Спосіб внутрішньопластової вибухо-хімічної обробки привибійної зони свердловини і торпеда для його здійснення

1 Спосіб внутрішньопластової вибухо-хімічної обробки привибійної зони свердловини, що включає в себе послідовне ін'єктування в привибійну зону свердловини ХІМІЧНО активних речовин, який відрізняється тим, що в збезводнену привибійну зону свердловини в імпульсному режимі нагнітається ацетилхлорид, що заповнює її порово-тріщинний простір, в який при допомозі спеціальної торпеди ін'єктується пероксид водню 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що перед нагнітанням ацетилхлориду в поровотріщинний простір привибійної зони свердловини ін'єктують розчин полімерів або пдрогелю, або самогенеруючі піни 3 Торпеда для внутршіньопластової обробки привибійної зони свердловин, яка складається з корпусу з вихідними отворами, в якому розміщені розосереджені порохові заряди і заряд бризантної вибухової речовини з ініціаторами вибуху, з'єднаними з кабельним наконечником, яка відрізняється тим, що ВИХІДНІ отвори знаходяться в центральній частині корпусу торпеди, порохові заряди розміщені в нижній й верхній частинах корпусу, а між зарядами і вихідними отворами розташовані контейнери з пероксидом водню, заряд бризантної вибухової речовини знаходиться в будь-якій робочій частині торпеди 4 Торпеда для внутрішньопластової обробки привибійної зони свердловин, яка складається з корпусу з вихідними отворами, в якому розміщені розосереджені порохові заряди і заряд бризантної вибухової речовини з ініціаторами вибуху, з'єднаними з кабельним наконечником, яка відрізняється тим, що ВИХІДНІ отвори знаходяться в нижній і верхній частинах торпеди, а пороховий заряд міститься в центральній частині корпусу, між пороховими зарядами і вихідними отворами розташовані контейнери з пероксидом водню, заряд бризантної вибухової речовини розміщується в будь-якій робочій частині торпеди ю ю со Винахід відноситься до нафтовидобувної промисловості, зокрема до способів впливу вибуХО-ХІМІЧНИМИ методами на привибійну зону свердловини (ПЗС) в магматичних, карбонатних або терригенних породах Існує спосіб підвищення флюїдовіддачі продуктивного карбонатного пласта, який включає в себе подачу в пласт водню з метою створення його твердих розчинів при взаємодії з карбонатними породами Після ЦЬОГО В пласт подається соляна кислота і підривається заряд вибухової речовини (ВР) [1] Недоліком цього способу є те, що при його застосуванні технологічний вибух відбувається безпосередньо в свердловині, що може призвести до и руйнування, цей спосіб можна застосовувати лише в карбонатних породах ю Відомий спосіб впливу на привибійну зону свердловини, який полягає в слідуючому в свердловину спускають герметичний контейнер, заповнений ХІМІЧНО активною речовиною натрієм, при порушенні герметичності контейнера натрій вступає в термохімічну реакцію з водою, присутньою в свердловинній рідині Одержаний реагент - луг за рахунок енергії реакції продавлюється в продуктивний пласт [2] Недоліком відомого способу є неможливість створення мережі штучних тріщин, при його застосуванні можна лише очистити від забруднення існуючі пори і тріщини ПЗС Недоліком цього способу є ще й те, що перед порушенням герметичності контейнера доводиться ізольовувати пакером ПЗС від міжколонного простору 43554 Найбільш близький до запропонованого є спосіб впливу на привибійну зону пласта, який включає закачування рідини (лугові відходи нафтопереробки) в інтервал перфорації свердловини та підривання порохового заряду в стволі свердловини, перед підриванням порохового заряду рідина витісняється в привибійну зону пласта вибухонебезпечною газоповітряною сумішшю, яка подається в пласт насосно-компресорними трубами Механізм дії способу базується на взаємодії складових компонентів лугового відходу нафтопереробки з пластовими рідинами і газом [3] Недоліком