Кумулятивный заряд для глубокой перфорации нефтяных и газовых скважин и способ перфорации

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в особенности к взрывным работам в скважинах, и может быть использовано для увеличения продуктивности нефтяных скважин. Обеспечивает увеличение пробивной способности перфоратора за счет объемной фокусировки кумулятивной струи. Сущность изобретения: заряд выполнен из трех кумулятивных секций. К центральной секции по ее конической поверхности, диаметрально противоположно вдоль корпуса перфоратора вплотную пристыкованы две боковые секции. Детонирующий шнур подсоединен только к центральной секции. Кумулятивные воронки выполнены из пресс-порошкового материала с элементами тяжелых металлов. Способ заключается в силовом воздействии струи взрывных газов, образованной описанным кумулятивным зарядом, на горную породу. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в особенности к взрывным работам на скважинах, и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов.

Известны корпусные кумулятивные перфораторы типа ПК многократного использования и типа ПКО - однократного, известны также и бескорпусные перфораторы (1). Во всех указанных перфораторах используются кумулятивные заряды конической формы (2).

Эти перфораторы неплохо зарекомендовали себя при прострелочно-взрывных работах на скважинах и обеспечивают неплохую пробивную способность, создавая перфорационные каналы 160 мм по стальным мишеням и более.

Однако на поздних стадиях разработки нефтяных месторождений необходима более глубокая перфорация.

Известен перфоратор (3), изготовленный в виде трубчатого корпуса, в котором на всю длину корпуса располагаются три линейных заряда. Каждый линейный заряд в сечении имеет форму угольника. Вершины всех трех линейных зарядов сходятся в центре корпуса. Такая конструкция зарядов обеспечивает линейную форму пробития, но не увеличивает пробивную способность, так как энергия распределяется по всей длине заряда.

Известен зарядный модуль кумулятивного перфоратора (4). Зарядный модуль состоит из основания, кумулятивных зарядов, канала, заполненного взрывчатым веществом (ВВ), уширений на концах зарядного модуля, облицованных металлом. Наружные поверхности металлических облицовок утоплены относительно торцовых поверхностей.

Детонационная волна производит последовательное инициирование кумулятивных зарядов. В кумулятивных зарядах формируются кумулятивные струи.

Недостатком этого технического решения является недостаточная глубина перфорации скважин, что особенно важно для месторождений, находящихся на поздней стадии разработки.

Наиболее близким, по нашему мнению, является кумулятивный заряд для глубокой перфорации нефтяных и газовых скважин, содержащий центральную кумулятивную секцию, две боковые кумулятивные секции, вплотную и диаметрально пристыкованные к внешней поверхности центральной секции, детонирующий шнур, подведенный только к центральной секции для обеспечения задержки во времени взрыва боковых секций, и способ перфорации нефтяных и газовых скважин с использованием этого кумулятивного заряда (5). Заряд хорошо работает при прострелочных работах, однако величина пробивной способности также недостаточна.

Целью настоящего изобретения является увеличение пробивной способности перфоратора за счет объемной фокусировки кумулятивной струи. В части устройства эта техническая цель достигается тем, что кумулятивный заряд для глубокой перфорации нефтяных и газовых скважин содержит центральную кумулятивную секцию, две боковые кумулятивные секции, вплотную и диаметрально пристыкованные к внешней поверхности центральной секции, детонирующий шнур, подведенный только к центральной секции для обеспечения задержки во времени взрыва боковых секций. Центральная кумулятивная секция выполнена конической по внешней боковой поверхности, а боковые секции выполнены с возможностью обеспечения слияния струй всех трех секций в одну за счет объемной фокусировки. Кумулятивные воронки выполнены из пресс-порошкового материала.

В части способа техническая цель достигается тем, что способ перфорации нефтяных и газовых скважин заключается в силовом воздействии струи взрывных газов, образованной описанным кумулятивным зарядом, на горную породу.

На чертеже изображен предлагаемый заряд кумулятивного перфоратора.

