Спосіб розриву пластів тиском стисненого газу і пристрій для його здійснення

1 Спосіб розриву пластів тиском стисненого газу, що включає очищення свердловини в інтервалі перфорації, заміщення внутрішньосвердловинного флюїду водою, спуск в свердловину герметичного контейнера, заповненого ХІМІЧНОЮ речовиною, розміщення його в інтервалі обробки, руйнування контейнера, змішування хімічної речовини з водою та реакція між ними, який відрізняється тим, що ХІМІЧНО активною речовиною є металоорганічна сполука високої реакційної здатності, яка реагує з внутрішньосвердловинною водою, утворюючи газоподібні продукти, які, заповнюючи обмежений об'єм зони реакції і знаходячись під високим тиском, що значно перевищує МІЦНІСТЬ порід привибійної зони свердловини, розривають пласт, утворюючи в ньому мережу штучних тріщин і порожнин, що мають високу фільтраційну проникність і сприяють збільшенню дебіту свердловини 2 Пристрій для розриву пластів тиском стисненого газу, який складається з циліндричного контейнера, заповненого ХІМІЧНО активною речовиною, детонуючого шнура з ініціатором вибуху, з'єднаного з кабельним наконечником і натяжним вантажем, який відрізняється тим, що корпус контейнера виготовлений з міцного крихкого матеріалу і має центраторні ребра з протиударними штабками та отворами для його фіксації по осі свердловини і закріплення детонуючого шнура 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що діаметр контейнера в 1,25-1,65 рази менший діаметра свердловини 4 Пристрій за пп 2, 3, який відрізняється тим, що корпус контейнера обкручений детонуючим шнуром з ініціатором вибуху, з'єднаним з каротажним кабелем спуско-піднімального пристрою 5 Пристрій за пп 2-4, який відрізняється тим, що контейнер з металоорганічною сполукою розміщений між рухомими пакерами ю о> ю Винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до способу розриву пластів для підвищення притоку до нафто-газових, артезіанських, геотермальних та інших свердловин Відомий спосіб розриву пластів продуктами горіння порохових зарядів, який базується на утворенні тріщин розриву під розклинюючою дією струменів порохових газів чи рідини [1] Недоліком цього способу є те, що при його застосуванні в свердловині створюється тиск 500600 атм, що дає змогу створити тріщину довжиною 10-15 м з розкриттям 1 см Існує свердловинний акумулятор тиску (АДС), в якому порохові заряди акумуляторів тиску є елементами з загерметизованою спіраллю розжарювання [1] Недоліком цього пристрою є складність конструкції, велика металоємкість і низький тиск, створений в свердловині, близько 150-300 кг/см2 ю Відомий бзкорпусний пороховий генератор тиску ПГД-БК, який складається з декількох порохових зарядів масою до 10 кг кожен, що з'єднуються між собою за допомогою герметичних опорних труб Пороховий запалювач з електрозапалом розміщується в наконечнику, а в середині кожного порохового заряду в опорній трубці розміщені додаткові порохові підпалювачі [1] Недоліком цього пристрою є низький тиск, створюваний в свердловині (500-600 атм) і те, що при його застосуванні утворюється невелика КІЛЬКІСТЬ вертикальних тріщин або горизонтальна по лінії напластування В основу винаходу поставлено задачу створення такого способу розриву пластів тиском стисненого газу, в якому шляхом очищення свердловини від внутрішньосвердловинного флюїду і заміщення його на воду, подання в інтервал обробки металоорганічної сполуки, розміщеної в CO 43595 спеціальному пристрої, досягти створення в межах продуктивного інтервалу свердловини осередку високого тиску газоподібних продуктів, здатних зруйнувати привибійну зону свердловини і утворити в ній розгалужену мережу тріщин високої гідро- чи газопровідності, чим забезпечиться зростання притоку флюїду до свердловини та підвищиться її дебіт Задача вирішується тим, що свердловина в інтервалі перфорації звільняється від внутрішньосвердловинного флюїду і заповнюється водою, як одним із реагентів для протікання хімічної реакції Задача досягається тим, що в інтервал продуктивного пласта в спеціальному пристрої спускається металоорганічна сполука (МОС) високої реакційної здатності, яка при руйнуванні контейнера швидко змішується з присутньою в свердловині водою і реагує з нею з виділенням газоподібних продуктів, які, займаючи обмежений об'єм зони реакції, знаходяться під високим тиском, здатним зруйнувати продуктивний пласт, створивши в ньому систему розгалужених тріщин високої проникності В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення відомого пристрою шляхом виготовлення корпусу у вигляді циліндричного контейнера з міцного, але крихкого матеріалу (наприклад, ситалу), оснащеного центраторними ребрами з протиударними штабками та отворами, діаметр якого в 1,25 1,65 менший діаметра свердловини, заповнення його хімічно-активною речовиною металоорганічною сполукою, оперезання відрізком спірально навитого детонуючого шнура з ініціатором вибуху та розміщення між двома рухомими пакерами забезпечити створення в межах продуктивного інтервалу свердловини осередку високого тиску газоподібних продуктів (насичених вуглеводнів), здатних зруйнувати привибійну зону свердловини і створити в ній розгалужену мережу тріщин високої проникності, що забезпечить зростання притоку флюїду до свердловини чим сприятиме підвищенню її дебіту Задача вирішується тим, що корпус контейнера виготовляється з міцного але крихкого матеріалу (наприклад, ситалу) і оснащується центраторними ребрами з протиударними штабками, що дає змогу надійно доставити контейнер безпосередньо в зону обробки і легко зруйнувати його в Задача вирішується ще й тим, що з обох КІНЦІВ контейнера встановлюють рухомі пакери, завдяки яким регулюється об'єм зони реакції, що дає змогу змінювати тиск газів в зоні обробки свердловини в процесі реакції На фкресленні 1 представлена схема пристрою для розриву пластів тиском стиснених газів, що складається з циліндричного контейнера 1, оснащеного центральними ребрами 2 з протиударними штабками 3, оперезаного відрізком детонуючого шнура 9, з'єднаного з кабельним 4, до якого приєднується кабель 5 Контейнер заповнений металоорганічною сполукою 6 Над контейнером і під ним розташовані зйомні рухомі пакери 7 В нижній частині пристрою знаходиться вантаж 8 До детонуючого шнура приєднано ініціатор вибуху 10 Технологія проведення робіт по розриву пластів тиском стисненого газу така Свердловину звільняють від внутрішньопластового флюїду і заміщують його водою Після ЦЬОГО на кабелі 5 під дією вантажу 8 в свердловину на необхідну глибину спускають пристрій-контейнер 1 з металоорганічною сполукою 6 При допомозі ініціатора вибуху 10 підривається детонуючий шнур 9, який руйнує контейнер 1, і МОС, яка знаходиться в контейнері, швидко змішується з внутрішньосвердловинною водою і бурхливо реагує з нею з виділенням газоподібних продуктів - насичених вуглеводнів, які, завдяки верхньому і нижньому пакерам 7, знаходяться в обмеженому об'ємі під високим тиском Під ДІЄЮ тиску руйнується привибійна зона свердловини, в якій утворюється розгалужена мережа тріщин і пустот, що сприяє підвищенню дебіту свердловини Вибір типу МОС дає змогу регулювати тиск газів в зоні реакції При застосуванні мультирадикальних сполук (наприклад, триметилалюмінію) реакція відбувається за формулою (СНз)зАІ + ЗН2О = ЗСН4 + АІ(ОН)3 Об'ємний баланс продуктів ракцм такий продуктів і 1 Об'єм триметилалюмінію V= МІСЦІ призначення Задача вирішується ще й тим, що корпус контейнера оперезується відрізком спірально навитого детонуючого шнура з ініціатором вибуху, що дає змогу зруйнувати контейнер в потрібному МІСЦІ, та в потрібний час і забезпечити перемішування ХІМІЧНИХ реагентів Задача досягається тим, що діаметр контейнра в 1,25 1,65 рази менший від діаметра свердловини і визначається в залежності від співвідношення молярних мас реакції металоорганічної сполуки з водою Задача досягається ще й тим, що як хімічноактивна речовина використовується металоорганічна сполука високої реакційної здатності, яка взаємодіє з водою з виділенням газоподібних продуктів - насичених вуглеводнів Вибір типу МОС дає змогу регулювати тиск газів вихідних 72 = 0,752 95,7 см ; 2 Об'єм води - 54 см , 3 Об'єм гідроокису алюмінію, який утворився під час реакції V= 7 8 2,42 = 32,2 см 3 , 4 Об'єм, який займає газ 95,7 + 5 4 - 3 2 , 2 = 117,5 см 3 Тиск в газі pVT = const, Cp = 35,71, Ср-8,31 = 1,30, 43595 117,5 Тобто, при застосуванні мультирадикальних сполук тиск в зоні реакції сягає 3800 атм, що в 5 6 разів більше, ніж при вибусі порохових генераторів тиску типу ПГД-БК, а при використанні монорадикальних сполук величина тиску в 35 40 разів перевищує тиск, одержаний при застосуванні ПНД-БК, і становить більше 2,35 ГПа = 384,2МПа Якщо застосовувати монорадикальні сполуки, такі як СНзЦ CbbNa тощо, то тиск газів в зоні реакції буде С1-Ы-1 + ЬЬО = СН4+ LiOH 22,4-10Р = 1. 9,68 Михалюк А В Торпедирование и импульсный гидроразрыв пластов - Киев Наук думка, 1986 - 2 0 8 с = 2364,2 МПа Я 7 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3