Импульсный генератор давления для скважин

 

Изобретение относится к технике прострелочно-взрывных работ в скважинах и может быть использовано для газодинамической обработки пласта в импульсно-волновом режиме с целью интенсификации добычи нефти и газа. Устройство содержит пороховые заряды, электровоспламенитель, наконечники и замедлитель срабатывания пороховых зарядов. В качестве замедлителя используется огнепроводный шнур. Через осевой канал всех пороховых зарядов, разнесенных друг от друга на заданное расстояние, проложен отрезок огнепроводного шнура вместе с отрезком геофизического кабеля. На огнепроводном шнуре укреплены верхний и нижний наконечники. Электровоспламенитель подсоединен к верхнему концу огнепроводного шнура над зарядами. Заряды жестко укреплены на кабеле с помощью стопорных втулок. Упрощается конструкция и повышается удобство в обращении. 1 ил.

Изобретение относится к технике прострелочно-взрывных работ в скважинах и может быть использовано для обработки прискважинной зоны пласта методом переменных давлений (1) с целью интенсификации притоков флюида в нефтегазовых скважинах.

Известные пороховые генераторы и аккумуляторы давления разной степени сложности (2-4) при работе в скважинах создают лишь единичный импульс высокого давления, производящий разрыв пласта и повышающий его проницаемость. При этом для повышения эффективности обработки приходится увеличивать давление пороховых газов до (80-100 МПа) и время горения за счет повышения массы и длины заряда, что чревато опасностью повреждения обсадных колонн.

Между тем, как показано в работах (5, 6), повышение проницаемости призабойной зоны пласта и, следовательно, производительности скважины можно достигнуть при относительно малых силовых нагрузках, действующих на прискважинную зону пласта многократно с заданными амплитудно-временными характеристиками. Так, например, наибольшая проницаемость коллекторов терригенного типа достигается при 5-10 кратных импульсно-волновых нагрузках в 5-20 МПа и частотой 0,1-1,0 Гц (7).

Известный импульсный генератор давления для скважин (4) - прототип - содержит трубчатый корпус с наконечниками, переходник, заряды-замедлители, пороховые заряды с пазами для размещения замедлителей, и электровоспламенитель.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, вызванная наличием корпуса и неудобная сборка генератора, поскольку для регулирования времени задержки срабатывания пороховых зарядов необходимо иметь в наличии набор лишних переходников и зарядов-замедлителей разной длины. Последнее обстоятельство снижает точность регулирования частотных характеристик генератора.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышение точности управления амплитудно-частотными характеристиками работы генератора.

Для решения этой задачи известный импульсный генератор давления для скважин, содержащий пороховые заряды, электровоспламенитель, замедлитель и наконечники, собирается на отрезке геофизического грузонесущего кабеля. При этом через осевой канал всех пороховых зарядов, разнесенных друг от друга на заданное расстояние, проложен отрезок огнепроводного шнура заданной длины вместе с отрезком геофизического кабеля, на котором укреплены верхний и нижний наконечники, а электровоспламенитель подсоединен к верхнему концу огнепроводного шнура. Пороховые заряды жестко укреплены на кабеле с помощью стопорных втулок.

Устройство по изобретению показано на чертеже. На нижнем конце отрезка кабеля 4 жестко укреплен наконечник 6, на который посажен первый (нижний) заряд 1, зафиксированный на кабеле втулкой 5. На заданном расстоянии друг от друга, зависящем от требуемого времени задержки срабатывания, укреплены на кабеле остальные заряды. Огнепроводный шнур 3 проходит через осевые каналы в пороховых зарядах и через специальное отверстие, имеющееся во втулках 5. К верхнему концу огнепроводного шнура подсоединены в накладку электровоспламенитель 2, который с помощью металлического хомутика жестко прикреплен к кабелю 4. Головка 10 служит для подсоединения монтажного отрезка кабеля 4 к основному геофизическому кабелю 9, идущему от подъемника. Один проводник электровоспламенителя 2 подключен к центральной жиле кабеля 9 в головке 10, другой - к стальной оплетке кабеля.

Амплитуда каждого импульса давления регулируется массой и высотой заряда, которые в предлагаемом устройстве не ограничиваются, так как отсутствует корпус. Время задержки срабатывания каждого заряда и, следовательно, частотные характеристики работы генератора довольно точно регулируются длиной отрезка огнепроводного шнура, горящего с известной скоростью, и расстояниями между зарядами, плавно раздвигаемыми и укрепляемыми на заданное расстояние друг от друга.

Генератор работает следующим образом. С помощью каротажного подъемника устройство спускают на кабеле в заданный горизонт скважины. Затем от взрывной машинки по кабелю подают импульс электротока на электровоспламенитель 2, от которого зажигается огнепроводный шнур 3. Продукты горения шнура воспламеняют первый (верхний) пороховой заряд, при сгорании которого создается первый импульс давления. При этом продукты горения первого заряда не воспламеняют второй заряд, а шнур продолжает гореть и через заданный промежуток времени воспламеняет второй пороховой заряд, образуя второй импульс давления. Далее процесс образования циклических импульсов давления повторяется столько раз, сколько зарядов содержится в сборке генератора.

Таким образом, благодаря упрощению конструкции устройства, повышается точность управления амплитудно-частотными характеристиками работы генератора.

Источники информации 1. Ю.В.Семенов, В.С.Войтенко и др. "Испытание нефтегазоразведочных скважин в колонне", М., "Недра", 1983 г.

2. Патент США N 4530396, МКИ E 21 B 29/02, опубл. 23.07.85 г.

3. А.М.Дуванов, И.Н.Гайворонский, А.А.Михайлов и др. Методы интенсификации притоков в нефтяных и газовых скважинах с использованием энергии взрыва и горения ВМ, обзор ВНИИэкон.минер.сырья и геологоразведочных работ, ВИЭМС-М, 90 г.

4. А.с. N 1711516, МКИ E 21 B 43/25, опубл. 19.09.89 г.

5. М.П.Сургучев, Ю.В.Желтов, Э.М.Симкин. Физико-химические микропроцессы в нефтегазовых скважинах, М., Недра, 1984 г.

6. З. Д. Хоминец, Р. С. Яремийчук, В.Н.Лотовский, В.Р.Возный. Освоение скважин с непрерывным контролем призабойной зоны, ж. Нефтяное хозяйство, N 4, 1988 г.

7. В. Х.Ахияров, Л.Г.Петросян, З.Б.Стефанкевич и др. Влияние переменных давлений на изменение фильтрационных свойств пород, экспресс-информация ВНИИОЭНГ, серия Разработка нефтяных месторождений и методы повышения нефтеотдачи, вып. 7, М., 1990 г.

Формула изобретения

Импульсный генератор давления для скважин, содержащий пороховые заряды, электровоспламенитель, замедлитель и наконечники, отличающийся тем, что пороховые заряды подвешены на кабеле на заданном расстоянии друг от друга с помощью двух стопорных втулок, жестко прикрепленных к кабелю, а через осевой канал всех пороховых зарядов проложен отрезок огнепроводного шнура вместе с отрезком геофизического кабеля, на котором укреплены верхний и нижний наконечники, причем электровоспламенитель подсоединен к верхнему концу огнепроводного шнура над зарядами.

РИСУНКИ

Рисунок 1