Способ инициирования и управления процессом экзотермической реакции термогазохимического воздействия на пласт в скважине


 


Владельцы патента RU 2605852:

Рафиков Равиль Сафович (RU)
Шаляхов Шалва Елказарович (RU)
Аджиев Джамболат Рамазанович (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к термохимической обработке продуктивного пласта для снижения вязкости нефти и увеличения продуктивности скважин. Технический результат - повышение эффективности способа обработки за счет возможности разогрева пласта, прилегающего к скважине на удаленном расстоянии, и контроля за этим разогревом. Способ заключается в том, что на скважине осуществляют монтаж оборудования для закачки химических компонентов энерговыделяющих смесей. В скважину опускают насосно-компрессорные трубы с насосом и высокотемпературную систему с датчиками давления и температуры для контроля процессов химической реакции в режиме реального времени. Датчики температуры и давления размещают на расстоянии, например, 100-150 метров от призабойной зоны. Непосредственно в зоне реакции размещают второй датчик температуры. Через насосно-компрессорные трубы закачивают химические компоненты энерговыделяющих смесей для возбуждения экзотермической реакции. После закачки реагентов осуществляют откачку продуктов реакции за счет создания депрессии в стволе скважины. Одновременно с откачкой продуктов реакции из пласта замеряют ее температуру вторым датчиком температуры. При значительном изменении температуры, например на 5о С на 1 м3 откачиваемой жидкости, закачивают дополнительные химические компоненты энерговыделяющих смесей. После этого опять создают депрессию в стволе скважины и откачивают продукты реакции из пласта. Откачку и закачку производят периодически в соответствии с показаниями первого и второго датчиков температуры. Незначительным изменением температуры экзотермической реакции, например, уменьшением ее на 1о С на 1 м3 откачиваемой жидкости, свидетельствуют об охвате планируемого пространства пласта экзотермической реакцией. Работу заканчивают с откачкой продуктов реакции в количестве, равном закачиваемому объему химических компонентов энерговыделяющих смесей.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам термохимического воздействия на продуктивный пласт для снижения вязкости нефти и увеличения продуктивности скважин.

Известен способ термохимической обработки нефтяного пласта (RU 2401941 М. кл. Е21В 43/22; Е21В 43/24; C09K 8/524, 20.10.2010), включающий раздельную закачку компонентов ГОС и инициатора реакции (горения) по двум коаксиально расположенным относительно друг друга насосно-компрессорным трубам НКТ, при этом конец внешней НКТ опущен ниже конца внутренней НКТ на расстояние, достаточное для обеспечения времени контакта ГОС и ИР в реакционном объеме, ГОС подают в обрабатываемую зону нефтяного пласта через кольцевое пространство между внешней и внутренней НКТ, ИР подают по внутренней НКТ, ГОС - водный раствор с водородным показателем рН 4-7, включающий, мас. %: селитру (аммиачную, калиевую или натриевую) 5-25, карбамидно-аммиачную смесь КАС-32 остальное, ИР - водный раствор с рН 12-14, включающий, мас. %: нитрит щелочного металла 15-45, воду остальное, или борогидрид щелочного металла 15-45, щелочь 3-45, воду остальное, причем масса ИР, содержащего нитрит щелочного металла, составляет 1-80% от массы ГОС, масса ИР, содержащего борогидрид щелочного металла, составляет 1-30% от массы ГОС.

Недостатком известного способа является невозможность контролировать и регулировать температуру призабойной зоны пласта ПЗП при закачке реагентов, что ограничивает использование способа. Кроме того, общее количество закачанных реагентов в зону пласта при отсутствии текущего контроля реакции не превышает 2 т, что позволяет прочищать только ближайшую зону пласта («скин-слой»).

