Спосіб імпульсно-хвильового впливу на привибійну зону свердловини

1. Спосіб імпульсно-хвильового впливу на привибіину зону свердловини, в якому активне середовище направляють насосним агрегатом по колоні насосно-компресорних труб у сопло струминного апарата і відкачують струминним апаратом із пластової зони по колоні насоснокомпресорних труб пасивне середовище, при цьому перед зазначеними операціями за допомогою блокуючої вставки, встановленої в колоні насоснокомпресорних труб, перекривають канали підведення обох середовищ до струминного апарата, приводять пакер у транспортне положення, готують активне середовище, збагачуючи робочу рідину стисненим газом (СОг) в аераторі, та направляють через вертлюг у гідроімпульсний пристрій, що виконаний у вигляді основного та передвключеного кавітаторів, обробляють присвердловинну підпакерну зону швидкісним, пульсуючим, кавітаційним, кільцевим струменем, що сформований конусно-кільцевим каналом основного кавітатора з відводом через затрубний простір пасивного середовища із свердловини на поверхню по лінії зливу, яка з'єднана з ємністю, після закінчення обробки приводять пакер у робоче положення і замінюють блокуючу вставку на депресивну вставку, ізолюючи один від одного канали підведення активного і пасивного середовищ до струминного апарата, причому відкачку пасивного середовища виконують через систему зворотних периферійних клапанів, установлених на колоні насоснокомпресорних труб нижче пакера, який відрізня ється тим, що перед подачею активного середовища у струминний апарат проводять дослідження і аналіз свердловини, наприклад, прозвучуючи навколосвердловинний простір сейсмічними хвилями, які збуджуються приповерхневими джерелами коливань, реєструють вектори зміщень прямих повздовжніх і поперечних хвиль для кожної точки прийому за допомогою трикомпонентного сейсмічного профілювання по глибині досліджуваної свердловини та обробляють їх кінематичні та динамічні параметри, які вводять до системи керування (ЕОМ, перетворювачі/виконавчі механізми), визначають системою керування оптимальні режими впливу, наприклад, процес кавітації, тиск відкриття свердловини, період та кількість циклів впливу депресії-репресії на привибіину зону гідроімпульсним пристроєм, струминним апаратом та гирловим генератором імпульсів, що встановлений на лінії зливу, при цьому в робочу рідину разом із вуглекислим газом та водою додатково водять, наприклад, аміак (ЫНз) і хлористий водень (НСІ), що за своїми термодинамічними властивостями мають можливість вступати в реакцію між собою, після чого проводять вплив на привибіину зону пласта, привівши керуючим сигналом від ЕОМ в дію з'єднане з перетворювачами/виконавчими механізмами устаткування, наприклад устєвий генератор імпульсів, насосний агрегат. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що привибіину зону свердловини обробляють швидкісним, пульсуючим, кавітаційним, кільцевим струменем, сформованим кільцевим каналом основного кавітатора гідроімпульсного пристрою, виконаним у вигляді трубки Вентурі чи сопла Лаваля. 3. Спосіб за п. 1 та п. 2, який відрізняється тим, що концентрація вуглекислого газу, аміаку і хлористого водню та води така, що спричиняє реакцію лише при утворенні швидкісного, пульсуючого, кавітаційного, кільцевого струменя. Корисна модель відноситься до нафтовидобувної промисловості, а саме способів імпульснохвильового впливу на привибіину зону свердловини та може бути використана при експлуатації на фтових і газових свердловин, для очищення привибійної зоні пласта та для збільшення дебіту свердловини. 00 о 00 о> 4808 Відомий спосіб роботи комбінованого комплексу "Імпульс-78" [1] у якому для підвищення гідроімпульсного навантаження передбачене підключення пристрою імпульсного вихлопу до насоснокомпресорних труб (далі НКТ). Тиск у свердловині підвищують до попереднього її опресування з наступним зняттям гідрозамків з гідроциліндра пристрою вихлопу. Різка депресія на виході свердловини приводить до руху рідини на дренаж і виникненню додаткового гідроудару, що передається через НКТ, в привибійній зоні. До недоліків способу можна віднести недостатньо ефективний вплив на привибійній пласт і тим більш на віддалені його зони, що спричинено використання недосконалого пристрою та схемою підключення до НКТ, та лінії зливу. Недосконалість пристрою обумовлена його малою ефективністю та інерційністю - так як імпульс передається через НКТ де він поступово згасає тому не доходить до привибійної зони пласта. Крім того, пристрій імпульсного вихлопу має : - малу швидкість відкривання, коли свердловина попередньо навантажена тиском; - відсутня можливість підключення його до каналу зливу, для здійснення необхідної циркуляції. Відомий спосіб імпульсно-хвильового впливу на привибійну зону пласта і пристрій для його здійснення [2], який включає подачу активного рідкого середовища по колоні насоснокомпресорних труб у сопло струминного апарата і відкачку струминним апаратом із пластової зони по колоні НКТ пасивного середовища, при цьому перед зазначеними операціями за допомогою вставки, що блокує, яка встановлюється на колоні НКТ, перекривають канали підведення обох середовищ до струминного апарата, приводять пакер у транспортне положення і за допомогою гідроімпульсного пристрою обробляють активним середовищем привибійну підпакерну зону з відводом частини середовища через пакер зі свердловини на поверхню, а після закінчення даної обробки приводять пакер у робоче положення і заміняють вставку, що блокує, на депресивну вставку, ізолюючи один від одного канали підведення активного і пасивного середовища до струминного апарата, причому відкачку пасивного середовища роблять через систему зворотних клапанів, установлених на колоні НКТ нижче пакера. Як гідроімпульсний пристрій використовують, установлений нижче перфорації привибійної зони мультиплікатор тиску з плоскоструминевою головкою в нижній частині, що при обробці східчасте піднімають