления скважины, имеет токопроводящие жилы для подсоединения к проводам инициирующего узла воспламенительного заряда. При этом гибкая непрерывная труба соединена с защитным кожухом - оболочкой вокруг зарядов в виде перфорированной или неперфорированной металлической насосно-компрессорной трубы, или изготовленной из стеклопластика, с помощью деталей, обеспечивающих стягивание зарядов вплотную друг с другом и с ней. Трубчатые цилиндрические заряды имеют длину каналов и разные диаметры этих каналов для обеспечения высокочастотных и низкочастотных имлульсов давления при горении этих зарядов. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известно "Устройство для термогазохимической обработки продуктивного пласта" по патенту РФ на изобретение №2151282 (прототип устройства). Устройство содержит бескорпусный заряд из твердотопливного материала, который соединен с кабелем-тросом и выполнен в виде сплошной цилиндрической шашки с воспламенителем и центральным круглым каналом. Отношение длины канала к его диаметру равно (40-120):1. Перпендикулярно к центральному круглому каналу в теле заряда по его длине выполнены ряды поперечых сквозных каналов диаметром 0,25-1,1 диаметра центрального круглого канала. В каждом ряду поперечные сквозные каналы выполнены пересекающимися под прямым углом друг к другу, а расстояние по длине заряда между каждыми двумя соседними рядами поперечных сквозных каналов равно отношению (20-40):1 длины центрального круглого канала к его диаметру. Устройство дополнительно содержит выступающие из шашки сегменты из твердотопливного материала, расположенные на противоположных цилиндрических поверхностях шашки параллельно оси ее центрального канала. В сегментах выполнены продольные пазы. Расстояние между пазами равно наружному диаметру цилиндрической части шашки. Отношение длины окружности шашки к основанию каждого из выступающих сегментов составляет (6-9):1. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен "Комплексный способ стимуляции скважин" (прототип способа) по патенту РФ на изобретение №2282027. Способ используют в нефтяной промышленности. Обеспечивает повышение эффективности стимулирования скважины за счет усиления коплексного термогазохимического, барического и виброволнового воздействия на призабойную зону нефтяного пласта за счет использования порохового заряда без остаточных догорающих фрагментов топлива. Сущность изобретения: способ включает термогазохимическое барическое и виброволновое воздействие на продуктивный пласт с помощью газогенератора. Он имеет цилиндрический бескорпусный заряд с центральным круглым каналом из твердотопливного материала и соединен с геофизическим кабелем. Воздействие осуществляют путем сжигания в интервале продуктивного пласта этого заряда с одновременным накоплением давления пороховых газов в полости его центрального канала с последующей передачей энергии горения в продуктивный пласт. Согласно изобретению для избавления от остаточных фрагментов заряда в конце его горения используют заряд с выступающими на противоположных сторонах цилиндрической поверхности сегментами, параллельными оси его центрального канала с выполненными в них продольными пазами. При этом расстояние между пазами равно наружному диаметру цилиндрической части шашки. Отношение длины окружности шашки к основанию каждого из выступающих сегментов составляет (6÷9)÷1. Недостатком способа является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Задачами создания изобретения являются: повышение эффективности воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива, увеличение давления на пласт в интервале обработки, предотвращение выброса из скважины добываемого продукта.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что пороховой генератор давления, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле состоит из пороховых зарядов, соединенных между крышкой и поддоном тросом, не менее, чем один пороховой заряд содержит спираль накаливания, электрически соединенную с геофизическим кабелем, причем выше пороховых зарядов на геофизическом кабеле установлен верхний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом верхнего пакера и электрической спиралью верхнего пакера. Толщина проволоки спиралей в пороховом заряде и в пороховом заряде верхнего пакера выполнена различной. Спирали в пороховом заряде и в пороховом заряде верхнего пакера могут быть выполнены из разного материала. Между пороховыми зарядами и верхнем пакером установлен автономный цифровой манометр-термометр. Ниже пороховых зарядов может быть установлен нижний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом нижнего пакера и электрической спиралью нижнего пакера. Спираль в пороховом заряде нижнего пакера может быть выполнена такой же, как в пороховом заряде верхнего пакера. Верхний пакер содержит дополнительный пороховой заряд с детонатором. Нижний пакер содержит дополнительный пороховой заряд с детонатором.

