Способ извлечения флюидов из скважин

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче флюидов из скважин. Предназначено для повышения извлечения флюидов. Спосо аключает оборудование-скважины обсадной колонной и размещение виброисточников в ее заколонном пространстве. В скважину нагнетают разупрочняющие растворы и осуществляют вибровоздействие на частоте собственных колебаний пород пласта. Новым является также использование в качестве рабочих растворов гидроокиси натрия или гидроокиси натрия с метанолом. Прм этом предварительно осуществляют виброобработку пород в диапазоне частот 60-1500 Гц в течение времени, необходимого для смены деформаций сжатия деформациями растяжения. 4 з.гт. ф-лы.. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГС СУДАРСТВЕННЭЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (г(спАтент сссР) ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ! л (2 1() 4920342/03 (22I) 19.03.91 (46) 30.08,93. Бюл. М 32 (75) В.Н. Бакулин и А.В, Бакулин (73) А.В. Бакулин (5И) Комбинация ПАВ с полимерами как срфдство повышения нефтеотдачи. — Hoat А. — )rdol — Erdgas — Kohle — 1988. 101, 1Ф 7-8, $. 24 — 326.11.

Авторское свидетельсгво СССР

М 11209834, кл, Е 21 В 43/25, 1984. (54 ) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФЛЮИДОВ

ИЗ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче флюидов из, Изобретение относится к области наук о Земле, в частности, нефте- и газодобыче, и может быть использовано для повышения

КПД извлечения флюидов из глубоких скважин с использованием упругого миграционного геоэффекта и эффектов кавитации. Цель изобретения — повышение КПД извлечения флюидов из глубоких скважин.

На. чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа, где 1 — горный массив; 2 — скважина; 3 — обсадная труба: 4 — слой редкоземельного вещества; 5 — упруговязкое тело; 6 — пласт; 7 — источник возбуждающего напряжения; 8, 9 — электроды;

1, — гидроимпульсатор для нагнетания растворов; 11 — перфорированные отверстия в обсадной трубе; 12 — герметизирующая устьевая арматура; 13 — информационно-вычислительный комплекс (ИВК) для синхронизации работы и управление работой группой виброисточников: 14 — лазер!

Щ,„, 1838595 АЗ (я)5 Е 21 В 43/26, 43/27 скважин. Предназначено для повышения извлечения флюидов. Спософаключает оборудование скважины обсадной колонной и размещение виброисточников в ее заколонном пространстве. В скважину нагнетают разупрочняющие растворы и осуществляют вибровоздействие на частоте собственных колебаний пород пласта. Новым является также использование в качестве рабочих растворов гидроокиси натрия или гидроокиси натрия с метанолом. При этом предварительно осуществляют виброобработку пород в диапазоне частот 60-1500 Гц 8 течение времени, необходимого для смены деформаций сжатия деформациями растяжения. 4 з.rt. ф-лы., 1 ил. накачки; 15 — световой для передачи энергии луча лазера в скважину.

Способ осуществляют следующим образом.

В горном массиве 1 бурят скважину 2. герметизируют ее устьевой арматурой 12. армируют ее обсадной трубой 3, на внешнюю часть которой перед монтажом наносят слой редкоземельного вещества 4 и подводят к нему возбуждающее напряжение or источника напряжения 7 посредством электродов 8. 9, Пространство между обсадной колонной и стенкой скважины 2 заполняют упруго-вязким слоем 5,нагнетаемым гидроимпульсатором 10, причем в качестве материала yrfpyro-вязкого слоя используют редкоземельные вещества или их соединения с 10-$ добавкой вяжущего, например, в виде тонкозернистого цемента, Вибровоздействия на пласт осуществляют поэтапно. Вначале в диапазоне частот 601500 Гц и вибровоздействия осуществляют

1838595 в течение времени,при котором деформации сжатия сменят деформации растяжения пород пласта. что соответствует оптимальной проницаемости пласта.