уздовж свердловини і одночасно генерують плоскі віялові (вієрні) струмені з частотою створюваних імпульсів понад 50 до 300 у хвилину і з величиною тиску понад 1,5 до 2,5 величини статичного тиску в свердловині на рівні пласта, при цьому на кожному кроці обробки створюють додатковий депресійний вплив на пласт за допомогою імпульснодепресійного пристрою, установленого на поверхні. Депресійний вплив реалізують у два режими зворотного гідроудару і різкого відкриття попередньо навантаженої тиском свердловини. Імпульсно-хвильова свердловина установка, містить депресійно-імпульсний пристрій (далі ІДП), 4 колону НКТ зі струминним апаратом і мультиплікатором тиску з плоскоструминевою головкою в нижній частині. Струминний апарат виконаний з активним соплом, камерою змішування, дифузором, каналом підведення активного середовища від гідроагрегата і каналом підведення пасивного середовища з привибійної зони, що блокує і депресивними вставками. Під струминним апаратом послідовно встановлені пакер, система зворотних клапанів і мультиплікатор тиску, при цьому ІДП установлений на поверхні і складається з камери розрядки, у якій установлені з можливістю переміщення і замкового сполучення плунжер і підпружинена втулка, причому хід плунжера обмежений поперемінне встановлюваними фіксаторами, а його переміщення здійснюється за допомогою гідроциліндра з підпружиненим поршнем і з можливістю гідравлічного замикання поршневої порожнини гідрозамком з керуванням від гідророзподільника з подачею від гідронасоса, підключеного до бака, причому камера розрядки має дренажний вільний відвід у зливну ємність. Мультиплікатор тиску складається з корпуса, у якому коаксиально (на одній вісі) розташовані поршень із підпружиненим клапаном, які мають меншу і велику ступіні, а також центральний порожній шток. Підпружинений клапан з боку більшої ступіні має торцеву конічну поверхню, що у сполучені з торцевою частиною більшої ступіні поршня і утворює камеру, яка має перемінний гідравлічний зв'язок із затрубним простором за допомогою порожнини і радіальних каналів. Між центральним порожнім штоком і корпусом утворена камера нагнітання, призначена для підведення активного рідкого середовища і для посилення повернення підпружиненого клапана. В центральній частині корпуса виконана камера керування для формування коливального процесу мультиплікації, що має постійний гідравлічний зв'язок з камерою нагнітання через осьовий канал. Між зовнішньої поверхнею меншої ступіні підпружиненого клапана і внутрішньою поверхнею корпуса утворена камера зливу, що має постійний гідравлічний зв'язок через радіальний канал із затрубним простором, а між зовнішньою поверхнею меншої ступіні поршня і внутрішньою поверхнею корпуса утворена камера мультиплікації, що має гідравлічний зв'язок із внутрішньою порожниною центрального штока та поперемінний гідравлічний зв'язок через радіальні канали в центральному штоку з камерою нагнітання. Діаметр меншої ступіні поршня виконаний більшим, ніж діаметр меншої ступіні підпружиненогоклапана, корпус мультиплікатора тиску зв'язаний із плоскоструминевою головкою через перехідну деталь. Плоскоструминева головка складається з корпуса, поршня, підпружиненого за допомогою пружних елементів, при цьому поршень має можливість осьового переміщення ковзанням по зовнішній поверхні циліндричної втулки, розташованої на шворневій частині корпуса, причому необхідне зусилля затягування для переміщення поршня регулюється попередньою деформацією пружних елементів через закладну деталь і шайбу за допомогою гайки і визначається величиною тиску в 4808 камері мультиплікації, звідки рідке активне середовище подається по осьових каналах корпуса плоскоструминевої головки і впливає на кільцеву площу на торцевій поверхні підпружиненого поршня, що при переміщенні відкриває радіальний канал, що розширюється, по периметрі для виходу плоских струменів. Але і раніш описаний спосіб має ряд недоліків: - недостатньо ефективно впливає на більш віддалені ділянки пласта (мала ефективність від мультиплікатора, та тому, що генерує плоскоструминевою головкою плоских віялових (вієрних) струменів (див. опис, реферат. [2]). При підвищеному тиску у камері мультиплікатора, а саме в плоскоструминній головці створюється постійний гідравлічний зв'язок із затрубним простором за рахунок обмеження ходу поршня циліндричною втулкою, яка переміщується під впливом підвищеного тиску. Так як камера, що утворена центральним пустотілим штоком і корпусом призначена для підводки рідинного середовища та для підсилення. Крім того, наявність ущільнень і виконання відповідних зазорів у парах тертя, що застосовується лише в гідравліці працюючій на маслі, а не в умовах абразивного середовища, що робить роботу мультиплікатора не можливим у свердловинні. При спрацьовуванні мультиплікатора відбувається "видавлювання" рідини, а не створення кавітаційного потоку. Можливість створення кавітаційного потоку визначається витратою робочої рідини і створюваним тиском у камері мультиплікації. Витрата рідини залежить від об'єму поршня мультиплікатора і швидкості його переміщення в камері мультиплікації - у результаті формується швидкісний потік, швидкість якого значно нижче, швидкості основного потоку рідини від насосного агрегату, що у момент спрацьовування мультиплікатора, зупиняється і не надходить у камеру мультиплікації. Пульсуючий характер течії потоку рідини визначається частотою спрацьовування мультиплікатора. - не забезпечується досить висока швидкість відкриття попередньо навантаженої тиском свердловини (спрацьовування імпульсно-депресивного пристрою), яка повинна бути не менше швидкості розповсюдження фронту хвилі свердловинної рідини, тоді як у ІДП в момент розвантаження свердловини, під навантаженням (тиском) знаходяться підпружинена втулка і плунжер, які у момент розвантаження (відкриття гідрозамка) починають рух, при цьому у штоковій порожнині має місце запізнювання підвищення тиску, що