Способ применения порохового генератора давления включает сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов, причем перед воздействием на пласт перекрывают сверху проходное сечение скважины верхним пакером. Перед воздействием на пласт одновременно перекрывают проходное сечение скважины пакерами выше и ниже порохового заряда. После воздействия на пласт верхний пакер разрушают, приводя детонатором в действие дополнительный пороховой заряд. После воздействия на пласт нижний пакер разрушают, приводя детонатором в действие дополнительный пороховой заряд.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, т.е. удовлетворяет всем критериям изобретения. Изобретательский уровень подтверждается тем, что новая совокупность существенных признаков обеспечивает получение нового технического результата.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…6, где:

на фиг.1 пороховой генератор давления спускается в скважину,

на фиг.2 проходное сечение колонны труб перекрыто сверху верхним пакером,

на фиг.3 воздействие на пласт сжиганием пороховых зарядов,

на фиг.4 проходное сечение колонны труб перекрыто сверху и снизу пакерами,

на фиг.5 воздействие на пласт сжиганием пороховых зарядов,

на фиг.6 разрушение верхнего и нижнего пакера дополнительными пороховыми зарядами и подъем геофизического кабеля.

Пороховой генератор давления 1 спускается в скважину на геофизическом кабеле 2 и состоит из пороховых зарядов 3, соединенных между крышкой 4 и поддоном 5 тросом 6, не менее, чем один пороховой заряд 3 содержит спираль накаливания 7, электрически соединенную с геофизическим кабелем 2, причем выше пороховых зарядов 3 на геофизическом кабеле 2 установлен верхний пакер 8, выполненный в виде эластичной оболочки 9 с пороховым зарядом верхнего пакера 10 и электрической спиралью верхнего пакера 11. Толщина проволоки спиралей в пороховом заряде 3 и в пороховом заряде верхнего пакера 10 выполнена различной. Спирали в пороховом заряде 3 и в пороховом заряде верхнего пакера 10 могут быть выполнены из разного материала. Между пороховыми зарядами 3 и верхнем пакером 8 установлен автономный цифровой манометр-термометр 12. Ниже пороховых зарядов 3 может быть установлен нижний пакер 13, выполненный в виде эластичной оболочки 14 с пороховым зарядом нижнего пакера 15 и электрической спиралью нижнего пакера 16. Спираль в пороховом заряде нижнего пакера 16 может быть выполнена такой же, как в пороховом заряде верхнего пакера 10. Верхний пакер 8 содержит дополнительный пороховой заряд 17 с детонатором 18. Нижний пакер 13 содержит дополнительный пороховой заряд 19 с детонатором 20.

Способ применения порохового генератора давления 1 включает сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов 3, причем перед воздействием на пласт перекрывают сверху проходное сечение скважины верхним пакером 8. Перед воздействием на пласт одновременно перекрывают проходное сечение скважины пакерами 8 и 13 выше и ниже порохового заряда 3. После воздействия на пласт верхний пакер 8 разрушают, приводя детонатором 18 в действие дополнительный пороховой заряд 17. После воздействия на пласт нижний пакер 13 разрушают, приводя детонатором 20 в действие дополнительный пороховой заряд 19.

Пороховой генератор давления 1 работает следующим образом. На геофизическом кабеле 2 он спускается в интервал обработки. На электрическую спираль верхнего пакера 11 подается напряжение, воспламеняется пороховой заряд верхнего пакера 10. Эластичная оболочка 9 верхнего пакера 8 заполняется продуктами горения порохового заряда, увеличивается в размерах и перекрывает сверху проходное сечение скважины. Одновременно может быть перекрыто проходное сечение скважины пакером 13 ниже интервала обработки, для этого на электрическую спираль нижнего пакера 16 подается напряжение, воспламеняется пороховой заряд нижнего пакера 15. Эластичная оболочка 14 нижнего пакера 13 заполняется продуктами горения порохового заряда 15 и перекрывает снизу проходное сечение скважины. Перекрытие интервала обработки скважины сверху позволяет создать большее локальное давление и более эффективно воздействовать на пласт, а снизу предотвращает закупорку каналов в породе шламом, который может подняться с забоя скважины во время работы порохового генератора давления. Спирали в пороховом заряде 3 и в пороховом заряде пакеров 8, 13 отличаются толщиной проволоки или материалом и выполнены с таким расчетом, чтобы спираль накаливания 7 нагрелась позднее электрической спирали верхнего пакера 11 и нижнего пакера 16, что позволяет воспламенить пороховые заряды 3 после перекрытия проходного сечения скважины пакером 8 или пакерами 8, 13. После нагрева спирали 7 воспламеняются пороховые заряды 3. Повышается давление на нефтегазоносный пласт, в результате которого происходит его разрыв и улучшаются пропускные свойства прилегающей к скважине породы. Давление и температура в скважине записываются на автономный цифровой манометр-термометр 12, например АМЦ-6. После воздействия на пласт верхний пакер 8 и нижний пакер 13 разрушают, приводя детонаторами 18 и 20 в действие дополнительные пороховые заряды 17 и 19. Геофизический кабель 2 с разрушенными пакерами 8 и 13 поднимается на поверхность.