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является Способ стимулирования процесса добычи нефти путем оптимизации режима термохимических реакций (RU 2546694 Е21В 43/22; Е21В 43/24; 29.01.2014), протекающих в скважинах и в продуктивных пластах с использованием водных растворов бинарных смесей - БС - неорганической или органической селитры, нитрита или гидрида щелочного металла, закачиваемых по отдельным каналам, включающий последовательные операции: монтаж оборудования в скважинах на выбранном участке месторождения; оснащение каждой скважины устройствами для контроля температуры, давления и состава продуктов реакций, протекающих в скважине и в пласте в режиме реального времени; предварительный нагрев участков пласта около скважины объемом не менее 20 м3 до температуры не менее 100°С путем закачки не менее 2 т реагентов БС; циклический нагрев части пласта около скважины объемом не менее 100 м, массой не менее 250 т, до температуры не менее 140°С за счет реакции не менее 12 т реагентов БС, при этом обеспечивают первый уровень взрывобезопасности в стволе скважины путем чередования в канале закачки порций раствора селитры массой не более 1 т каждая, с порцией технической воды не менее 0,05 т каждая и второй уровень взрывобезопасности в стволе скважины путем непрерывных контроля и регулирования процесса реакции с ограничением температуры в стволе скважины ниже предвзрывной (Тпр), которую определяют по появлению признаков самоускорения реакции на регистрируемых кривых зависимости температуры и давления от времени, прекращают закачку инициатора разложения селитры в скважину и в последующем закачивают раствор селитры массой не менее 10 т в предварительно нагретый пласт, при этом реализуют третий уровень взрывобезопасности в процессе реакции в пласте, катализируемой теплом, накопленным в предыдущих циклах, который связывают с отношением массы селитры, закачиваемой в поры и трещины пласта, к массе породы, преимущественно, 1 к 20 и с низкой, близкой к нулю, вероятностью взрыва смеси 95 мас. % породы и 5 мас. % селитры, причем закачку реагентов на всех циклах проводят при непрерывном контроле температуры в зоне реакции, давления и температуры в районе пакера и в процессе закачки реагентов с целью своевременного прекращения реакции при выходе параметров реакции за пределы допустимых режимов.

Известное техническое решение позволяет контролировать температуру в призабойной зоне скважины напротив пласта. Однако этот способ позволяет контролировать процессы экзотермической реакции в скважине и только в ближайшей зоне пласта, что снижает эффективность способа.

Задачей изобретения является создание новой высокоэффективной термохимической технологии воздействия на пласт и охват экзотермической реакцией и ее контроля большего призабойного пространства.

Технический результат, повышение эффективности за счет создания депрессии на пласт, что обеспечивает анализ параметров выходящей из пласта жидкости и продуктов реакции и оптимизации процессов инициирования реакции в пласте и нагрева части пласта, прилегающего к скважине на удаленном расстоянии.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе инициирования и управления процессом экзотермической реакции термогазохимического воздействия на пласт в скважине, заключающемся в том, что на скважине осуществляют монтаж оборудования для закачки химических компонентов энерговыделяющих смесей, а в скважину опускают насосно-компрессорные трубы и высокотемпературную систему с датчиками давления и температуры для контроля процессов химической реакции в режиме реального времени, после чего через насосно-компрессорные трубы закачивают химические компоненты энерговыделяющих смесей для возбуждения экзотермической реакции, при этом на скважине монтируют насос откачки продуктов реакции, а датчики температуры и давления размещают на расстоянии, например, 100-150 метров от призабойной зоны, причем непосредственно в зоне реакции размещают второй датчик температуры, при этом после закачки реагентов осуществляют откачку продуктов реакции за счет создания депрессии в стволе скважины, причем закачку реагентов и откачку продуктов реакции производят периодически в соответствии с показаниями первого и второго датчиков температуры.

Работает способ следующим образом.

На скважине монтируют оборудование, в частности насосы для закачки компонентов энерговыделяющих смесей (ЭВС) и насос для создания депрессии в стволе скважины. Опускают в скважину насосно-компрессорные трубы (НКТ). Опускают, например, на шлангокабеле, содержащем как электрические жилы, так и гидравлические каналы, по стволам труб НКТ датчики давления и температуры. Датчик давления и первый датчик температуры опускают на глубину, отстоящую от забоя на 100-150 метров, а второй датчик температуры опускают на глубину забоя.