приводить до зниження швидкості спрацьовування плунжера. Зупинка плунжера здійснюється фіксаторами, які закріплені на корпусі, при цьому відбувається його ударне гальмування, що приводить до руйнування самого плунжера, фіксаторів, місць кріплення штока гідроциліндра і плунжера, усе це приводить до виникнення додаткових навантажень на фонтану арматуру, що приводить до її розвороту, руйнування. - неможливо точно та ефективно контролювати процесом спрацьовування плунжера, що приводить не тільки до значних енерговитрат але і до 6 неефективного впливу на привибійну зону пласта (далі ПЗП) свердловини. Найбільш близьким до заявленого способу є спосіб роботи насосно-ежекторної свердловинної імпульсної установки [3] в якому активне середовище подають по колоні насосно-компресорних труб у сопло струминного апарата і відкачують струминним апаратом із пластової зони по колоні насосно-компресорних труб (далі НКТ) пасивне середовище. Перед зазначеними операціями за допомогою вставки, що блокує, встановленої в колоні насосно-компресорних труб, перекривають канали підведення обох середовищ до струминного апарата, приводять пакер у транспортне положення, готують активне середовище, збагачуючи робочу рідину стисненим газом (СО2) в аераторі і за допомогою гідроімпульсного пристрою обробляють активним середовищем присвердловинну підпакерну зону з відводом через затрубний простір пасивного середовища зі свердловини на поверхню. В способі, як гідроімпульсний пристрій використовують основний і з'єднаний з ним передвключений кавітатори, причому основний кавітатор формує швидкісний, пульсуючий, кавітаційний, кільцевий струмінь, який виходить із його конуснокільцевого каналу, а передвключений кавітатор створює зону вторинної кавітації. Після закінчення даної обробки приводять пакер у робоче положення і замінюють вставку, що блокує, на депресивну вставку, ізолюючи один від одного канали підведення активного і пасивного середовищ до струминного апарата, причому відкачку пасивного середовища роблять через систему зворотних периферійних клапанів. Згідно з заявленим способом робочу рідину насосним агрегатом із ємності пропускають через зворотній клапан в аератор, який через другий зворотний клапан з'єднаний із ємністю з стисненим газом (СОг) та направляють насосним агрегатом через вертлюг в НКТ у гідроімпульсний пристрій. Злив робочої рідини зі свердловини здійснюють по лінії зливу (у найближчому аналогу через запобіжний клапан). Спосіб має такі недоліки, які роблять його мало ефективним: 1. Основним кавітатором формується неефективний швидкісний струмінь, так як кавітатор має конусно-кільцевий канал, який спрацьовує з „інерційністю" (миттєво не закривається) тим самим збільшуючи тривалість імпульсу, що негативно впливає на конструкцію свердловини та на якість обробки привибійного пласта. 2. Злив робочої рідини зі свердловини здійснюють через запобіжний клапан, який спрацьовує тільки на налаштований тиск та у визначений час (в залежності від конструкції може бути різним), тим самим не забезпечуючи необхідну швидкість відкриття попередньо навантаженої тиском свердловини, яка повинна бути не менше швидкості розповсюдження фронту хвилі свердловинної рідини. 3. Використання робочої рідини з стисненим газом (СОг) забезпечує появі важкоконтрольованого кавітаційного ефекту, яким практично немож 4808 ливо керувати та прогнозувати ступінь його впливу як на ПЗП так і на НКТ. 4. Управління не централізоване, що робить процес (спосіб впливу на ПЗП), враховуючи всі його позитивні сторони (та використання передових пристроїв) трудомістким та призначеним лише для висококваліфікованих працівників, але і вони не можуть все врахувати та синхронно керувати устаткуванням. Перед корисною моделлю поставлено задачу використовуючи нові зв'язки між відомим і новим обладнанням (устаткуванням, пристроями, засобами), синхронно регулюючи режимом їх роботи та процесом в цілому, створити такий спосіб імпульсно-хвильового впливу на ПЗП свердловини, який дозволив б: - підвищити продуктивність нафтових і газових свердловин, що вводяться в експлуатацію; - забезпечити приємистість нагнітальних свердловин; - сприяти відновленню та підвищенню коефіцієнта продуктивності і початкової проникності свердловин за рахунок відновлення гідродинамічного зв'язку свердловини з продуктивним пластом та забезпечити суттєвий вплив на більш віддалені зони пласта. Вирішується задача, тим що згідно з відомим способом імпульсно-хвильового впливу на привибійну зону свердловини активне середовище насосним агрегатом направляють по колоні насоснокомпресорних труб у струминний апарат і відкачують ним із пластової зони по колоні насоснокомпресорних труб пасивне середовище. Перед зазначеними операціями за допомогою вставки, що блокує, встановленої в колоні насосно-компресорних труб, перекривають канали підведення обох середовищ до струминного апарату. Приводять пакер у транспортне положення, готують активне середовище, збагачуючи робочу рідину стисненим газом (СО2) в аераторі та направляють через вертлюг у гідроімпульсний пристрій. Обробляють ПЗП швидкісним, пульсуючим, кавітаційним, кільцевим струменем, сформованим вихідним конусно-кільцевим каналом основного кавітатора гідроімпульсного пристрою. Через затрубний простір відводять пасивне середовище зі свердловини на поверхню по лінії зливу, яка з'єднана з ємністю. Після закінчення приведеної раніш обробки приводять пакер у робоче положення і замінюють вставку, що блокує, на депресивну вставку, ізолюючи один від одного канали підведення активного і пасивного середовищ до струминного апарату. Відмітимо, що відкачку пасивного середовища роблять через систему зворотних периферійних клапанів, установлених на колоні насоснокомпресорних труб нижче пакера. Згідно з заявленою корисною моделлю спочатку проводять дослідження і аналіз свердловини, наприклад, прозвучуючи навколосвердловинний простір сейсмічними хвилями, які збуджуються