Устройство для одновременно-раздельной закачки реагентов в скважину

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к тепло-физико-химической обработке призабойной зоны пласта. Техническим результатом является создание устройства, позволяющего производить одновременно-раздельную закачку легких углеводородов и воздуха, с высоким выходом продуктов реакции и осуществлением перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт. Устройство включает: две трубки для раздельной закачки исходных компонентов, смеситель, твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма, выполненный в виде стакана, в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который выполнен с возможностью срабатывания под действием груза, сброшенного сверху, и расположен внутри корпуса запального механизма. В корпусе запального механизма имеются отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной закачки исходных компонентов, выполненных с возможностью прохождения через топливный контейнер и вхождения через настроенный обратный клапан тангенциально в реактор смешения сверху. Реактор смешения представляет собой цилиндрическую емкость, в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта. На конце его имеется настроенный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к тепло-физико-химической обработке призабойной зоны пласта, и может быть использовано при обрабатывании призабойной зоны реагентом, получаемым жидкофазным окислением легких углеводородов в пластовых условиях, с целью интенсификации процесса комплексного воздействия на продуктивные пласты карбонатных коллекторов, насыщенных высоковязкой парафинистой нефтью.

Известна технология обработки призабойной зоны на основе жидкофазного окисления легких углеводородов в пластовых условиях (Б.М.Сучков. Добыча нефти из карбонатных коллекторов. Москва-Ижевск, 2005, с.283-284, 293-294), которая предназначена для интенсификации процесса комплексного воздействия на продуктивные пласты карбонатных коллекторов, насыщенных высоковязкой парафинистой нефтью. Окисление как легких углеводородов

С₃-С₁₂, так и их смесей, а также конденсата газоконденсатных месторождений в пористой среде с участием инициаторов и катализаторов окисления приводит к образованию оксидата, представляющего собой смесь карбонатных кислот, кетонов, спиртов, эфиров, с выделением значительного количества тепла, что обеспечивает комплексное воздействие на нефтесодержащий коллектор.

При осуществлении процесса окисления легких углеводородов кислородом воздуха наиболее сложными с технологической точки зрения являются операции, связанные с нагнетанием реагентов в пласт. Во избежание возможности образования взрывоопасных смесей в скважине при ОПЗ закачка реагентов производится последовательно. Однако оптимальной, с точки зрения химического воздействия при обеспечении необходимой безопасности, является одновременно-раздельная закачка легких углеводородов и воздуха с осуществлением интенсивного перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт. С этой целью разработана технология приготовления смеси воздуха с легкими углеводородами на основе использования инжектора, устанавливаемого в призабойной зоне скважины. Это устройство позволяет получать непосредственно в призабойной зоне мелкодисперсные смеси двух реагентов при их раздельной транспортировке к забою скважины.

Однако известное устройство имеет недостаток: низкий выход получаемого продукта.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего производить одновременно-раздельную закачку легких углеводородов и воздуха, с высоким выходом продуктов реакции и осуществлением перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт.

Поставленная задача решается так, что устройство для одновременно-раздельной подачи реагентов в скважину, включающее две трубки для раздельной подачи исходных компонентов в смеситель, дополнительно содержит твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма, выполненного в виде стакана, в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который срабатывает под действием груза, сброшенного сверху, и располагается внутри корпуса запального механизма, причем корпус запального механизма имеет отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной подачи исходных компонентов, которые проходят через топливный контейнер и входят через настроенный обратный клапан тангенциально в реактор смешения сверху, который представляет собой цилиндрическую емкость, в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта, на конце которой имеется настроенный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты.

Установка содержит (см. фиг 1.) твердотопливный нагреватель 1, содержащий топливный контейнер 3 с отверстиями для вывода продуктов сгорания (см. фиг 3.) и решетчатым дном 19, с трубкой-змеевиком 11 и трубкой 12, расположенными внутри, корпус запального механизма 2, выполненный в виде стакана, в днище которого имеется канал (А) для подачи запальной жидкости и воздуха в топливный контейнер 3 для поддержания горения, клапан 9 служит для предотвращения возможного распространения обратной ударной волны по колонне НКТ 20 при резком повышении давления в момент воспламенения и защищает запальный механизм от попадания продуктов горения из топливного контейнера 3, также в корпусе выполнены каналы (Б) и (В) (см. фиг.2 - вид сверху) для подвода углеводородного сырья и воздуха в реактор смешения 4, клапанная пара 10, которая служит для предотвращения возможного обратного хода углеводородного сырья и воздуха, реактор смешения 4, представляющий собой цилиндрическую емкость, внутри которой установлены трубки 15, 16 с тангенциальным выводом и переливная трубка 13, на выходе которой установлен отрегулированный на определенное давление клапан 7, на входе (Г) углеводородного сырья в реактор стоит также отрегулированный на определенное давление клапан 6. А также установка содержит соединительные муфты 5, 8 трубопроводной обвязки 14, закрепленной клямсами к НКТ 20 и присоединенной к запальному механизму 2. Внутри запального механизма 2 расположен баллон 17 с воспламеняющей смесью. Для ввода нагревателя в действие в колонну НКТ сверху сбрасывается груз 18, в качестве груза может быть использован любой предмет массой от 0,5 кг до 1 кг и размером, который позволяет свободно двигаться внутри колоны НКТ и своим весом и формой способен разбить баллон 17.

В исходном положении рабочий объем контейнера 3 заполнен твердым топливом. Внутри запального механизма расположен баллон 17 с воспламеняющейся смесью. Груз 18 установлен в патрубке лубрикатора с задвижкой на устье скважины.

Установка работает следующим образом. В НКТ 20 подают воздух, который через клапан 9 и канал (А) в корпусе 2 попадает в контейнер 3. По трубопроводу 14 канала (Б) прокачивают углеводородное сырье, для того чтобы заполнить змеевик 11. Клапан 6 не позволяет проникнуть углеводородному сырью раньше времени в реактор 4.

Для воспламенения твердого топлива в контейнере 3 открывают задвижку лубрикатора и сбрасывают груз 18. Под действием груза 18 баллон 17 разрушается. Воспламеняющая смесь поступает в рабочую полость контейнера 3 и инициирует горение твердого топлива. В случае резкого повышения давления в момент воспламенения клапан 9 перекрывают отверстия в корпусе механизма 2, предотвращая возможное распространение ударной волны по колонне НКТ, а продукты сгорания выходят через отверстия (Д) в топливном контейнере.

Для поддержания горения в контейнере 3 продолжается подача воздуха через канал (А).

После инициирования горения, через определенное время начинают одновременно прокачивать углеводородное сырье и воздух по трубопроводам 14. Углеводородное сырье проходит по каналу (Б), а воздух по каналу (В). Проходя через змеевик 11, углеводородное сырье нагревается до режимной температуры и тангенциально входит по трубке 15 в реактор смешения. Одновременно с этим в реактор смешения входит и воздух по трубке 16. Благодаря тому что углеводородное сырье подается в нагретом состоянии и в реакторе смешения создано высокое давление, реакция окисления проходит с высокой скоростью. Продукт реакции накапливается в реакторе смешения до уровня переливной трубки 13 и переливается, выходя через клапан 7 канала (Г).

Затрубное пространство изолировано от призабойной зоны пакером, установленным на уровне кровли пласта.

Заявленное устройство надежно в эксплуатации, позволяет при использовании получить продукт с высоким выходом с одновременным использованием его для интенсивного и комплексного воздействия на пласт.

Устройство для одновременно-раздельной закачки реагента в скважину, включающее две трубки для раздельной закачки исходных компонентов и смеситель, отличающееся тем, что устройство содержит: твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма, выполненный в виде стакана, в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который выполнен с возможностью срабатывания под действием груза, сброшенного сверху, и расположен внутри корпуса запального механизма, причем в корпусе запального механизма имеются отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной закачки исходных компонентов, выполненных с возможностью прохождения через топливный контейнер и вхождения через настроенный обратный клапан тангенциально в реактор смешения сверху, который представляет собой цилиндрическую емкость, в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта, на конце которого имеется настроенный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты.