Установка для вибросейсмического воздействия на залежь

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для повышения нефтегазоконденсатоотдачи пластов. Установка для вибросейсмического воздействия на залежь содержит груз для нанесения ударов, подъемное устройство, связанное с грузом, прерыватель подъема груза, наковальню и жестко соединенный с пластом элемент для передачи энергии ударов. Груз выполнен в виде забойного снаряда, имеющего форму сплошного тела. Прерыватель подъема груза расположен внутри ствола скважины. Высота подъема забойного снаряда составляет не менее одной четверти расстояния, на котором достигается установившаяся максимальная скорость падения забойного снаряда. Средняя плотность забойного снаряда превышает плотность жидкости в скважине не менее чем в два раза. Жестко соединенный с пластом элемент может быть выполнен в виде якоря или пакера. В одном из вариантов устройства якорь выполнен в виде кольца, прибитого изнутри к пласту дюбелями. Расширяются функциональные возможности, снижается металлоемкость и масса. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вибросейсмическом воздействии для повышения нефтегазоконденсатоотдачи пластов.

Известно устройство для воздействия на залежь ударами, наносимыми с поверхности земли, содержащее наземный виброисточник, спущенный в скважину волновод для передачи энергии колебаний, центраторы и излучатель на забое скважины, соединенный с пластом через цементный мост (патент РФ N 2039218, кл. E 21 B 43/00, 43/20, 1995). Это устройство имеет ограниченный набор функциональных возможностей, поскольку энергия ударов, наносимых с поверхности земли по волноводу, в значительной мере рассеивается по стволу скважины. Опыт внедрения этого изобретения на различных месторождениях Урало-Поволжья и Средней Азии показал, что потери энергии достигают 15% на 1 км длины волновода и при глубинах скважин более 3,5 км воздействие на залежь осуществить вообще невозможно.

Известно также устройство для волнового воздействия на залежь, содержащее груз для нанесения ударов, подъемное устройство, связанные с грузом, прерыватель подъема груза, наковальню и жестко соединенный с пластом элемент для передачи энергии ударов, выполненный в виде цементного моста, причем груз выполнен в виде колонны труб, заполненных жидкостью, а прерыватель подъема груза и подъемное устройство расположены на поверхности земли (а.с. СССР N 1710709, кл. E 21 B 43/25, 1992). Известное устройство имеет низкие функциональные возможности вследствие того, что груз выполнен в виде колонны труб, заполненных жидкостью, что не позволяет поднять этот груз на высоту, достаточную для создания необходимой скорости удара, и реализовать эффективные режимы воздействия с высокой энергией ударов. Безуспешные попытки внедрения указанного изобретения позволили установить, что такой груз падает в стволе скважины, заполненной жидкостью, крайне медленно и энергия удара оказывается незначительной. Недостатком известного устройства является также высокая металлоемкость и большая масса конструкции.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для ударно-волнового воздействия на пласт, содержащее забойный снаряд для нанесения ударов, подъемное устройство, связанное с забойным снарядом, наковальню и жестко соединенный с пластом элемент для передачи энергии ударов, выполненный в виде цементного моста (патент РФ N 2067154, кл. E 21 В 28/00, 1996). Известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности и не позволяет производить удары высокой энергии по пласту. Недостатком известного устройства является также выполнение жестко соединенного с пластом элемента в виде цементного моста, что существенно ухудшает проницаемость призабойной зоны скважины из-за проникновения в нее цемента. Кроме того, при этом требуется выполнить трудоемкие операции по установке цементного моста до проведения воздействия и разбуривания цементного моста после проведения воздействия.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей воздействия на залежь путем создания ударов высокой энергии без ухудшения проницаемости призабойной зоны скважины.

Расширение функциональных возможностей установки для воздействия на залежь достигается тем, что высота подъема забойного снаряда составляет не менее одной четверти расстояния, на котором достигается установившаяся максимальная скорость падения забойного снаряда, а средняя плотность забойного снаряда превышает плотность жидкости в скважине не менее чем в два раза. Как показали экспериментальные исследования авторов изобретения, именно при такой совокупности признаков скорость падения груза составляет не менее половины от максимальной скорости, что позволяет вести воздействие с достаточно высокой энергией ударов. В описываемой установке расширение функциональных возможностей достигается также выполнением жестко соединенного с пластом элемента для передачи энергии ударов в виде якоря или пакера. В варианте устройства якорь выполнен в виде кольца, прибитого изнутри к пласту дюбелями. По сравнению с известным выполнением этого элемента в виде цементного моста такие конструктивные решения позволяют избежать снижения проницаемости призабойной зоны скважины из-за проникновения в нее цемента. Кроме того, при этом исключаются довольно трудоемкие операции по установке цементного моста и его последующего разбуривания.

На фиг. 1 представлена схема установки для вибросейсмического воздействия на залежь, на фиг. 2-4 - варианты выполнения элемента, жестко соединенного с пластом.

Установка для вибросейсмического воздействия на залежь (см. фиг.1) содержит забойный снаряд 1 для нанесения ударов, подъемное устройство 2, связанное с забойным снарядом 1, наковальню 3 и жестко соединенный с пластом 4 элемент 5 для передачи энергии ударов. Величиной h обозначена высота подъема забойного снаряда. Прерыватель 6 подъема забойного снаряда расположен внутри ствола скважины 7. Подъемное устройство 2 связано с забойным снарядом 1 посредством каната 8 и прерывателя 6. В скважину 7 спущены насосно-компрессорные трубы 9. Средняя плотность забойного снаряда 1 превышает плотность жидкости 10 в скважине 7 не менее чем в два раза. Прерыватель 6 может быть механического, магнитного, электромагнитного или иного принципа действия.

Жестко соединенный с пластом 5 элемент для передачи энергии ударов может быть выполнен в виде якоря 11 или пакера 12 (см. фиг. 2 и фиг. 3). Сам якорь в варианте изобретения (см. фиг. 4) выполнен в виде кольца 13, прибитого изнутри к пласту дюбелями 14.

Установка для вибросейсмического воздействия на залежь работает следующим образом.

С помощью подъемного устройства 2 и каната 8 забойный снаряд 1 поднимается на определенную высоту h (см. фиг. 1). После того как забойный снаряд 1 с прерывателем 6 упрется в нижний конец колонны насосно-компрессорных труб 9, происходит отсоединение забойного снаряда 1 от прерывателя 6. Забойный снаряд 1 совершает свободное падение в стволе скважины 7 и наносит удар по наковальне 3. Через жестко соединенный с пластом элемент 5 энергия удара передается на пласт 4, в котором создаются колебания. Затем прерыватель 6 на канате 8 спускается с помощью подъемного устройства 2 вниз и соединяется с забойным снарядом 1, после чего снова происходит подъем забойного снаряда на необходимую высоту. Таким образом совершаются повторяющиеся циклы падения забойного снаряда и его последующего подъема, что позволяет поддерживать колебательные процессы в пласте. Соединение прерывателя 6 с забойным снарядом 1 и их последующее отсоединение может происходить различным путем - механическим, магнитным, электромагнитным и т.д. Для создания достаточно сильных ударов на пласт 4 высота подъема h должна составлять не менее одной четверти расстояния, на котором достигается установившаяся максимальная скорость падения забойного снаряда 1, а средняя плотность забойного снаряда 1 должна превышать плотность жидкости 10 в скважине 7 не менее чем в два раза. Жестко соединенный с пластом 4 элемент 5 для передачи энергии ударов может быть выполнен в виде якоря 11 или пакера 12, причем вариант выполнения якоря представляет собой кольцо 13, прибитое изнутри к пласту 4 дюбелями 14 (см. фиг. 2-4). Во всех этих случаях удары наносятся по наковальне 3, которая устанавливается на жестко соединенный с пластом элемент 5.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет существенно расширить функциональные возможности воздействия на залежь по сравнению с известными изобретениями.

Формула изобретения

1. Установка для вибросейсмического воздействия на залежь, содержащая забойный снаряд для нанесения ударов, подъемное устройство, связанное с забойным снарядом, наковальню и жестко соединенный с пластом элемент для передачи энергии ударов, отличающаяся тем, что высота подъема забойного снаряда составляет не менее одной четверти расстояния, на котором достигается установившаяся максимальная скорость падения забойного снаряда, причем средняя плотность забойного снаряда превышает плотность жидкости в скважине не менее чем в два раза, при этом жестко соединенный с пластом элемент для передачи энергии ударов выполнен в виде якоря или пакера.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что якорь выполнен в виде кольца, прибитого изнутри к пласту дюбелями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4