приповерхневими джерелами коливань, реєструють вектора зміщень прямих повздовжніх і поперечних хвиль для кожної точки прийому за допомогою трьохкомпонентного сейсмічного профілювання по глибині досліджуваної свердло 8 вини та оброблюють їх кінематичні та динамічні параметри, які вводять до системи керування (ЕОМ, перетворювачі/виконавчі механізми). Визначають системою керування оптимальні режими впливу, наприклад, процес кавітації, тиск спрацьовування, період та кількість циклів впливу депресії-репресії на привибійну зону гідроімпульсним пристроєм, струминним апаратом та гирловим генератором імпульсів, що встановлений на лінії зливу. В робоче середовище разом із вуглекислим газом та водою вводять, наприклад, аміак (ЫНз) і хлористий водень (НСІ), що по своїх термодинамічним властивостям мають, можливість вступати в реакцію між собою. Концентрацію вуглекислого газу, аміаку і хлористого водню та води визначають такою, що реакція виникає лише при утворенні швидкісного пульсуючого струменя. Після чого приводить в дію через перетворювачі/виконавчі механізми гідронасос, гідророзподільники, насосний агрегат та гирловий генератор імпульсів. Замітимо, що ПЗП свердловини обробляють швидкісним, пульсуючим, кавітаційним, кільцевим струменем сформованим вихідним кільцевим каналом гідроімпульсного пристрою у вигляді трубки Вентурі чи сопла Лаваля. Переваги у використанні способу у порівнянні з найближчим аналогом: 1. Попереднє дослідження навколосвердловинного простору сприяє в подальшому найбільш ефективній обробці ПЗП. 2. Введення системи керування (ЕОМ, перетворювачі/виконавчі механізми) та обробка даних дослідження ПЗП свердловини дає можливість економити не тільки енергозатрати, так як вибирається оптимальний режим впливу, а і мінімальні витрати активних компонентів (ИНз, НСІ, СОг), що додаються в робочу рідину, а з цього випливає екологічність способу та мінімальний руйнівний вплив на НКТ. 3. Виконання кільцевого каналу основного кавітатора гідроімпульсного пристрою у вигляді трубки Вентурі чи сопла Лаваля сприяє підвищенню швидкість випускання струменя активного середовища та зменшити тривалість імпульсу. 4. Використання гирлового генератора імпульсів з керуванням від ЕОМ дозволяє в повній мірі використати всі затрачені енерговитрати, використовуючи фізичні процеси, що проходять у свердловині. 5. Добавлення у робочу рідину (необхідну концентрацію) аміаку, хлористого водню сприяє тому, що: - кавітующі парогазові порожнини можуть утворюватися при менш жорстких умовах по тиску або швидкості потоку, - зберігаються порожнини в кавітующому струмені рідини при випусканні струменя гідроімпульсним пристроєм, а також до моменту їхнього зіткнення з поверхнею, що очищається, тобто виключається процес захлопування в пусту; - зберігається здатність до жорсткого захлопування (як і чисто парові порожнини або порожнини з газом, що може, переходити в рідкий стан при стиску, наприклад, СОг) за рахунок хімічної реак 4808 іди, що швидко протікає, з утворенням твердих або рідкофазних продуктів реакції, - зберігається висока індивідуальна ефективність очищення за рахунок вищезгаданого твердого (жорсткого) захлопування, - підвищується ефективність кавітації, за рахунок того, що кавітующі пухирці можуть дати кілька циклів народження - захлопування завдяки виділенню хімічної енергії 6 В цілому робота устаткування (комплексу) забезпечує - ефективне відривання від скелета породи та видалення продуктів забруднення (шламу, парафінів, асфальтено-смолистих речовин та інших часток) та продуктів фізико-хімічних реакцій, - закачування та задавлювання (проштовхуванням) ХІМІЧНИХ розчинів в оброблювальний інтервал пласта з підвищеною КІЛЬКІСТЮ проредагованого розчину у скелеті пласта з продуктами забруднення та їх винесення на поверхню Таким чином, очевидно, що заявлений спосіб містить не лише удосконалення в порівнянні з попереднім рівнем техніки, використовуються нові зв'язки між відомим і новим обладнанням (устаткуванням, пристроями, засобами), синхронно регулюючи режимом їх роботи та процесом в цілому, а значить заявлені технічні рішення відповідають критерію "новизна" Аналіз відомих технічних рішень (аналогів) в досліджуваній галузі дає можливість зробити висновок про відсутність в них ознак, подібних з суттєвими ВІДМІТНИМИ ознаками в заявленому технічному рішенні - способі імпульсно-хвильового впливу на привибійну зону свердловини, та визнати заявлене рішення, як таке що відповідає критерію "винахідницький рівень" Що стосується критерію "промислова придатність", то можна зазначити, що технічне рішення вже впроваджене у виробництво і використовуються як досліджуваний зразок Приведемо перелік фігур, що розкривають суть корисної моделі Фіг 1 Схема обв'язки устаткування й устя свердловини Фіг 2 Схема підключення гирлового генератора імпульсів (ГП) Фіг 3 Положення елементів у момент підвищення тиску у свердловині Фіг 4 Положення елементів після здійснення розрядки свердловини Фіг 5 Положення елементів після розрядки свердловини, при наявності упору, що обмежує переміщення втулки Фіг 6 Схема розміщення обладнання у свердловинні Фіг 7 Гідроімпульсний пристрій Фіг 8 Перетин вихідного кільцевого каналу гідроімпульсного пристрою у вигляді сопла Лаваля Фіг 9 Перетин вихідного кільцевого каналу гідроімпульсного пристрою у вигляді трубки Вентурі Фіг 10 Динаміка зміни тиску на вибої при роботі насосно-ежекторної свердловинної імпульсної установки (комплексу) Перед описом способу зазначимо, що наявність детального опису устаткування (пристроїв, засобів ) введено упереджено, так як без їх опи 10 су неможливо детально описати фізику процесів, що виникають при його здійсненні (у тому числі дати критику аналогам) Насамперед для ефективного впливу на привибійну зону свердловини необхідно зробити дослідження навколосвердловиного простору і проаналізувати отримані данні необхідним обладнанням (умовно позначене на Фіг 1, поз 1) Дослідження і аналіз свердловини