Способ применения порохового генератора давления 1 включает перекрытие проходного сечения скважины, перед воздействием на пласт, сверху верхним пакером 8, или перекрытие проходного сечения скважины выше и ниже верхним пакером 8 и нижнем пакером 13. Сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов 3. Разрушение верхнего пакера 8, или разрушение верхнего пакера 8 и нижнего пакера 13. Верхний и нижний пакеры 8 и 13 разрушают, приводя детонаторами 18 и 20 дополнительные пороховые заряды 17 и 19.

Применение изобретения позволило следующее.

1. Повысить эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

2. Увеличить давление на пласт в интервале обработки.

3. Предотвратить выброс из скважины добываемого продукта.

4. Предотвратить закупорку каналов в породе шламом, находящимся на забое скважины.

5. Повысить или восстановить пропускные свойства прилегающей к скважине породы.

6. Обеспечить термогазохимическую обработку и разрыв нефтегазоносных пластов.

edrid.ru

Пороховой генератор давления для скважины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рес убп

Дата опубликования описания 07 06 82 (51)М. Кл.

Е 21 В 43/26

3ЪаударетвехыН кемитет

СССР кв аелам «зебретехвй и открытка (53) УДК 622. 245..7(088.8) Б.M. Беляев, P.À. Слиозберг, И.Н, Кулешов, Г.И. Орлов и В.Ф. Комаров т

Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки

4 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОРОХОВОЙ ГЕНЕРАТОР ДАВЛЕНИЯ

ДЛЯ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к горнодобывающей и геологораэведочной промышленностям, а именно к устройствам, предназначенным для разрыва и термогаэохимической обработки нефтегазоносного пласта пороховыми газами.

Известно устройство, содержащее цилиндрические или трубчатые пороховые заряды, соединенные между собой двумя стальными тросами, которые размещают в продольных пазах на их наружной поверхности, и воспламенитель в виде электрической спирали накалива-. ния, вмонтированный в торец порохового заряда g1 ).

Однако в устройстве наблюдается недостаточная надежность узла воспламенения из-за замыкания электрической спирали скважинной жидкостью, проникающей в пороховой заряд в месте размещения спирали.

Известен пороховой генератор давления (ПГД), спускаемый на кабеле, содержащий трубчатые пороховые эа2 ряды (ПЗ), каждый из которых смонти- 1 рован на размещенной в его центральном канале опорной трубе. Внутри каждой опорной трубы в герметичной полости установлены воспламенители и поджигающие пороховые заряды, обеспечивая горение основных пороховых зарядов с возрастающим газоприходом, и как следствие, повышения давления в скважине в течение всего времени горения (21.

Недостатками этого устройства является недостаточная надежность, особенно при высоких давлениях и температурах, из-за большого числа мест герметизации опорных труб и высокая металлоемкость конструкции вследствие применения нескольких опорных труб и соединительных деталей, а также воэможность оставления опорных труб в скважине иэ-эа их. разрушения при горении ПЗ.

Цель изобретения - повышение надежности воспламенения порохового

93395 заряда при высоких давлениях и температурах.

Поставленная цель достигается тем, что в каналах остальных зарядов размещены пороховые шашки с 3 центральным отверстием под несущий трос и продольными пазами на наружной оковой поверхности для прохода горячих газов.

На фиг. 1 изображен общий вид 1Э порохового генератора давления, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

Генератор содержит несколько трубчатых пороховых зарядов 1, в одном из которых установлен воспламенитель 15

2 с электрозапалом 3 и шашками из пиротехнического состава 4, размещенными в герметичном корпусе 5, к которому присоединен с одной стороны каротажный кабель 6, а с другой - трос рр

7, соединенный с наконечником 8. В центральном канале других пороховых зарядов установлены пороховые шашки

9 с центральным отверстием под трос и продольными пазами на боковой по- 2s верхности. Снизу и сверху пороховые заряды стянуты зажимами 10.

Пороховой генератор давления работает следующим образом.

После пуска его в скважину по кабе-зв лю 6 подают электрический импульс.

При этом срабатывает электрозапал

3 и воспламеняются размещенные в герметичном корпусе 5 шашки из пиротехнического состава 4. Корпус 5 воспламенителя нагревается до температуры, превышающей температуру вспышки порохового заряда 1, который загорается на боковой поверхности центрального канала. Образующиеся газы движутся вверх и вниз относительно воспламенителя по пазам пороховых шашек 9, размещенных ка9 4 налов всех остальных пороховых зарядов и поджигают заряды по,всей их длине. Дальнейшее горение пороховых зарядов происходит изнутри параллельными слоями в радиальных направлениях по возрастающей боковой поверхности, т.е. с увеличивающимся газоприходом, Давление в скважине возрастает и создаются благоприятные условия для разрыва пласта и его термогазохимической обработки.