Затем готовят компоненты энерговыделяющих смесей (ЭВС). В качестве компонентов ЭВС применяются взрывобезопасные водные растворы на основе минеральной или органической селитры. Для ускорения реакции селитры и нитрита натрия в ЭВС добавляется соляная кислота, необходимая также для растворения (окисления) твердых продуктов (асфальтенов и кокса), образование которого в определенных условиях возможно при высокой температуре.

Компоненты закачиваются в скважину раздельно. При соединении в скважине в призабойной зоне компонентов (ЭВС) возникает экзотермическая реакция, сопровождающаяся большим количеством тепла.

При прохождении реакции ведется постоянный контроль давления и температуры первым датчиком. При этом поддерживают температуру, например 270-320 градусов, дополнительной закачкой определенных компонентов ЭВС. Поддержание температуры необходимо, так как при температуре ниже нижнего предела экзотермическая реакция нестабильна, а при превышении верхнего предела повышается взрывоопасность, а также образуются кокс и асфальтены и может произойти разрушение труб НКТ и другого оборудования.

Ориентировочно через два часа (это время экзотермической реакции) начинают откачивать продукты реакции из пласта созданием депрессии скважины. Депрессию возможно создать изменением высоты столба в стволе скважины откачкой жидкости через гидравлический канал шлангокабеля. Одновременно с откачкой замеряют температуру продуктов реакции пласта вторым датчиком температуры. Так как при откачивании жидкость попадает из удаленной зоны призабойного пространства в скважину, то, следовательно, осуществляется контроль удаленных участков пласта. Таким образом, контролируют процесс экзотермической реакции в удаленном пространстве в пласту.

Если температура меняется незначительно, например на 1 куб откачиваемой жидкости температура уменьшается на 1 градус, то реакция проходит нормально. Если в процессе откачки температура меняется значительно, например уменьшается на 5 градусов на 1 кубический метр откачиваемой жидкости, то это значит, что реакция проходит нестабильно и не охватывает планируемые пространства пласта. И тогда закачивают дополнительные компоненты ЭВС. После чего опять создают депрессию в стволе скважины и откачивают продукты реакции из пласта. Работа заканчивается, когда откачивается жидкость в количестве, равном закачиваемому объему компонентов ЭВС.

После окончания работы, когда демонтируется оборудование скважина в призабойной зоне остается горячей, причем остывать скважина может несколько месяцев. Так как вязкость жидкости зависит от температуры, то, следовательно, в призабойном пространстве жидкость будет менее вязкой и легче извлекаемой.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить эффективность термогазохимического воздействия на пласт за счет большего охвата призабойного пространства экзотермической реакцией и контроля удаленных участков.

Способ инициирования и управления процессом экзотермической реакции термогазохимического воздействия на пласт в скважине, заключающийся в том, что на скважине осуществляют монтаж оборудования для закачки химических компонентов энерговыделяющих смесей, а в скважину опускают насосно-компрессорные трубы и высокотемпературную систему с датчиками давления и температуры для контроля процессов химической реакции в режиме реального времени, после чего через насосно-компрессорные трубы закачивают химические компоненты энерговыделяющих смесей для возбуждения экзотермической реакции, отличающийся тем, что на скважине монтируют насос откачки продуктов реакции, а датчики температуры и давления размещают на расстоянии, например, 100-150 метров от призабойной зоны, причем непосредственно в зоне реакции размещают второй датчик температуры, при этом после закачки реагентов осуществляют откачку продуктов реакции за счет создания депрессии в стволе скважины и одновременно с откачкой продуктов реакции из пласта замеряют ее температуру вторым датчиком температуры, при этом при значительном изменении температуры, например на 5о С на 1 м3 откачиваемой жидкости, закачивают дополнительные химические компоненты энерговыделяющих смесей, после чего опять создают депрессию в стволе скважины и откачивают продукты реакции из пласта и, далее, производят откачку и закачку периодически в соответствии с показаниями первого и второго датчиков температуры, причем при незначительном изменении температуры экзотермической реакции, например уменьшении на 1о С на 1 м3 откачиваемой жидкости, свидетельствуют об охвате планируемого пространства пласта экзотермической реакцией, а работу заканчивают с откачкой продуктов реакции в количестве, равном закачиваемому объему химических компонентов энерговыделяющих смесей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение результативности процесса флюидоизвлечения из многопластовых залежей высоковязких углеводородных энергоносителей, повышение интенсивности и полноты извлечения углеводородных энергоносителей.