проводять, наприклад, використовуючи скін-ефект (заявка України №2003087992 від 26 08 2003), чи прозвучуючи навколосвердловиннии простір сейсмічними хвилями (для спрощення розгляду заявки та поняття суті корисної моделі вказані далі пристрої та устаткування зображено на Фіг 1, блоком 1, описані наприклад, у патенті RU2045079), які збуджуються приповерхневими джерелами коливань (непоказані) Потім реєструють вектора зміщень прямих повздовжніх і поперечних хвиль для кожної точки прийому за допомогою трьохкомпонентного сейсмічного профілювання по глибині досліджуваної свердловини (непоказано) Обробляють ЕОМ 2 кінематичні та динамічні параметри векторів зміщень прямих повздовжніх і поперечних хвиль Для проведення імпульсно-хвильового впливу на привибійну зону свердловини необхідно мати таке устаткування та зв'язок між ним Насосно-ежекторну свердловинну імпульсну установку (Фіг 1), яка призначена для реалізації заявляемого способу імпульсно-хвильового впливу і містить ємність 3 з робочою рідиною та ємності 4 з аміаком та хлористим воднем, насосний агрегат 5, аератор 6, з ємністю 7 із стисненим газом (СО2) Аератор 6, ємність 7 з стисненим газом (СО2) та ємності 4 з насосним агрегатом 5 з'єднані через зворотні клапани 8,9 й утворюють ЛІНІЮ нагнітання Нагнітання в НКТ 10 (Фіг 6) робочої рідини (наприклад, води, СОг, хлористого водню, аміаку) проводиться через вертлюг 11, для того щоб мати можливість ступінчасте або плавно просувати працюючу гідроімпульсну установку вздовж інтервалу перфорації (Фіг 6) при безперервній подачі в НКТ 10 робочої рідини ЛІНІЯ нагнітання також додатково постачена витратоміром 12 (перед ємністю 7), засувкою 13, причому вертлюг 11 зв'язаний через буровий рукав 14 Ущільнення рухомого з'єднання НКТ 10 забезпечується привентером 15 Затрубний простір зв'язаний з ЛІНІЄЮ зливу й ємністю 3, для робочої рідини, через гирловий генератор імпульсів 16 (далі ГП) Гирловий генератор імпульсів (ГП) 16 (Фіг 3-5) містить підключену до затрубного простору через засувку 17, перехідник з трапецеїдальною різзю 18, камеру розрядки 19, яка має вільний ВІДВІД у ємність 3 через зливні отвори 31 (Фіг 5) та перехідники з трапецеїдальною різзю 17, яких по меншій мірі два Місце сполучення перехідників з трапецеїдальною різзю 17 з корпусом 20 (ФігЗ) зміцнене (по краях) упорами 21 (Фіг 5) на одному з яких установлений фіксатор 22 11 4808 12 Перехідник з трапецеїдальною різзю 18 має заглушці 54 зі послідовно з'єднаними: керованим заглибину для підключення, наприклад, манометзворотнім клапаном 47, рукавом високого тиску 48, ра 23 (Фіг.З). двоходовим розподілювачем 49, гідронасосом 55 з запобіжним клапаном 56 та баком 51. Відмітимо, У корпусі ГП 18, наприклад, циліндричному, що перетворювачі/виконавчі механізми : розташована підпружинена пружиною 24 втулка 25 з плунжером 26. 41 - перетворювач/виконавчий механізм для управління гідронасосом 55 та двоходовим розпоЯк зазначалось раніш з боку підпружиненої ділювачем 49; втулки 25 до корпусу ГП 18 прикріплені перехідни42 - перетворювач/виконавчий механізм для ки із трапецеїдальною різзю 17, а з другого боку управління дволінійним розподілювачем 46 з кекорпуса 20 встановлена заглушка 27 (Фіг.4) гідророваним зворотнім клапаном 47 (гідрозамок); циліндра 28 (Фіг.2,3) зі штоком 29. Заглушка 27 закріплена таким чином, що утворює вакуумну 43 - перетворювач даних від манометра 57 камеру ЗО, у якій шток 29 гідроциліндра 28 закріп(Фіг.2) (може бути заміненим цифровим манометлений на плунжері 26. ром). Керування зворотнім клапаном 47 (гідрозамок) Необхідно відмітити, що у корпусі 20 виконані здійснюється дволінійним розподільником 46, з'єдзливні отвори 31 (Фіг.5) таким чином, що при однаним з однієї сторони з штоковою порожниною ному із положень плунжера 26 та втулки 25 відбу44, а з іншої з порожниною керування клапаном 47 вається вільний дренажний відвід пасивної рідини (непоказана). (активна рідина, що вийшла із свердловини) у ємність 3 (Фіг. 1). Зливні отвори 31 будуть максимаДо штокової порожнини приєднаний гідроакульно відкриті і сполучені з камерою розрядки 19, мулятор 58, по меншій мірі один. відводами з трапецеїдальною різзю 17 завдяки Насосно-ежекторна свердловинна імпульсна тому, що хід втулки 25 обмежено фіксатором ходу установка (Фіг.6) крім того містить колону насосно22. компресорних труб (НКТ) 10 й установленими на колоні струминний апарат з комплектом вставок Відвід поршня 32 гідроциліндра 28 у положен59, пакер 60, блок зворотних клапанів 61, гідроімня коли він ущільненням 33 (Фіг.4) ввійде у втулку пульсний пристрій 62 й глибинний свердловинний 25 здійснює управляючий контур (а) (Фіг.2), який манометр 63. крім того налаштовує ГП 16 на необхідний (розрахунковий) тиск спрацьовування плунжера 26 (неДля наочності приведемо короткий опис гідрообхідний період та кількість циклів роботи), наприімпульсного пристрою 62, що складається з пеклад, який співпадає з тиском спрацьовування редвключеного та основного кавітаторів. клапан(а)ів насосного агрегату 5. Основний кавітатор має корпус 64, напрямну 65, втулку 66 з конусним отвором й кільцеву заРозрахунок оптимального режиму роботи усглушку 67, яка підпружинена тарілчастими пружитаткування (комплексу) в цілому здійснює ЕОМ 2, нами 68. яка подає сигнали керування/зчитування на перетворювачі/виконавчі механізми 34, 35, 36, 37. Передвключений кавітатор виконаний у вигляДе 34 - перетворювач/виконавчий механізм ді циліндричної втулки 69, яка для з'єднання з НКТ для керування ГП 16; має перехідник 70. Втулка 66 з підпружиненою кільцевою заглушкою 67 на зовнішніх й внутрішніх 35 - перетворювач/виконавчий механізм для бокових поверхнях утворюють кільцеві канали у керування насосним агрегатом 5; вигляді труби Вентурі 71 (Фіг.8 ) чи сопла Л аваля 36 - перетворювач/виконавчий механізм, який 72 (Фіг.7). Напрямна 65 з корпусом 64 утворюють перетворює данні, що взяті від витратомірів 12, 38, прохідні канали й закріплена в корпусі 