Положительный. эффект достигается за счет повышения надежности работы и системы себестоимости порохового генератора давления.

Формула изобретения

Пороховой генератор давления для скважины, включающий трубчатые пороховые заряды, воспламенитель, размещенный на канале одного из зарядов, и несущий трос, о т л и ч а а щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности воспламенения порохового заряда при высоких температурах и давлениях, в каналах остальных зарядов размещены пороховые шашки с центральным отверстием под несущий трос и продольными пазами на наружной боковой поверхности для прохода горячих газов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Иальцев Н.А. и др. Термогазохимическое воздействие на призабойную зону пх аста. В кн. Тепловые методы добычи нефти. И., "Наука", 1975, с. 47-53.

2. Авторское .свидетельство CCCP

И 407033, кл. Е 21 В 43/11, 1973 (прототип).

   

findpatent.ru

Воздействие давлением пороховых газов - Техническая библиотека Neftegaz.RU

Воздействие на ПЗП пороховыми газами осуществляется путем разрыва пласта без закрепления трещин в плотных низкопроницаемых коллекторах (

Воздействие на ПЗП пороховыми газами осуществляется путем разрыва пласта без закрепления трещин в плотных низкопроницаемых коллекторах (песчаниках, известняках, доломитах с проницаемостью от 0,10 до 0,05 мкм2 и менее). Не допускается проведение разрыва пласта указанным методом в коллекторах, сложенных алевролитами, сильно заглинизированными песчаниками с прослоями глин, мергелей, алевролитов с солитовыми известняками, а так же песками и слабосцементированными песчаниками.
Технологический процесс осуществляют с использованием пороховых генераторов корпусных типа АСГ или герметичных бескорпусных типа ПДГ БК и негерметичных типа АДС.
Аппараты АСГ 105 К применяют в обсаженных скважинах с минимальным проходным диаметром 122 мм при температуре до 80 °С и гидростатическим давлением от 1,5 до 35 МПа.
Аппараты типа ПГД БК применяют в обсадных колоннах с проходным диаметром от 118 до 130 мм при температуре до 200о С и гидростатическимдавлением до 100 МПа, а типа АДС - до 100о С и 35 МПа, соответственно. Величина минимального гидростатического давления для ПГД БК составляет 10 МПа, для АДС - 3 МПа.
Спуск и подъем генераторов типа ПГД БК производят на бронированном каротажном кабеле со скоростью не более 1 м/с в жидкости и 0,5 м/с в газожидкостной среде.
При проведении технологического процесса устье скважины оборудуют перфорационной задвижкой или фонтанной арматурой, а в отдельных случаях- лубрикатором. Скважину шаблонируют. Производят замер длины кабеля, привязку по каротажу. Замеряют гидростатическое давление и забойную температуру. Устанавливают генератор давления против интервала, подлежащего воздействию, или в непосредственной близости к нему. Если интервал обработки вскрывают торпедированием, генератор давления устанавливают над зоной перфорации на расстоянии 1 м.
После спуска генератора на заданную глубину каротажный кабель закрепляют на устье скважины.
Сгорание порохового заряда фиксируют по рывку кабеля, выбросу жидкости или по звуковому эффекту.
При толщине пласта свыше 20 м производят многократное сжигание пороховых зарядов.
При воздействии на коллектор, состоящий из нескольких пропластков, производят поинтервальное и последовательное снизу вверх воздействие на
отдельные пропластки после предварительного их вскрытия.
Для регистрации максимального давления, создаваемого в скважине, используют кремерный прибор, который прикрепляют на кабеле около кабельной головки.

neftegaz.ru

Способ применения порохового генератора давления

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретно к пороховым генераторам давления, и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известен пороховой канальный генератор давления по патенту РФ на изобретение №2460877. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретно к пороховым генераторам давления, и может быть использовано для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива. Пороховой канальный генератор давления, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле, состоит из пороховых зарядов, выполненных в виде цилиндров с центральным каналом и с отверстиями в боковой поверхности порохового заряда, соединенных между крышкой и поддоном тросом. В верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем. Отверстия в боковой поверхности порохового заряда выполнены с наклоном в сторону геофизического кабеля, а угол между центральной осью порохового заряда и осью отверстия в боковой поверхности порохового заряда составляет менее 90°. Обеспечивается повышение эффективности воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива, повышение точности установки устройства в выбранном интервале обработки, предотвращение смещения порохового генератора давления после его включения. Недостатком порохового канального генератора давления является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известен пороховой генератор давления по патенту РФ на полезную модель №118350. Пороховой генератор давления, спускается в скважину на геофизическом кабеле и состоит из отдельных пороховых зарядов, выполненных в виде цилиндров, соединенных между верхней крышкой и поддоном тросом. В верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем. В состав пороховых зарядов входит высокоэнергетический композиционный материал, причем количество высокоэнергетического композиционного материала в отдельных пороховых зарядах различно. Отдельные пороховые заряды в пороховом генераторе давления могут быть расположены так, чтобы количество высокоэнергетического композиционного материала в верхнем и нижнем пороховом заряде было одинаковым и уменьшалось к его середине. Отдельные пороховые заряды в пороховом генераторе давления могут быть расположены так, чтобы количество высокоэнергетического композиционного материала в верхнем заряде было максимальным и уменьшалось в сторону нижнего заряда. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок наноразмерного алюминия. Количество высокоэнергетического композиционного материала в отдельных пороховых зарядах составляет не более 40% от общей массы порохового заряда. Количество высокоэнергетического композиционного материала в отдельных пороховых зарядах, расположенных друг за другом, может отличаться на 2...15%. Недостатком порохового генератора давления является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен пороховой генератор давления по патенту РФ на полезную модель №111189. Пороховой генератор давления спускается в скважину на геофизическом кабеле и состоит из пороховых зарядов, выполненных в виде цилиндров, соединенных между собой верхней крышкой и поддоном тросом. В верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем. Пороховые заряды выполнены с одной или несколькими несквозными полостями, заполненными высокоэнергетическим композиционным материалом. В качестве высокоэнергетического композиционного материала используется порошок наноразмерного алюминия. Несквозные полости после заполнения высокоэнергетическим композиционным материалом могут быть закрыты пробками из клея. Несквозные полости могут быть закрыты общей крышкой, предотвращающей высыпание высокоэнергетического композиционного материала. Крышка, закрывающая несквозные полости, может быть приклеена. Каждая несквозная полость закрыта отдельной крышкой. Каждая крышка, закрывающая несквозную полость, может быть, приклеена. Крышка может быть выполнена из того же материала, что и пороховой заряд. Несквозная полость может быть выполнена кольцевой. Несквозные полости могут быть выполнены круглой формы. Несквозные полости могут быть выполнены не круглой формы, а, например, овальной, треугольной, прямоугольной или комбинированной. Недостатком порохового генератора давления является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен "Пороховой генератор давления облицовочный" для корпусных кумулятивных перфораторов и имплозивных устройств, по заявке РФ на изобретение №2009115084 выполненный в виде набора фрагментов, закрепляемых на корпусе устройств последовательно один за другим в единый трубчатый облицовочный заряд. Его фрагменты могут собираться из стержневых элементов любого профиля баллиститных артиллерийских порохов. Фрагменты порохового генератора давления облицовочного могут изготавливаться в виде однородных конструкций в форме трубы путем склеивания торцов пороховых элементов полимером холодного отверждения или в форме гибких пластин путем обвязки пороховых элементов нитроцеллюлозной или хлопчатобумажной лентой. Недостатком порохового генератора давления облицовочного является низкая эффективность воздействия на пласт, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известно "Устройство для перфорации скважин и трещинообразования в пласте" по патенту РФ на изобретение №2170339. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к кумулятивным перфораторам и пороховым генераторам давления, применяемым в скважинах. Обеспечивает увеличение эффективности перфоратора и размеров каналов в колоннах и создания дополнительных трещин в прилегающей к скважине зоне. Сущность изобретения: устройство содержит соединенный с кабелем-тросом для спуска в скважину кумулятивный перфоратор с зарядами взрывчатого вещества. Он образует при детонации кумулятивные струи. Имеется пороховой генератор давления с твердотопливными элементами. Твердотопливные элементы порохового генератора давления расположены между кумулятивными зарядами взрывчатого вещества или около зарядов взрывчатого вещества, соприкасаясь с ними. Твердотопливные элементы могут быть расположены в нижней части устройства вместо груза или части этого груза. При этом твердотопливные элементы не пересекают оси кумулятивных струй и выполнены из неметаллизированного баллиститного или смесевого твердого ракетного топлива в виде цилиндров с центральным круглым каналом, в которых длина и диаметр центрального канала связаны соотношением (20…40):1. Содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердотопливного элемента составляет не более 1,5%. В других вариантах устройства длина и диаметр центрального канала связаны другими соотношениями. Кроме того, в других вариантах приведено другое содержание наполнителя-стабилизатора горения к массе твердотопливного элемента. В других вариантах приведено и другое размещение составных частей устройства и их выполнение. Недостатком устройства для перфорации скважин и трещинообразования в пласте является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известны "Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления" по патенту РФ на изобретение №2162514. Использование: при эксплуатации нефтяных скважин. Обеспечивает за один спуск-подъем аппаратуры перфорацию скважины, очистку обрабатываемого пласта от кольматирующих элементов, а сформированных перфорационных каналов в пласте - от корочки запекания и осуществление разрыва пласта. Сущность изобретения: способ и устройство для его осуществления включают перфорацию скважины корпусным кумулятивным перфоратором и имплозионное воздействие непосредственно в момент окончания перфорации скважины для очистки сформированных перфорационных каналов от корочки запекания с помощью имплозионной камеры, внутренняя полость которой соединена с внутренней полостью перфоратора. После этого срабатывает термогазогенератор, соединенный с перфоратором соединительным узлом, в котором имеется решетка с заглушенными отверстиями. Горячие газы термогазогенератора поступают в корпус перфоратора и через отверстия в его корпусе для кумулятивных зарядов по предварительно сформированным перфорационным каналам воздействуют непосредственно на перфорационные каналы в пласте. Выбирают характеристики заряда, конструкцию устройства и условия работы такими, чтобы обеспечить давление гидроразрыва пласта. Для оценки характера воздействия и характера работы устройства оно снабжено датчиками температуры и давления, а для определения места расположения прибора в скважине - локатором муфт. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известно "Устройство для вскрытия и газодинамической обработке пласта" по патенту РФ на изобретение №194151. Изобретение относится к технике прострелочно-взрывных работ в скважинах и может быть использовано для вторичного вскрытия прискважинной зоны пласта. Обеспечивает возможность создания дополнительного энергоносителя, способного образовывать при срабатывании кумулятивных зарядов в скважине мощный поток газов, движущийся за кумулятивной струей. Сущность изобретения: устройство включает корпусный кумулятивный перфоратор с головкой с загерметизированными боковыми отверстиями, кумулятивными зарядами, наконечником и две герметичные воздушные камеры с атмосферным давлением. Они расположены на концах перфоратора. В воздушных камерах размещены пороховые заряды. Между ними и кумулятивными зарядами помещены защитные шашки из недетонирующего смесевого топлива эластитного типа. Недостатком устройства является низкая эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