цього способу є необхдність застосування насосно-компресорного обладнання, а застосування газоповітряної суміші може спричинити небажаний вибух Недоліком цього способу є ще й те, що радіус обробки ПЗС при його застосуванні невеликий Відомий апарат для гідроімпульсного розриву пластів, який працює таким чином На робочій глибині відбувається ініціювання порохових зарядів Гази, які при цьому утворюються, діють на поршень, що призводить до руху рідину розриву, яка поступово прискорюючись, утворює високошвидкісний струмінь, що витікає з сопла [4] Недоліком відомого апарата є те, що при його застосуванні утворюється лише одна тріщина В основу винаходу поставлено задачу створення такого способу внутрішньопластово вибухо-хімічної обробки привибійної зони свердловини, в якому шляхом імпульсного нагнггання в тріщинно-поровий простір привибійної зони свердловини ацетилхлориду, ін'єктування в нього за допомогою спеціальної торпеди пероксиду водню, одержання при їх взаємодії вибухової речовини - пероксиду ацетилу, ініціювання одержаної вибухової речовини із затримкою на час проходження хімічної реакції вибухом заряду бризантної ВР, розміщеного в торпеді, забезпечити використання невибухових речовин для утворення безпосередньо в пласті вибухової речовини, підривання її в привибійній зоні свердловини, що дасть можливість створити розгалужену мережу штучних порово-тріщинних каналів, які значно збільшать приплив підземних флюїдів до свердловини Задача вирішується тим, що в пласт в імпульсному режимі нагнітається ацетилхлорид, який по всьому об'єму заповнює тріщинно-поровий простір ПЗС Після ЦЬОГО В свердловину опускається торпеда з пероксидом водню, який під дією порохових газів ін'єктується в ацетилхлорид В результаті реакції невибухових речовин ацетилхлориду та пероксиду водню утворюється вибухова речовина - пероксид ацетилу, яка заповнює тріщинно-поровий простір ПЗС по всьому об'єму Задача вирішується ще й тим, що ініціювання пероксиду ацетилу відбувається завдяки механічній дії, спричиненій вибухом бризантної ВР, розміщеної в торпеді Підривання цього заряду здійснюється з уповільненням, достатнім для протікання реакції між ацетилхлоридом і пероксидом водню Мета досягається тим, що вибух пероксиду ацетилу відбувається безпосередньо в ПЗС, створюючи навколо свердловини розвинену систе му штучних пор і тріщин, чим сприяє підвищенню продуктивності свердловини Мета досягається ще й тим, що при наявності в привибійній зоні свердловини води, до заповнення тріщинно-порового простору ацетилхлоридом в нього нагнггають розчин полімерів, або пдрогелі, або самогенеруючі піни, які створять фронт роз'єднання і витіснять залишки води із зони нагнггання В основи винаходу поставлено задачу вдосконалення існуючої торпеди шляхом розташування в центральній частині корпусу або в нижньому і верхньому його кінцях вихідних отворів (сопел), розміщення в робочому корпусі торпеди заряду (бризантної вибухової речовини, в нижній та верхній частинах або в середині корпусу - порохових зарядів та розташуванням між вихідними отворами і пороховими зарядами контейнерів з пероксидом водню забезпечити утворення безпосередньо в ПЗС з невибухових ХІМІЧНИХ речовин ацетилхлориду та пероксиду водню вибухової речовини - пероксиду ацетилу, підривання її в тріщинно-поровому просторі, створення розгалуженої мережі штучних тріщин для підвищення дебіту свердловини Задача вирішується тим, що робоча частина торпеди складається з контейнерів з невибуховою речовиною - пероксидом водню, який під дією газів від порохових зарядів через ВИХІДНІ сопла ін'єктується в ацетилхлорид, яким попередньо по всьому об'єму заповнений весь тріщинно-поровий простір ПЗС В результаті реакції між ацетилхлоридом і пероксидом водню утворюється вибухова речовина - пероксид ацетилу Мета досягається ще й тим, що за рахунок механічного навантаження від дії