64 цилінд39 у прийнятний для ЕОМ 2 вид (цифровий код) та ричною втулкою 69 й втулкою 66 з конусним отвокерує виконавчим механізмом витратою робочої ром. рідини із ємностей 7 (з СО2), 3 (з концентрату води та аміаку і хлористого водню), 4 (з аміаку та хлоПідпружинена кільцева заглушка 67 з напрямристого водню); ною 65 виконана з можливістю переміщення. Напрямна 65 постачена хвостовиком 73 із трубною 37 - перетворювач, який перетворює данні, що нарізкою, що дозволяє підвісити трубу з заглушвзяті від концентратоміра та датчика температури кою, усередині якої розміщається глибинний свер(40). дловинний манометр-термометр (непоказано) для Перетворювачі/виконавчі механізми (та перезамірів тиску та температури в процесі роботи творювач) є відомі для спеціаліста, але приведемо установки. опис одного, наприклад, перетворювача/виконавчого механізму 34, який включає перетворювачі/виконавчі механізми 41, 42, 43, що під'Циліндрична втулка 69 передвключеного кавієднанні до управляючого контуру (а). татора, встановлена по ходу потоку перед основУправляючий контур (а) (Фіг.2) можна умовно поним кавітатором, і має на зовнішній боковій поверділити на два контури: хні кільцеві виточки 74, що утворюють кільцеві трубки Вентурі з внутрішньою поверхнею обсадних 1-й контур, який зв'язує штокову порожнину гітруб. дроциліндра 44 (Фіг.5) через патрубок 45 (Фіг.З) та керується дволінійним розподільником 46 з кероСпосіб роботи насосно-ежекторної свердлованим зворотнім клапаном 47, який керує відводом винної імпульсної установки реалізується таким рідини через рукав високого тиску 48, двоходовий чином: розподілювач 49, фільтр 50 в бак 51 (див. Фіг.2); 1. Проводять дослідження і аналіз навколо2-й контур, який з'єднує клапану порожнину 52 свердловинного простору сейсмічними хвилями, (Фіг.З) гідроциліндра 28 через канал 53 (Фіг.5) у які збуджуються приповерхневими джерелами 13 4808 14 коливань, реєструють вектора зміщень прямих виконані у вигляді труби Вентурі 71 (Фіг.8 ) чи сопповздовжніх і поперечних хвиль для кожної точки ла Лаваля 72 (Фіг.7) з навколотрубним простором. прийому за допомогою трьохкомпонентного сейсУ момент витікання активного середовища в кільмічного профілювання по глибині досліджуваної цевих каналах (завдяки тому, що канали виконані свердловини та ведуть обробку їх кінематичних та у вигляді труби Вентурі чи сопла Лаваля (Фіг.7, 8)) динамічних параметрів. Вказане досліджування створюється зона пониженого тиску та підвищудозволяє установити реологічні і поглинаючі пається його швидкість витікання (згідно з законом раметри пористо-тріщинуватих пластів, розкритих Бернуллі), а як наслідок падає тиск нагнітання нарозвідувальною свердловинною, і одержувати сосного агрегату 6, який разом з зовнішнім підвидостовірну інформацію про фізико-механічний щеним тиском рідини в затрубному просторі на стан гірських порід в навколосвердловинному проповерхню кільцевих каналів 71 чи 72 та зусиллям сторі з урахуванням істотної диференціації нафтопружин 68, повертають заглушку 67 в початкове газових покладів за реологічними властивостями. положення (відбувається миттєве перекриття потоку). Далі цикл повторюється - створюються 2. Результати досліджень обробляють (дані в пульсації за рахунок "розгойдування" кільцевої п.1)вЕОМ2. заглушки 67, при цьому зменшується тривалість 3. Програмним продуктом, що містить ЕОМ 2, імпульсу. проводиться розрахунок оптимального режиму роботи устаткування (комплексу), а саме: Таким чином формується високошвидкісний, пульсуючий кавітаційний кільцевий струмінь, - температури робочої рідини; спрямований перпендикулярно на внутрішню по- концентрації у робочій рідині аміаку, хлорисверхню обсадної труби, яка створює ударні імпутого водню та СОг (активного середовища), вміст льси й вібрації тиску, що формують ударні гідрояких достатній для утворення реакції лише при динамічні хвилі тиску, які поширюються по виникненні швидкісного, кавітаційного, пульсуючотвердому кістяку пласта й у його пористій структуго струменя; рі, при цьому витікає вільно затоплений струмінь, - оптимального навантажуючого тиску насосякий взаємодіє з поверхнею обсадної труби приним агрегатом 5; водить до виникнення парових порожнин і буль- періодичність спрацьовування плунжера 26 башок газової фази (кавітаційні порожнини) різного ГП 16; розміру - внаслідок розривів цільності потоку рідита інші необхідні для роботи пристроїв данні. ни, а також завдяки тому що робоча рідина наси4. За допомогою вставки (непоказана), що чена сумішшю, яка містить таку концентрацію аміблокує, встановленої в колоні насосноаку, хлористого водню, СОг та води, що в момент компресорних труб, перекривають канали підвевиникнення високошвидкісного, кавітаційного дення обох середовищ до струминного апарата струменя у активному середовищі проходить реа59, приводять пакер 60 у транспортне положення, кція вказаної раніше суміші, яка сприяє додаткояке не перешкоджає перетіканню пасивного серевому створенню кавітаційних порожнин. довища між підпакерною і надпакерною зонами. 5. Подають під тиском у насосно-ежекторну Цей феномен можна пояснити так: установку, по колоні НКТ 10 активне рідке середоАміак і хлористий водень досить швидко реавище, перемішане аератором 6 у який робоча рігують між собою з утворенням твердих і/або ріддина та суміш з аміаку, хлористого водню подакофазних продуктів реакції: ється насосним агрегатом 5. В цей же час із ІМНз(газ)+НСІ(газ)=МН4СІ (тверда фаза). Ця власємності 7 з стисненим газом (СОг), в робочу каметивість дозволяє керувати процесом захлопування ру ежектора під тиском, наприклад, ЮМПа подакавітаційних пухирців для того, щоб одержати макється СОг. симальний ефект. Швидкість реакції при заданій температурі є функцією тиску і залежить від при6. Під тиском активне рідке середовище по косутності інших речовин, що прискорюють або сполоні 10, струминному апараті 59, пакера 60, блоку вільнюють реакцію, зокрема від концентрації СОг. зворотних