Заряд помещен в трубчатый корпус 1 кумулятивного перфоратора. Этот заряд состоит из трех секций: центральной 2 и двух боковых 3. Детонирующий шнур 4 подсоединен к центральной секции, 5 - сечение детонирующего шнура. Заряд закрепляется с помощью втулки 9, опорного диска 7 и резиновой пробки 6.

Кумулятивная воронка 8 выполнена из пресс-порошкового материала, содержащего элементы тяжелых металлов.

Основа функционирования заряда - задержка во времени взрыва боковых секций. Под действием детонирующего шнура происходит взрыв центральной секции 2. По достижении детонации до боковых секций происходит их инициирование с образованием боковых струй. Струи всех трех секций за счет объемной фокусировки сливаются в одну, при этом продолжительность действия и энергия струи будет больше, чем у одиночного заряда. Это обеспечивает увеличение пробивной способности.

Выполнение заряда из трех секций с подсоединением детонирующего шнура только к центральной создает объемную направленность и увеличивает продолжительность и энергию силового воздействия струи взрывных газов на горную породу (ГП), обеспечивая увеличение глубины пробивных каналов, создавая благоприятные условия для увеличения дебита эксплуатационных или приемистости нагнетательных скважин.

Выполнение кумулятивных воронок из пресс-порошкового материала исключает пестообразование, закупоривающее пробиваемые каналы в горной породе.

Способ перфорации состоит в том, что кумулятивный перфоратор, состоящий из корпуса 1, с установленными в него предлагаемыми кумулятивными зарядами, опускается в скважину на кабеле с помощью геофизического подъемника в интервал продуктивного пласта, после чего приводится в действие путем подачи электрического тока для инициирования электродетонатора и детонирующего шнура.

Источники информации 1. Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам в скважинах под редакцией Н.Г. Гигоряна, М., Недра 1970 г., с. 82-85 и далее.

2. То же, стр. 102, рис. 44.

3. Патент США 5564499 "Перфоратор", МКИ Е 21 В 29/02, НКИ 166/29, опубликован 15.10.96.

4. А.с. СССР 1810503 "Зарядный модуль кумулятивного перфоратора", МКИ Е 21 В 43/116, опубликовано 14.02.91, Бюл. 15.

5. Патент РФ 2068493, МКИ Е 21 В 43/116, опубликовано 27.10.1996.

Формула изобретения

1. Кумулятивный заряд для глубокой перфорации нефтяных и газовых скважин, содержащий центральную кумулятивную секцию, две боковые кумулятивные секции, вплотную и диаметрально пристыкованные к внешней поверхности центральной секции, детонирующий шнур, подведенный только к центральной секции для обеспечения задержки во времени взрыва боковых секций, отличающийся тем, что центральная кумулятивная секция выполнена конической по внешней боковой поверхности, а боковые секции выполнены с возможностью обеспечения слияния струй всех трех секций в одну за счет объемной фокусировки, причем кумулятивные воронки выполнены из пресс-порошкового материала.

2. Способ глубокой перфорации нефтяных и газовых скважин, заключающийся в силовом воздействии струи взрывных газов, образованной кумулятивным зарядом, на горную породу, отличающийся тем, что используют кумулятивный заряд по п. 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной, газовой и вододобывающей промышленности и может быть использовано при перфорации скважин

Изобретение относится к устройствам для перфорирования скважин, а именно к кумулятивным перфораторам, и предназначено для вторичного вскрытия продуктивных пластов нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для проведения изоляционных работ в эксплуатационных скважинах при нарушении целостности цементного кольца в заколонном пространстве

Изобретение относится к средствам вскрытия продуктивных пластов при интенсификации добычи полезных ископаемых скважинным способом

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к взрывным устройствам для вскрытия продуктивных пластов нефтегазовых скважин

Изобретение относится к области добычи жидких или газообразных текучих сред из буровых скважин, в частности к перфорированию их с помощью метаемых пуль для вскрытия пластов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах

Изобретение относится к нефтедобывающей и горной промышленности, предназначено для повышения проницаемости путем гидроразрыва и трещинообразования призабойной зоны пласта

Изобретение относится к области горной промышленности и конкретно к устройствам для воздействия на стенки скважины в открытом стволе для увеличения поверхности фильтрации и интенсификации притока флюида в добывающих скважинах, увеличения приемистости в нагнетательных скважинах, вскрытия продуктивных пластов в обсаженных скважинах, а также перерезания труб в скважинах

Изобретение относится к области защиты взрывчатых веществ, используемых в скважинах

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей отрасли, и предназначено для снижения обводнения скважины при добыче нефти или газа

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии продуктивных пластов в нефтяных, газовых и водяных скважинах кумулятивными перфораторами, спускаемыми на кабеле или трубах

Изобретение относится к области добычи жидких или газообразных текучих сред из буровых скважин. Способ перфорирования скважины заключается в загрузке реакционноспособного кумулятивного заряда в корпус, при этом реакционноспособный кумулятивный заряд включает реакционноспособную гильзу, включающую компоненты, выбранные из металлов и оксидов металлов; спуске корпуса с зарядом в ствол скважины и размещении его рядом с подземным пластом; подрыве кумулятивного заряда с целью создания первого и второго взрывов, при этом первый взрыв создает перфорационный туннель в примыкающем пласте, и этот перфорационный туннель имеет зону дробления, расположенную вдоль его стенок, а второй взрыв инициируется первым взрывом и создается экзотермической интерметаллической реакцией между реакционноспособными компонентами гильзы кумулятивного заряда, при этом второй взрыв выталкивает обломочный материал из зоны дробления внутри перфорационного туннеля в ствол скважины и вызывает по крайней мере один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, и этот по крайней мере один разрыв включает разрыв пласта, содержащего углеводороды, и соединяется с внутренней частью перфорационного туннеля; и нагнетании флюида, содержащего расклинивающий наполнитель, в перфорационный туннель под давлением, достаточным для того, чтобы нагнетаемый флюид проник по крайней мере в один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, чтобы ввести туда расклинивающий наполнитель и поддерживать открытым по крайней мере один разрыв пласта для увеличения дебита углеводородов. Обеспечивается повышение эффективности нагнетания и интенсификации добычи нефти или газа из подземного пласта. 7 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к области добычи жидких и газообразных текучих сред из буровых скважин. Скважинный перфоратор содержит загрузочную трубу, включающую заряд взрывчатого вещества, электрический проводник и детонационный шнур; взводящее устройство, включающее детонатор и электрический соединитель и выполненное с возможностью перемещения между исходным положением и положением на «взрыв», причем в исходном положении взводящее устройство электрически подключено к загрузочной трубе и не подключено баллистически к загрузочной трубе, а в положении на «взрыв» взводящее устройство электрически и баллистически подключено к загрузочной трубе; и блокировочное устройство, допускающее вращательное движение взводящего устройства относительно загрузочной трубы между исходным положением и положением на «взрыв» и блокировочное устройство, блокирующее осевое перемещение взводящего устройства относительно загрузочной трубы, когда взводящее устройство находится в положении на «взрыв». Обеспечивается возможность взведения перфоратора, не прерывая электрическую неразрывность, установленную между электрическими проводниками, которые были установлены в исходное положение. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к взрывным устройствам для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах и может использоваться в кумулятивных боевых частях. Кумулятивный заряд содержит корпус с размещенной в нем шашкой взрывчатого вещества, имеющей кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев, выполненных из различных материалов, внешний слой прилегает к кумулятивной выемке, а внутренний струеобразующий слой выполнен из меди, причем внешний и внутренний слои облицовки размещены относительно друг друга с зазором, составляющим не более двух толщин стенки внешнего слоя облицовки, а внешний слой облицовки выполнен из материала плотностью 2-3 г/см3, например хлористого натрия NaCl. Техническим результатом изобретения является увеличение пробивной способности и стабильности работы кумулятивного заряда при отсутствии пестообразования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх