Способ и установка для нанесения ударов по пласту

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для реализации вибросейсмического ударного воздействия для повышения нефтеотдачи пластов. В способе нанесения ударов падающим забойным снарядом по пласту, вскрытому возбуждающей скважиной, используют гидравлическую энергию для подъема забойного снаряда. Ударное воздействие осуществляют одновременно с добычей нефти из возбуждающей скважины. Для подъема забойного снаряда используют энергию потока среды, добываемой из скважины. В установке для нанесения ударов по пласту забойный снаряд для нанесения ударов расположен в стволе скважины. Подъемное устройство связано с забойным снарядом. Подъемное устройство выполнено в виде корпуса, в котором находятся поршень с проходным каналом, клапан, верхний ограничитель подъема поршня, открывающий клапан, и нижний ограничитель спуска поршня, закрывающий клапан. Клапан является прерывателем подъема забойного снаряда. Пространство между внешней поверхностью корпуса подъемного устройства и внутренней поверхностью скважины перекрыто пакером. Пространство над поршнем подъемного устройства имеет гидравлическую связь с всасывающей линией скважинного насоса. Расширяются область применения и функциональные возможности. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

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

Известны способ нанесения ударов с поверхности земли по пласту, вскрытому возбуждающей скважиной, и устройство для его реализации, 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 В 43/00, 43/20, 1995). Эти способ и устройство имеют ограниченный набор функциональных возможностей, поскольку энергия ударов, наносимых с поверхности земли, в значительной мере рассеивается по стволу скважины.

Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются способ нанесения ударов падающим забойным снарядом по пласту, вскрытому возбуждающей скважиной, с использованием гидравлической энергии для подъема забойного снаряда, и устройство для его осуществления, содержащее забойный снаряд для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины подъемное устройство, связанное с забойным снарядом, прерыватель подъема забойного снаряда и наковальню (патент РФ N 2106471, кл. E 21 B 28/00, 1998). Известные способ и устройство имеют низкие функциональные возможности и ограниченную область применения из-за необходимости прекращать добычу нефти из возбуждающей скважины на весь период осуществления воздействия. Для реализации известного изобретения необходимо силовым насосом, установленным на поверхности, повышать давление в возбуждающей скважине, что в соответствии с известными законами фильтрации делает невозможной добычу нефти из возбуждающей скважины. Наиболее интенсивные колебания создаются в призабойной зоне возбуждающей скважины, а добыча нефти при этом ведется из соседних скважин, куда колебания по пласту доходят с большим затуханием. Все это в совокупности с необходимостью остановки возбуждающей скважины на период реализации воздействия приводит к потерям в добыче нефти.

Задачей изобретения является расширение области применения и функциональных возможностей воздействия на залежь путем проведения воздействия одновременно с добычей нефти из возбуждающих скважин.

Расширение области применения и функциональных возможностей в способе нанесения ударов по пласту достигается тем, что ударное воздействие проводят одновременно с добычей нефти из возбуждающей скважины, причем для подъема груза используют энергию потока среды, добываемой из скважины.

Расширение области применения и функциональных возможностей установки для нанесения ударов по пласту достигается тем, что подъемное устройство выполнено в виде корпуса, в котором находятся поршень с проходным каналом, клапан, верхний ограничитель подъема поршня, открывающий клапан, и нижний ограничитель спуска поршня, закрывающий клапан. При этом клапан является прерывателем подъема груза. Пространство между внешней поверхностью корпуса подъемного устройства и внутренней поверхностью скважины перекрыто пакером, а пространство над поршнем подъемного устройства имеет гидравлическую связь с всасывающей линией скважинного насоса.

Указанная совокупность отличительных признаков заявляемого изобретения позволяет проводить ударное воздействие на залежь без остановки добывающих скважин, избежав таким образом потерь в добыче нефти.

На фиг. 1 представлена схема установки для нанесения ударов по пласту, на фиг. 2 - изображена крупным планом схема подъемного устройства, расположенного в скважине.

Установка для нанесения ударов по пласту (см. фиг. 1) содержит забойный снаряд 1 для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины 2 подъемное устройство 3, связанное с забойным снарядом 1, прерыватель 4 подъема забойного снаряда 1 и наковальню 5. Подъемное устройство 3 (см. фиг. 1 и 2) выполнено в виде корпуса 6, в котором находятся поршень 7 с проходным каналом 8, клапан 4, являющийся прерывателем подъема забойного снаряда 1, верхний ограничитель 9 подъема поршня 7, открывающий клапан, и нижний ограничитель 10 спуска поршня, закрывающий клапан. Пространство между внешней поверхностью корпуса 6 подъемного устройства 3 и внутренней поверхностью скважины 2 перекрыто пакером 11, а пространство 12 над поршнем 7 подъемного устройства 3 имеет гидравлическую связь с всасывающей линией 13 скважинного насоса 14. Установка содержит также жестко соединенный с пластом 15 элемент 16 для передачи энергии ударов (например, цементный мост). Подъемное устройство 3 связано с забойным снарядом 1 посредством каната 17 и прерывателя 4. Возбуждающая скважина 2 оборудована насосно-компрессорными трубами 18, на которых спущен насос 14, и устьевой арматурой 19 для эксплуатации скважин. Энергия среды 20, добываемой из скважины 7, используется для подъема забойного снаряда 1.

Способ нанесения ударов по пласту согласно настоящему изобретению осуществляется следующим образом.

Падающим забойным снарядом 1 наносят удары по наковальне 5. Энергия ударов передается через элемент 16 на пласт 15, создавая в нем колебания в процессе разработки залежи. При этом добыча нефти из возбуждающей скважины 2 не прекращается. Для подъема забойного снаряда 1 используют энергию потока среды 20, добываемой из скважины 2 насосом 14. Потери энергии при этом невелики. Расчеты показывают, что их можно компенсировать, например, установкой в скважине 2 погружного центробежного скважинного насоса 14 с несколько повышенным (на 100-200 метров) напором.

Продукция скважины 2 направляется далее по насосно-компрессорным трубам 18 через устьевую арматуру 19 на поверхность.

Таким образом, призабойная зона возбуждающей скважины оказывается вовлеченной в процесс добычи нефти при разработке залежи. Интенсивные колебания в пласте, возникающие при этом, способствуют достижению высокой нефтеотдачи пластов.

Установка для нанесения ударов по пласту работает следующим образом.

Подъем забойного снаряда 1 осуществляется путем использования гидравлической энергии среды 20, добываемой из скважины 2. Насос 14 откачивает через всасывающую линию 13 продукцию скважины 2 из пласта 15 на поверхность по насосно-компрессорным трубам 18 и устьевой арматуре 19. При этом, поскольку пространство между внешней поверхностью корпуса 6 подъемного устройства 3 и внутренней поверхностью скважины 2 перекрыто пакером 11, в имеющем гидравлическую связь со всасывающей линией 13 скважинного насоса 14 пространстве 12 над поршнем 7 создается разрежение. При ходе вверх клапан 4 прижимается давлением скважинной жидкости 20 к поршню 7 и перекрывает проходной канал 8. Поршень 7 с клапаном 4 под воздействием скважинной среды 20 движется вверх и поднимает забойный снаряд 1, соединенный с клапаном 4 канатом 17. Площадь клапана 4 подбирается таким образом, чтобы сила давления скважинной жидкости 20 на клапан 4 была больше веса забойного снаряда 1 в жидкости. При подъеме поршня 7 с забойным снарядом 1 до крайнего верхнего положения клапан 4 упирается в верхний ограничитель 9 подъема поршня 7. Клапан 4 открывается и происходит падение забойного снаряда 1 на наковальню 5. Таким образом, клапан 4 является прерывателем подъема груза. Поршень 7 падает вниз вслед за клапаном 4. Скважинная жидкость 20 при этом свободно протекает через проходной канал 8 вверх. Длина каната 17, соединяющего клапан 4 и забойный снаряд 1, должна быть несколько больше, чем высота подъема груза, чтобы клапан 4 не ударился о нижний ограничитель 10 до того, как забойный снаряд 1 достигнет наковальни 5. После нанесения удара забойным снарядом 1 клапан 4 садится на седло нижнего ограничителя 10, и поршень 7 падает на клапан 4. Проходной канал 8 при этом перекрывается. Затем под давлением скважинной жидкости 20 поршень 7 и клапан 4 движутся вверх, поднимая за канат 17 забойный снаряд 1 до крайнего верхнего положения, и т.д.

Через жестко связанный с пластом элемент 16 энергия удара передается на пласт 15, вызывая в нем колебательные процессы, способствующие снижению обводненности добываемой нефти и повышению конечной нефтеотдачи. Такие повторяющиеся циклы подъема и падения забойного снаряда 1 позволяют поддерживать в пласте 15 интенсивные колебания. При этом добыча нефти из скважины 2 во время осуществления воздействия на залежь не прекращается.

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

Формула изобретения

1. Способ нанесения ударов падающим забойным снарядом по пласту, вскрытому возбуждающей скважиной, с использованием гидравлической энергии для подъема забойного снаряда, отличающийся тем, что ударное воздействие осуществляют одновременно с добычей нефти из возбуждающей скважины, причем для подъема забойного снаряда используют энергию потока среды, добываемой из скважины.

2. Установка для нанесения ударов по пласту, содержащая забойный снаряд для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины подъемное устройство, связанное с забойным снарядом, прерыватель подъема забойного снаряда и наковальню, отличающаяся тем, что подъемное устройство выполнено в виде корпуса, в котором находятся поршень с проходным каналом, клапан, верхний ограничитель подъема поршня, открывающий клапан, и нижний ограничитель спуска поршня, закрывающий клапан, причем клапан является прерывателем подъема забойного снаряда, при этом пространство между внешней поверхностью корпуса подъемного устройства и внутренней поверхностью скважины перекрыто пакером, а пространство над поршнем подъемного устройства имеет гидравлическую связь с всасывающей линией скважинного насоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2