сповільненого вибуху бризантної ВР відбувається ініціювання пероксиду ацетилу, яким по всьому об'єму насичена ПЗС, від дії вибуху утворюється мережа розгалужених тріщин і пор На фігурах 1 і 2 подані схеми торпед, що складаються з корпуса 1, в якому на стяжному стерні 2 роміщені порохові заряди 3 з ініціатором вибуху 4, з'єднаним з кабельним наконечником 5 В робочій частині торпеди розташовується заряд бризантної вибухової речовини 6, низ торпеди оснащений вантажем 7 В торпеді на фіг 1 ВИХІДНІ отвори 8 знаходяться в нижній і верхній частинах корпусу, порохові заряди розміщуються в центральній частині торпеди, між соплами і пороховими зарядами розташовуються контейнери з пероксидом водню 9 На фіг 2 зображена торпеда, у якої ВИХІДНІ сопла 8 знаходяться в центральній частині корпусу, порохові заряди 3 розміщуються в нижній і верхній частинах торпеди Вгорі над кабельним наконечником 5 знаходиться кабельна головка 10, до якої приєднується кабель 11 для спуску торпеди в свердловину Технологія проведення робіт по внутрішньопластовій вибухово-хімічній обробці привибійної зони свердловини полягає в наступному Спочатку в породний масив в імпульсному режимі за відомою технологією нагнітається ацетилхлорид в КІЛЬКОСТІ, необхідній для повного насичення тріщинно-порового простору пласта При наявності в ПЗС води перед подачею ацетилхлориду в тріщинно-поровий простір подаються реагенти, 43554 здатні створити фронт роз'єднання і звільнити зону нагнггання від води Якщо ефективна пористість колектора дорівнює п, то КІЛЬКІСТЬ необхідного ацетилхлориду визначається за формулою Q = -7iRu 3 yn«4,63-10 3 Ru 3 n, кг де у = ЩІЛЬНІСТЬ ацетилхлориду, кг/м , Ru - приблизний радіус зони обробки, м При необхідності ацетилхлориду в КІЛЬКОСТІ, не більшій 50 100 кг, його ін'єктування в масив можна здійснювати під тиском порохових газів в імпульсному режимі, що забезпечить рівномірне насичення масиву 3 цією метою можуть використовуватись апарати імпульсного розриву пластів [4] Після насичення масиву ацетилхлоридом в свердловину під дією вантажу 7 спускається торпеда з запасом пероксиду водню КІЛЬКІСТЬ пероксиду водню визначається у ВІДПОВІДНОСТІ З реакцією 2СН3СОСІ + Н2О2 = (СН3СОО)2 + 2НСІ, (1) а саме маса пероксиду водню повинна становити 21,7% від маси ацетилхлориду Принцип дії торпеди такий Від ініціатора вибуху 4 підриваються порохові заряди 3 Під дією порохових газів пероксид водню 9 через ВИХІДНІ отвори 8 ін'єктується в ацетилхлорид, який рівномірно заповнює тріщинно-поровии простір ПЗС по всьому об'єму В результаті реакції пероксиду водню з ацетилхлоридом утворюється вибухова речовина - пероксид ацетилу Для ініціювання його вибухового розкладу використовується механічне навантаження від вибуху заряду бризантної ВР 6, який підривається в сповільненому режимі Час уповільнення дорівнює часу протікання реакції (1) Сповільнювачами можуть служити ЕДЗД або ІНШІ СПОВІЛЬНЮЮЧІ спеціальні пристрої Так як ацетилхлорид і пероксид водню насичують ПЗС по всьому об'єму, вибух пероксиду ацетилу створює навколо свердловини розвинену мережу штучних тріщин і пор, значно підвищуючи проникність масиву, чим сприяє збільшенню продуктивності свердловини Додатковий позитивний ефект забезпечується утворенням під час реакції (1) хлориду водню, який за рахунок розчинення мінеральних речовин в режимі кислотної обробки сприяє розширенню утворених каналів Найбільш сильний цей ефект в карбонатних породах Застосування способу внутрішньопластової вибухо-хімічної обробки ПЗС забезпечує безпечне проведення вибухових робіт 1 А с 1579121, кл Е 21 В 43/263, 43/27 (СРСР) 2 Патент РФ 2132943, кл Е 21 В 43/25 3 А с 1803544, кл Е 21 В 43/25, 43/248 4 Техника и технология используемого розрыва пластов / Ю Н Вершинин, А В Михалюк, Ю И Войтенко и др -Киев, 1988, с 35 43554 ФІГ. 1 Фіг. 2 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