Затем переходят на частоту вибровоздействия равную частоте собственных колет баний пласта и нагнетают в пласт ПАВ и

У другие разупрочняющие растворы, например соляную кислоту, гидроокись натрия или гидроокись натрия с метанолом при

10 температуре до 80 С в совокупности с расклинивающими агентами с размерами частиц 0,03-0,5 мм и плотностью от 2,6 до 4,8 г/см, в зависимостиот величины гидростаз тического давления в пласте.

Низкочастотные колебания возбуждают с помощью редкоземельных веществ, нанесенных слоем на обсадную трубу и размещенную на глубине залегания пласта

6, Изменяя частоту и величину возбуждающего напряжения от источника напряжения

7 управляют параметрами упругих колебаний в широком диапазоне частот — от 10 до

1500 Гц. Высокочастотные колебания в диапазоне частот 0,9 — 10 кГц для снижения вязкости флюидов возбуждают посредством мощного луча лазера 14,передаваемого посредством световода 15 нэ необходимую глубину в жидкость скважины, причем, изменяя частоту, длительность и интенсивность луча лазера, управляют параметрами упругих волн в выбранном диапазоне частот, для чего используют программу заложенную S память информационно-вычислительного комплекса 13. При возбуждении в пласте мощных ультразвуковых колебаний в диапазоне частот 0,9-10 кГц на пути распространения упругих колебаний во флюидах. имеют место кавитирующие процессы, что способствует. резкому увеличению проницаемости пласта за счет возникновения микро- и макроударных волн и потоков флюидов, что способствует снижению прочности пород пласта на разрыв в пределах от 10 до 60 / .

Для снижения вязкости. флюидов в пласт наряду с вибровоздействиями нагнетают пар, В случае нетрещиноватых крепких пород в пласт нагнетают через перфорированные отверстия s обсадной трубе Hà rnyбине залегания пласта нагретый до 400 С инертный газ под давлением равным или превышающим горное давление, обусловленное весом вышележащих попрод.

Для повышения гидро- и азродинамических связей пласта и увеличения его трещиноватости в пласт циклически нагнетают горячие растворы и. холодную воду сразу после нагнетания в него нагретых газов или растворов, причем процессы нагнетания горячих и холодных растворов периодически повторяют с циклом 3-6 ч до достижения приемистости пласта. В этом случае величина главных напряжений в пласте уменьшается на 20 — 407, что облегчает создание сети трещин и удерживает их в зоне охлаждения после закрепления их расклинивающими агентами, которые не дают порам и трещинам закрыться и служат новыми концентраторами трещин, Для создания радиальных трещин в пласте производят импульсный массированный направленный гидроразрыв, то есть в перфорированные отверстия в обсадной трубе на глубине размещения пласта и огражденные от остальной части обсадной колонны пакерами, нагнетают рабочие жидкости в совокупности с возбуждением упругих колебаний на частоте нагнетания жидкости в пласт, что облегчает создание вокруг скважины в месте проведения гидроразрыва сети радиальных трещин, которые, пересекая естественные трещины, образуют сеть каналов существенно увеличивающих приток флюидов к скважине, причем, приконтурные породы пласта обрабатывают импульсами давления, регулируемыми по заранее введенной в ИВК 13 программе, посредством которой осуществляют корректировку работы группы виброисточников 4 в выбранном диапазоне частот, причем. отдельные части трубы 3 служат виброисточниками. С учетом Фурье устройств встроенные в ИВК 13 определяют спектры полученных импульсов давления,сопоставляют их с эталонными, введенными в программу И В К 13, и производят синхронизацию работы группы виброисточников 4 во времени и выбирают оптимальный режим нагружения приконтурной части скважины на глубине залегания пласта,при котором не индуцируются остаточные напряжения и осуществляют контроль скорости нагружения пород в массиве с таким условием, чтобы не вызвать динамических проявлений горного давления и не нарушать целостность скважины, При возбуждении упругих колебаний их амплитуду медленно поднимают от минимального до максимального уровня,при котором напряжения в знакопеременной волне достигнут

0,5 от разрушающих. Колебания вызывают относительную подвижку структурных элементов в пласте, перераспределение поля упругих напряжений на пути распространения упругих волн и мигрирующих флюидов, частичную дегазацию пород пласта и кэвитирующие процессы, Напряженно-деформированное состояние пород пласта контролируют до, во время и после вибро183В595 воздействия геомеханическими и геофизическими методами исследований.