Известен "Газогенератор на твердом топливе для обработки нефтегазовых скважин" по патенту РФ на изобретение №2311529. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для стимуляции прискважинной зоны нефтегазового пласта твердотопливными зарядами - газогенераторами. Обеспечивает повышение надежности и эффективности устройства, достижение более высокого дебита нефти, газоконденсата и газа в скважинах любой направленности. Сущность изобретения: устройство включает трубчатые цилиндрические заряды, обеспечивающие вибрационный режим горения, воспламенительный заряд и грузонесущий геофизический кабель с элементами крепления конструкции. Согласно изобретению при обработке крутонаклонных, искривленных скважин и горизонтальных скважин геофизический кабель расположен внутри гибкой непрерывной трубы, повторяющей направления скважины, имеет токопроводящие жилы для подсоединения к проводам инициирующего узла воспламенительного заряда. При этом гибкая непрерывная труба соединена с защитным кожухом - оболочкой вокруг зарядов в виде перфорированной или неперфорированной металлической насосно-компрессорной трубы, или изготовленной из стеклопластика, с помощью деталей, обеспечивающих стягивание зарядов вплотную друг с другом и с ней. Трубчатые цилиндрические заряды имеют длину каналов и разные диаметры этих каналов для обеспечения высокочастотных и низкочастотных импульсов давления при горении этих зарядов. Недостатком газогенератора на твердом топливе для обработки нефтегазовых скважин является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен пороховой генератор по патенту РФ на полезную модель №108796. Пороховой генератор спускается в скважину на геофизическом кабеле и состоит из пороховых зарядов, выполненных в виде цилиндров, соединенных между крышкой и поддоном тросом, в верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем. Между геофизическим кабелем и спиралями накаливания установлен дополнительный кабель, одна сторона которого присоединена к спиралям накаливания, а другая - соединена через разъем с геофизическим кабелем, причем трос также закреплен на разъеме со стороны пороховых зарядов. Со стороны геофизического кабеля разъем выполнен в виде наконечника, а со стороны пороховых зарядов - в виде головки скважинного прибора. Разъем выполнен с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением, например, в виде накидной гайки. Перед спиралями накаливания установлены разъемы спиралей накаливания. Соединенные разъемы спиралей накаливания выполнены с предотвращающим самопроизвольное разъединение механическим креплением. Дополнительный кабель прикреплен к тросу. Дополнительный кабель может быть прикреплен к тросу хомутами. Недостатком порохового генератора является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известен пороховой генератор давления по патенту РФ на полезную модель №108795. Пороховой генератор давления спускается в скважину на геофизическом кабеле и состоит из пороховых зарядов, собранных между крышкой и поддоном. В верхнем и нижнем пороховых зарядах установлены спирали накаливания, электрически соединенные с геофизическим кабелем, причем все пороховые заряды соединены между собой тросом. Трос, соединяющий отдельные пороховые заряды, расположен в пазу, выполненном вдоль боковой поверхности порохового заряда. С одной стороны порохового заряда на торце выполнен выступ, а с другой стороны - впадина, причем пороховые заряды частично входят друг в друга. Глубина паза на боковой поверхности порохового заряда больше или равна диаметру троса, соединяющего отдельные пороховые заряды. Ширина паза на боковой поверхности порохового заряда больше диаметра троса, соединяющего отдельные пороховые заряды. Паз может быть выполнен с радиусом. Паз может быть выполнен прямоугольным. Выступы и впадины на торцах порохового заряда для их радиальной фиксации относительно друг друга выполнены фигурными. Недостатком порохового генератора давления является низкая эффективность воздействия на пласт, возможный выброс из скважины добываемого продукта, быстрое снижение давления в интервале обработки.

Известны пороховой генератор и способ его применения по патенту РФ на изобретение №2460873 (прототип). Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к пороховым генераторам давления, и может быть использована для интенсификации добычи нефти и газа, вызванной механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива. Обеспечивает повышение эффективности воздействия на пласт, увеличение давления на этот пласт в интервале обработки, предотвращение выброса из скважины добываемого продукта. Сущность изобретений: пороховой генератор состоит из пороховых зарядов, соединенных между крышкой и поддоном тросом. Не менее чем один пороховой заряд содержит спираль накаливания, электрически соединенную с геофизическим кабелем. Согласно изобретению выше пороховых зарядов на геофизическом кабеле установлен верхний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом верхнего пакера, электрической спиралью верхнего пакера и дополнительным пороховым зарядом с детонатором верхнего пакера. Ниже пороховых зарядов установлен нижний пакер, выполненный в виде эластичной оболочки с пороховым зарядом нижнего пакера, электрической спиралью накаливания нижнего пакера и дополнительным зарядом с детонатором нижнего пакера. Толщина проволоки и ее материал накаливания верхнего и нижнего пакеров выполнены такими же, но отличными от спирали накаливания порохового заряда. Способ по изобретению заключается в использовании вышеописанного порохового генератора давления. Недостатком порохового генератора является сложность его конструкции, низкая эффективность воздействия на продуктивный пласт и отсутствие возможности извлечения несгоревших частей порохового генератора на поверхность.

Задачами создания изобретения являются: повышение эффективности воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива, увеличение давления на пласт в интервале обработки, предотвращение выброса из скважины добываемого продукта, извлечение из скважины несгоревших частей порохового генератора давления.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что способ применения порохового генератора давления включает сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов. В предварительно заглушенную скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб, к которой снизу на резьбе прикрепляют приемную воронку, выполненную в виде отрезка трубы с внутренним конусом, меньший диаметр которого равен внутреннему диаметру насосно-компрессорных труб, а больший меньше минимального проходного сечения скважины. Над приемной воронкой выше продуктивного пласта устанавливают и активируют пакер. Трубную задвижку фонтанной арматуры закрывают, устанавливают выше трубной задвижки лубрикатор с пороховым генератором давления, при этом геофизический кабель пропускают через сальниковое устройство, установленное выше лубрикатора. Закрывают вентиль выравнивания давления. Открывают трубную задвижку, после чего спускают пороховой генератор давления на геофизическом кабеле ниже приемной воронки в интервал продуктивного пласта скважины. На спирали накаливания, установленные в пороховых зарядах, по геофизическому кабелю подают напряжение. Пороховые заряды воспламеняются, их горение в скважине сопровождается механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на продуктивный пласт. После обработки продуктивного пласта делают временную выдержку, после чего на геофизическом кабеле несгоревшие части порохового генератора давления через приемную воронку поднимают в лубрикатор. Перекрывают трубную задвижку. Открывают вентиль выравнивания давления, внутри лубрикатора давление выравнивается с атмосферным, и отсоединяют лубрикатор. Временная выдержка после обработки продуктивного пласта составляет не менее пяти минут.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, т.е. удовлетворяет всем критериям изобретения. Изобретательский уровень подтверждается тем, что новая совокупность существенных признаков обеспечивает получение нового технического результата.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…3, где:

на фиг.1 приведен пороховой генератор давления в лубрикаторе перед спуском в скважину,

на фиг.2 - пороховой генератор давления спущен в интервал продуктивного пласта,

на фиг.3 - пороховой генератор давления в работе, термогазохимическая обработка и разрыв продуктивного пласта при горении пороховых зарядов.