клапанів 61 надходить у гідроімпульсЦе дає можливість підібрати такі умови, при яких ний пристрій 62, установлений нижче перфорації реакція практично не йде, поки на пухирець діють привибійної зони. зусилля розтягу і починається при стискуванні пуПід дією тиску робочої рідини закритий їй прохирця, тобто коли він знаходиться на внутрішній хід через блок зворотних клапанів 24 в затрубний поверхні обсадної труби. простір. Активне середовище прискорюючись та затоПродукт реакції NH4CI тверда речовина, що рможуючись в передвключеному кавітаторі (ретестримує (гальмує) захлоплювання, а перехід газ льно перемішується), проходить через внутрішню тверде тіло викликає прискорений ріст тиску, тобто порожнину перехідника 59, циліндричну втулку 69, посилення гідравлічного удару на ПЗП та чистячий прохідні канали, що утворені корпусом 64 і напряефект на поверхні. мною 65 та надходить у порожнину утворену конуРегулювання змісту СОг дозволяє, з одного сним отвором втулки 66 і кільцевою заглушкою 67 боку, керувати швидкістю (сповільнювати) реакції, котра підпружинена тарілчастими пружинами 68. з іншого боку - СОз також може реагувати з NH3, Під дією тиску активного середовища та через що дозволяє в деяких випадках зменшити вміст розтискне зусилля, яке створюють пружини 68 у НСІ. Непрореаговані в момент першого захлоплюпорожнині (між втулкою 66 і кільцевою заглушкою вання газоподібні компоненти (NH3, НСІ, СОг) не 67) підвищується тиск і кільцева заглушка 67 пороблять стримування розвиткові гідравлічного чинає переміщатися, у результаті утвориться гідудару, тому що усі вони при робочих температурах равлічний зв'язок між кільцевими каналами, котрі 15 4808 16 очищення при підвищенні тиску більш бОатм на необхідний тиск спрацьовування) При цьому скраплюються гідронасос 55 через двоходовий розподільник 49, Відомо, ЩО ІНОДІ кавітаційні пухирці можуть пірукава високого тиску 48 та керований зворотній сля першого захлоллювання виникнути знову і клапан 47 нагнітає рідину через канал 53 у поршпровести додаткове очищення оброблюваної поневу порожнину 52 гідроциліндра 28, при цьому верхні (поверхонь) Пухирці з доданими ХІМІЧНО дволінійний розподільник 46 у закритому полоактивними газами мають велику імовірність повтоженні Рідина виштовхує поршень 32 гідроциліндрного виникнення за рахунок виділення тепла реара разом з закріпленим на ньому штоком 29, який кції і наступного захлоплювання, що сприяє подапереміщуючись у заглушці 27 переміщує плунжер льшому збільшенню ефективності впливу 26 у робоче положення, при якому збільшується При подальшому русі робочої рідини по затруоб'єм вакуумної порожнини ЗО - плунжер 26 ущільбному просторі рідина надходить у кільцеві виточнюючим кінцем 33 заходить у втулку 25 Таке поки 36 циліндричної втулки 69 передвключеного ложення плунжера герметизує зливні отвори 31 кавітатора, які утворюють із внутрішньою поверх(Фіг 5) камери розрядки ЗО, а значить і обсадну нею обсадної труби кільцеві трубки Вентурі в реколону або її бічний відвід (Фіг 3) зультаті відбувається розриви суцільності потоку При величині тиску в усті, у момент максимарідини на кільцевих виточках та зміна швидкісного льного стискання рідини, РНад>РпдР/2, переключанапору в газорідинному середовищі, що сприяє ється розподільник 49 керуючим сигналом від створенню парових порожнин і бульбашок газової ЕОМ 2, при цьому підвищується тиск в штоковій фази по всій його довжині та їх захлопування, яке порожнині 44 (Фіг 5) гідроциліндра 28, а в гідросупроводжується утворенням спрямованих струмакумуляторі 58 накопичується рідина, тоді як у ків рідини, які мають величезну кінетичну енергію вакуумній порожнині ЗО створюється додаткове При цьому виникають численні гідравлічні удари, зусилля тим самим підвищуючи швидкість спрачастота й амплітуда яких визначається будовою цьовування плунжера 26 Далі відбувається відпарових порожнин й концентрацією газової фази в криття ДВОЛІНІЙНОГО розподільника 46 подачею рідині, що робить додатковий вплив на привибійну керуючого сигналу від ЕОМ 2, при цьому із поршзону пласта невої порожнини 52 рідина різко витікає (спрямо7 Пласт знаходиться під репресією При досявується) в бак 56 через ДВОЛІНІЙНИЙ розподільник гненні визначеного тиску в затрубному просторі 46, рукава високого тиску 48, двоходовий розподі(визначається, наприклад, через перетворювач 43 льник 49 та фільтр 50 Після чого конструктивно від манометра 57, Фіг 2) спрацьовує ГП 16 від кез'єднані поршень 32 із плунжером 26 під дією розруючого сигналу ЕОМ 2 (Фіг 1) тискного зусилля пружини 24, свердловинного ГП 16 проводять депресійний вплив на ПЗП тиску, а також від зусилля вакуумної порожнини ЗО свердловини у два режими та від того, що штокова порожнина 44 разом із - оберненого пдроудару, гідроакумулятором 58 знаходиться під максималь- різкого відкриття попередньо навантаженої ним робочим тиском - різко переміщується на детиском свердловини яку відстань (Фіг 4) відкриваючи на невеликий Вибір режиму впливу залежить,як зазначапроміжок часу свердловину При цьому рідина з лось раніш, від вибраного (на основі аналізу навеликою швидкістю почне переміщуватись в утвовколосвердловиного простору) ЕОМ 2 оптимальреному зазорі між плунжером 26 і втулкою 25 у ного режиму впливу камеру розрядки ЗО (через отвори 31, Фіг 5) звідки А величину тиску спрацьовування ГГ 116 підвона направляється до ємності 3 (Фіг 1) бирають [4], виходячи з того, що Втулка 25 під дією зусилля пружини і гідравлі- частота власних коливань стовбура свердлочного тиску в свердловині також переміститься на винної рідини визначається надлишковим тиском деяку величину (що забезпечується конструкцією) на усті (Рнад), глибиною свердловини (L), модулем і різко зістикується з плунжером 26, а саме з його пружності рідини (Е), ущільнювачем 33 Різке перекриття потоку рідини - значення депресії в привибійній зоні свердзі свердловини викликає зворотний пдроудар, що ловинної рідини (Р) визначається величиною надбуде поширюватися в свердловину і впливати на лишкового тиску на усті (Р над ), який дорівнює привибійну зону (Р=2Рнад), Другий режим роботи ГП 16 (Фіг 2), який також - при величенні надлишкового тиску на усті керується ЕОМ 2, що подає сигнали на відкриття Рнад>РПдр/2 (де Рпдр - гідростатичний тиск) в привисвердловини, яка попередньо навантажена розрабійній зоні, при розвантаженні (спрацьовуванні ГП хунковим тиском, при цьому плунжер 26 перемі16) устя, величина депресії досягає величини гідщується під навантаженням (свердловинним тисростатичного тиску (Рпдр), що тим самим спричиком) на відстань на яку дозволяє переміститись няє утворення розриву суцільності потоку рідини конструктивне виконання гідроциліндра 28, а пета розвантаження реміщення втулки 25 обмежується фіксатором 21 Перший режим роботи ГП 16 Керуючим сиг(Фіг 5) - тобто забезпечується постійний відкритий налом від ЕОМ 2, що подається на перетворюзв'язок свердловини з камерою розрядки ЗО і ємнівач/виконавчий механізм 41 для управління гідростю 3 (Фіг 1) У затрубному просторі створюється насосом 55 та двоходовим розподільником 49 і на хвиля пониженого тиску При досягненні хвилі поперетворювач/виконавчий механізм 42 для управниженого тиску вибою, тиск рідини на вибої виявління керованим зворотнім клапаном 47, що зв'яляється нижче тиску пароутворення робочої рідизаний із ДВОЛІНІЙНИМ розподільником 46, плунжер ни тому у цьому МІСЦІ починається пароутворення 26 приводять у робоче положення (налаштовують З рідини виділяються бульбашки пари, слідом за 4808 18 17 якими відбувається порушення суцільності потоку Устаткування опускалось до ПЗП на технолорідини. гічному НКТ В-73 - Р105 ГОСТ633-80. Свердловина заповнювалась водою. Завдяки наявності рідини в порах свердловини та створювання керованого імпульсно1.Вплив на ПЗП гідроімпульсним пристроєм 51 депресивного навантаження на свердловину (ГП (Фіг. 10, де "Р" - тиск рідини на вибої свердловини, 16), яке змінне як у часі так і по величині (з різним МПа; "t" - загальний час впливу на ПЗП устаткунагнітаючим тиском) виникають (ефективні) мехаванням). Режим роботи устаткування: нічні зрушення (можна сказати заданої величини) витрати рідини насосного агрегата, в пористому середовищі, які поширюються в прил/с 8,5 вибійній зоні пласта приводячи до розщільнення тиск насосного агрегату перед аеракальматуючого матеріалу і глинистих включень, тором, МПа 40 від стінок порових каналів, тим самим відокремтиск насосного агпегату після аепалюючи забруднюючі їхні частки, котрі внесені в топом. МПа ЗО пори як на стадії буріння свердловини (частки бувитрати добавлених хімічних речовин, рового розчину), так і на стадії експлуатації свердл/л(води) ловини (глушінні свердловини й інших операцій). СО 2 . не більш 0,88 Виникаючі імпульси тисків розкривають приаміак (NH3) .не більш 0,526 родні колектора й сприяють виникненню нових хлористий водень (НСІ) не більш 0,71 тріщин, які мають підвищену гідропровідність, що тиск подання хімічних речодозволяє піддавати ударним навантаженням вин, МПа. 25 більш віддалені від вибою ділянки пласта. швидкість кільцевого струмеНакладаючись одна на одну ударні хвилі фоня, м/с. .не менше 147 рмують у пористому середовищі привибійної зони частота пульсації струменя, свердловини нерівномірне поле тиску, під впливом Гц .20. якого відбувається очищення пор від осаду, роз2. Вплив на ПЗП гирловим генератором імпуширення й закріплення тріщин. льсів 16 (Фіг. 10) Режим роботи устаткування: 8. При закінченні обробки зворотною промивтиск активної рідини на гирлі свердлокою підіймають вставку, що блокує. Приводять вини, МПа 10 пакер в робоче положення, а в струминному апачастота створюваних коливань стовбураті 59 встановлюють депресивну вставку. ра рідини свердловини,Гц. 0,162 період коливань стовбура рідини сверМонтують фонтану арматуру. Потім шляхом дловини.с 6 прокачки активного середовища через струминний апарат 59 в привибійній зоні створюють депресію, 3. Вплив на ПЗП струминним апарат 59 викликаючи приплив пластового флюїду із пласта (Фіг.10) Режим роботи устаткування: та вимиваючи таким чином із привибійної зони глибина спуску струминного апарату, м. 1850 кольматанту. витрати рідини насосного апарату, л/с. 8,5 тиск насосного агрегату перед аератоВідкачування чергується з циклічним впливом ром, МПа. 20 на пласт в режимі депресія-репресія та з реєстракоефіцієнт ежекції струминного апарату. 0,1 цією індикаторних кривих та кривої поновлення Проведений вплив дозволив отримати при(падіння) тиску різної тривалості. Проводять відкаплив нафти з початковим дебітом 0,8м3/добу. чку середовища через зворотні клапани 61. Приклад імпульсно-хвильового впливу на приПриведений спосіб імпульсно-хвильового вибійну зону свердловини: впливу на ПЗП свердловини з використанням приведеного устаткування (комплексу) і його графічні В свердловині: матеріали не є вичерпними, а надані лише для глибиною, м 2000 детального ознайомлення з способом та пристровнутрішнім діаметром експлуаями, які в ньому застосовуються і не являються таційної колони, м 0.127 обмежуючими суті корисної моделі. Можливо виЯку було визначено непродуктивною, з початкористання нових зв'язків між устаткуванням та їх ковим дебітом "0". модернізація, яка, проте, не буде виходити за об'Проводять дослідження та аналіз навколосвеєм заявлених домагань, що відображений у описі, рдловинного простору (див. опис), після яких виформулі та графічних матеріалах. значають режими роботи устаткування. 4808 20 19 Література: 3. Заявка України №2003087992 від 1. А. П. Кічігін, Єгер Д. О. "Канонічні ансамблі в 26.08.2003. процесах інтенсифікації видобутку нафти" - К.: 4. Балашканд М. И., Чен О. Л., Шевелев В. А. Техніка, 2002. ст. 153, фіг. 9.11. Невзрывные источники импульсных воздействий в 2. RU № 2206730. геофизике// НТВ «Каратажник». Тверь: Изд АИС.2003.Вып.Ю6. С.200-213. Фіг. 1 Фіг. 2 €9 ШІ zs Z£ \Z 24 4808 73 д-д Фіг. 8 Д-Д 71 Р,МІЇй ОО 00(03.02 J04 00 00