Таким образом, вибрации содействуют раскрытию пор и трещин при облучении . пласта мощными вибрационными колеба- 5 ниями в широком диапазоне частот при сжимающих и растягивающих нагрузках. что способствует дополнительному извлечению флюидов из пласта в пределах от 10 до

30 по сравнению с имеющимися способа- 10 ми извлечения флюидов.

В местах нагрева пород пласта и флюидов свыше 20 С имеют место кавитирующие процессы. которые . носят вероятностный характер и проявляются при 15 условии, что

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

2) частота зондирующих импульсов 20 близка к частоте собственных флюидов,содержащихся в породах и трещинах, то есть к области резонанса;

3) на пути распространения упругой волны существуют градиенты давлений и 25 температур;

4) во флюидосодержащих растворах имеют место твердые включения с размера.ми 0,01-0,05 мм. служащие зародышами кавитации. 30

Сущность способа заключается в том, что под воздействием мощных вибрационных нагрузок в пласте возникают волны сжатия и растяжения, которые воздействуют на флюиды как тектон и ч е с к и и насос и способствуют 35 их перемещению на несколько порядков быстрее чем в отсутствие упругой волны и, следовательно, дополнительному извлечению флюидов из глубоких скважин в пределах от

10 до 30 /. 40

Преимущества способа состоят в том, что размещение виброисточников в заколонном пространстве позволяет осуществить:, 1. Возбуждение упругих колебаний в 45 выбранном диапазоне частот и закачать в пласт упругую энергию, превышающую горное давление, обусловленное весом пород, 2, Управлять состоянием и свойствами пород и пласта и флюидов ° 50

3, Снизить энергоемкость способа и повысить его эффективность

4. Повысить КПД извлечения флюидов за счет использования упругого миграционного геоэффекта и эффектов кавитации. 55

Использование предлагаемого способа позволит значительно повысить эффективность способа и увеличить гидро- и аэродинамические связи пласта, за счет чего повышается КПД извлечения флюидов иэ глубоких скважин на 10-30ф, по сравнению с имеющимися классическими способами извлечения флюидов.

Формула изобретения

1. Способ извлечения флюидов из скважин, включающий оборудование скважин обсадной колонной, размещение источников вибровоздействия на глубине залегания пласта, нагнетание в пласт разоупрочняющих растворов в совокупности с вибровоздействиями для повышения проницаемости пласта и последующую откачку флюидов, о тличающийся тем,что,сцельюповышения извлечения флюидов из глубоких скважин, источники вибровоздействия размещают в заколонном пространстве обсадной колонны, вибровоэдействие осуществляют на частоте собсТвенных колебаний горных пород пласта, при этом в качестве разупрочняющих растворов нагнетают в пласт гидроокись натрия или гидроокись натрия с метанолом. а перед указанными воздействиями осуществляют виброобработку горных пород в диапазоне частот 60-1500 Гц в течение времени, необходимого для смены деформаций сжатия деформациями растяжения.

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью снижения вязкости флюидов, в пласте возбуждают колебания на частоте 0,9 — 10 кГц, 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что. с целью повышения извлечения флюидов, в пласт нагнетают пар.

4. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и ся тем, что в обсадной колонне на глубине залегания пласта выполняют отверстия перфорации диаметром 30 — 50 мм и нагнетают через них в пласт нагретый до 400 С инертный газ под давлением, равным или превышающим горное давлЕние в пласте.

5. Способ по и. 1, о тли ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения проницаемости пород пласта и увеличения гидро- и аэродинамических связей пласта, после на-. гнетания в пласт нагретых разупрочняющих растворов в течение 3 — 6ч в пласт нагнетают холодную воду, причем процесс нагнетания горячих растворов. чередующийся с нагнетанием холодной воды, повторяют в несколько циклов до достижения заданной приемистости пород пласта.

1838595

Составитель В.Бакулин .

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор С.Ходакова

Производственно-издательский комбинат."Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2914 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5