Способ применения порохового генератора давления 1 включает сжигание в интервале продуктивного пласта 2 пороховых зарядов 3. В предварительно заглушенную скважину 4 спускают колонну насосно-компрессорных труб 5, к которой снизу на резьбе (не показана) прикрепляют приемную воронку 6, выполненную в виде отрезка трубы с внутренним конусом 7, меньший диаметр которого "d" равен внутреннему диаметру насосно-компрессорных труб "dт", а больший "D" меньше минимального проходного сечения скважины "dСКВ". Над приемной воронкой 6 выше продуктивного пласта 2 устанавливают и активируют пакер 8. Трубную задвижку 9 фонтанной арматуры закрывают. Устанавливают выше трубной задвижки 9 лубрикатор 10 с пороховым генератором давления 1. При этом геофизический кабель 11 пропускают через сальниковое устройство 12, установленное выше лубрикатора 10. Закрывают вентиль выравнивания давления 13. Открывают трубную задвижку 9, после чего спускают пороховой генератор давления 1 на геофизическом кабеле 11 ниже приемной воронки 6 в интервал продуктивного пласта 2 скважины 4. На спирали накаливания 14, установленные в пороховых зарядах 3, по геофизическому кабелю 11 подают напряжение. Пороховые заряды 3 воспламеняются, их горение в скважине 4 сопровождается механическим, тепловым и физико-химическим воздействием на продуктивный пласт 2. После обработки продуктивного пласта 2, делают временную выдержку, после чего на геофизическом кабеле 11 несгоревшие части порохового генератора давления 1 через приемную воронку 6 поднимают в лубрикатор 10. Перекрывают трубную задвижку 9, открывают вентиль выравнивания давления 13, внутри лубрикатора 10 давление выравнивается с атмосферным, и отсоединяют лубрикатор 10. Временная выдержка после обработки продуктивного пласта 2 составляет не менее пяти минут. Перекрытие интервала обработки скважины сверху позволяет создать большее локальное давление и более эффективно воздействовать на пласт, в связи с чем увеличивается приток нефти и газа в эксплуатационных скважинах. Приемная воронка 6 предохраняет пакер во время горения пороховых зарядов 3, а после обработки пласта обеспечивает подъем на поверхность несгоревших частей порохового генератора давления 1.

Применение изобретения позволило:

1. Повысить эффективность воздействия на нефтегазоносные пласты продуктов сгорания твердого топлива.

2. Увеличить давление на пласт в интервале обработки.

3. Предотвратить выброс из скважины добываемого продукта.

4. Предотвратить закупорку каналов в породе шламом, находящимся на забое скважины.

5. Повысить или восстановить пропускные свойства прилегающей к скважине породы.

6. Обеспечить термогазохимическую обработку и разрыв нефтегазоносных пластов.

7. Извлечь из скважины несгоревшие части порохового генератора давления.

Способ применения порохового генератора давления, включающий сжигание в интервале продуктивного пласта пороховых зарядов, отличающийся тем, что в предварительно заглушенную скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб, к которой снизу на резьбе прикрепляют приемную воронку, выполненную в виде отрезка трубы с внутренним конусом, меньший диаметр которого равен внутреннему диаметру насосно-компрессорных труб, а больший - меньше минимального проходного сечения скважины, над приемной воронкой выше продуктивного пласта устанавливают и активируют пакер, трубную задвижку фонтанной арматуры закрывают, устанавливают выше трубной задвижки лубрикатор с пороховым генератором давления, при этом геофизический кабель пропускают через сальниковое устройство, установленное выше лубрикатора, закрывают вентиль выравнивания давления, открывают трубную задвижку, после чего спускают пороховой генератор давления на геофизическом кабеле ниже приемной воронки в интервал продуктивного пласта скважины, на спирали накаливания, установленные в пороховых зарядах, по геофизическому кабелю подают напряжение, пороховые заряды воспламеняют, обеспечивают механическое, тепловое и физико-химическое воздействие на продуктивный пласт, после обработки продуктивного пласта делают временную выдержку, после чего на геофизическом кабеле несгоревшие части порохового генератора давления через приемную воронку поднимают в лубрикатор, перекрывают трубную задвижку, открывают вентиль выравнивания давления, внутри лубрикатора давление выравнивают с атмосферным и отсоединяют лубрикатор, при этом приемную воронку выполняют с возможностью предохранения пакера во время горения пороховых зарядов, а временную выдержку после обработки продуктивного пласта принимают не менее пяти минут.


edrid.ru


Смотрите также