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение флюидоотдачи пласта породы и повышение добычи углеводородных энергоносителей - флюидов, обеспечение контроля и регулирования процесса внутрипластового горения и прогрева горных пород.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и предназначено для проточной тепловой обработки пластового флюида как в призабойной зоне продуктивного пласта (ПЗП) с высоковязкой нефтью, так и в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), с целью снижения вязкости нефти и исключения образования асфальтосмолопарафиновых пробок.

Изобретение относится к области разработки газогидратных месторождений углеводородов. Технический результат - повышение эффективности способа за счет увеличения отбора газа, продление срока безгидратной эксплуатации скважин и сокращение энергозатрат.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение коэффициента извлечения нефти до 90% на любых месторождениях с угольными пластами, в т.

Группа изобретений относится, главным образом, к способам и системам для добычи углеводородов из различных подземных пластов. Способ поставки тепловой энергии в горизонтальный ствол скважины, расположенный в подземном пласте, через соединенный с ним вертикальный канал включает нагрев теплопередающей среды в нагревателе, расположенном на поверхности.

Группа изобретений относится к тепловым способам извлечения углеводородов из подземных формаций. Технический результат - увеличение добычи продукции при таком же количестве вводимого пара, повышение тепловой эффективности, снижение поверхностного натяжения нефть-вода.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке неоднородных пластов сверхвязкой нефти. Технический результат - повышение коэффициента нефтеизвлечения неоднородных пластов сверхвязкой нефти.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке пластов с высоковязкой нефтью и наличием подошвенной воды небольшой толщины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины, добывающей вязкую нефтяную эмульсию. Способ эксплуатации скважины включает оборудование скважины колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) с штанговым глубинным насосом, фильтром, кабелем и капиллярным трубопроводом.

Изобретение относится к области разработки газогидратных месторождений углеводородов. Технический результат - повышение эффективности способа за счет увеличения отбора газа, продление срока безгидратной эксплуатации скважин и сокращение энергозатрат.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обработки призабойных зон скважин. Устройство для обработки призабойной зоны скважины методом имплозии содержит корпус с верхним и нижним рядами радиальных каналов, размещенные в корпусе нижний ступенчатый поршень с осевым каналом и верхний подпружиненный поршень с осевым каналом, шаровой клапан с седлами, установленный между нижним ступенчатым и верхним подпружиненным поршнями и имеющий возможность перекрытия осевого канала верхнего поршня.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для увеличения коэффициента извлекаемости газа путем пошагового регулирования режимов добычи.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности и, в частности, к интенсификации нефтегазовых скважин и дегазации угольных пластов. Технический результат - повышение эффективности способа и надежности работы устройства.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи. Технический результат - повышение нефтеотдачи.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли. Способ включает бурение добывающих горизонтальных скважин и проведение в них многоразовых гидроразрывов пласта.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - расширение геологических условий применения устройства, повышение надежности, успешности и эффективности обработки призабойной зоны скважины, упрощение конструкции и изготовления устройства.

Изобретение относится к способам обработки призабойной зоны пластов скважин и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат - интенсификация добычи нефти путем повышения или восстановления гидропроводности призабойной зоны пласта.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи нефти в осложненных геолого-физических условиях разработки.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для скважин с низким пластовым давлением, а именно для очистки от твердых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов за счет генерации колебаний давления в подпакерной области при извлечении нефти струйным насосом.
Наверх