Спосіб хвильового свабирування свердловин

1. Спосіб хвильового свабирування свердловин, який включає розкриття пласта корисної копалини свердловиною, подачу в свердловину рідини, вплив на рідину статичним тиском, а також хвилями певної структури з передачею їх по рідинному хвилеводу, утвореному заповненням рідиною трубного простору, який розташовано у поставі герметично з'єднаних труб, що опускають в свердловину з поверхні усередину обсадної труби, з подальшим поворотом хвиль уздовж пласта, відбиттям їх в зоні колектора, який відрізняється тим, що на рідину в трубному просторі в напрямку від устя свердловини до вибою діють статичним тиском, який дорівнює чи перевищує границі міцності на розрив рідини, що відкачують через затрубний простір при заданій кількості розчиненого газу в рідині, та впливають хвилями стиску-розтягу з вектором швидкості хвильового руху, направленим уздовж осі свердловини знизу догори, при цьому величина амплітуди швидкості хвильового руху рідини в свердловині перевищує критичну швидкість, при якій амплітуда тисків в об'ємі рідини, охопленій хвилею, перевищує динамічний тиск в'язкісного опору рідини її рухові з заданою швидкістю, яка визначається по наступній формулі: aж , kp 2 3 Корисна модель відноситься до гірничої справи і може бути використана для видобування корисних копалин через свердловини. Відомий спосіб направленого хвильового впливу на гірничі породи на місці залягання [1], який включає розкриття пласта свердловинами, подавання у свердловину рідини, вплив на пласт хвилями імпульсної структури, які випромінюються зі свердловини. Недоліком даного способу є мала ефективність унаслідок великої втрати енергії хвилі, яка подається в пласт, внаслідок чого хвилі заданої структури не передаються в колектор та не створюють глибоке розрідження в свердловині та колекторі. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є спосіб хвильового свабирування свердловин [2], який включає розкриття пласта корисної копалини свердловиною, подачу в свердловину рідини, вплив на рідину статичним тиском, а також хвилями певної структури з передачею їх по рідинному хвилеводу, утвореному заповненням рідиною трубного простору, який розташовано у ставі герметично з'єднаних труб, що опускають в свердловину з поверхні усередину обсадної труби, з подальшим поворотом хвиль уздовж пласта, відбиттям їх в зоні колектора. Причому на рідину впливають ударними хвилями, з подальшим поворотом хвиль стиснення в зону колектора. Недоліком даного способу є мала ефективність і високі енерговитрати, що обумовлено великими втратами енергії хвилі, яка подається в пласт. Крім того, хвилі стиснення, що передаються в зону колектора, не створюють глибоке розрідження в свердловині та колекторі, що є необхідною умовою для проведення процесу свабирування. Слід відзначити, що даний спосіб не забезпечує збільшення коефіцієнта добування корисної копалини та має значні витрат на видобування. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу хвильового свабирування свердловин, в якому шляхом генерування хвиль певної структури створюється глибоке розрідження в свердловині і досягається збільшення дебіту свердловин і підвищення коефіцієнта добування корисної копалини при зниженні витрат на видобування. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі хвильового свабирування свердловин, який включає розкриття пласта корисної копалини свердловиною, подачу в свердловину рідини, вплив на рідину статичним тиском, а також хвилями певної структури з передачею їх по рідинному хвилеводу, утвореному заповненням рідиною трубного простору, який розташовано у ставі герметично з'єднаних труб, що опускають в свердловину з поверхні усередину обсадної труби, з подальшим поворотом хвиль уздовж пласта, відбиттям їх в зоні колектора, згідно корисної моделі, на рідину в трубному просторі в напрямку від гирла свердловини до вибою діють статичним тиском, який дорівнює чи перевищує границі міцності на розрив рідини, що відкачують через затрубний 56502 4 простір при заданій кількості розчиненого газу в рідині, та впливають хвилями стиску-розтягу з вектором швидкості хвильового руху, направленим уздовж осі свердловини знизу догори, при цьому величина амплітуди швидкості хвильового руху рідини в свердловині, перевищує критичну швидкість, при якій амплітуда тисків в об'ємі рідини, охопленій хвилею, перевищує динамічний тиск в'язкістного опору рідини її рухові з заданою швидкістю, яка визначається по наступній формулі: aж kp ж де - заданна швидкість; кр - критична швидкість; [Р]- динамічний тиск в'язкостного опору рідини; аж - швидкість повздовжньої хвилі в реальній рідині; Еж - модуль пружності рідини, Причому початкове значення швидкості хвильового руху на гирлі свердловини визначають по наступній формулі: a ж zL k /e , o e zL ж де k - швидкість хвильового руху рідини на контакті колектора зі свердловиною; o - швидкість хвильового руху рідини на гирлі свердловини; L - глибина залягання колектора; W - декремент загасання хвилі в Z 2 a W рідинному хвилеводі уздовж свердловини; де: - частота хвиль; а - швидкість хвиль в рідині; W - утрачена енергія хвилі на заданій - довжині; W - початкова енергія хвилі. Крім того, величину швидкості хвильового руху рідини на контакті її з колектором обирають менше критичної швидкості хвильового руху гірничої породи коллектора з урахуванням коефіцієнта проходження енергіі хвилі в середовищі з вищим хвильовим опором: Gk ak a ж zL k /e , 0 e zL k ж де: [Gk] - границя міцності на розрив гірничої породи колектора; ак - швидкість поздовжної хвилі в гірничій породі колектора; Ек - модуль пружності гірничої породи колектора. Переважно хвилі стиску-розтягу в заданій зоні колектора відбивають в пласт гірничої породи колектора хвилями стиску-розтягу з напрямом вектора швидкості хвильового руху по радіусу до свердловини. 5 56502 6 Крім того, свабирування здійснюють через став герметично з'єднаних труб, трубний простір трубний простір свердловини, а через затрубний якого заповнюють рідиною, утворюючи рідинний простір стравлюють газ. хвилевід. Внутрішній простір обсадної колони Доцільно, коли стравлювання газу здійснюють утворює затрубний простір, який також наповнюбезперервно, компенсуючи додатковою рідиною ють рідиною до виливання. На рідину в трубному зменшення об'єму рідини в свердловині. просторі в напрямку від гирла свердловини до Завдяки тому, що на рідину в трубному просвибою діють статичним тиском, який дорівнює чи торі в напрямку від гирла свердловини до вибою перевищує границі міцності на розрив рідини, що діють статичним тиском, який дорівнює чи перевідкачують через затрубний простір при заданій вищує границі міцності на розрив рідини, що відкакількості розчиненого газу в рідині. Після цього на чують через затрубний простір при заданій кількорідину в рідинному хвилеводі прикладають хвилі сті розчиненого газу в рідині, та впливають стиску-розтягу з вектором швидкості хвильового хвилями стиску-розтягу з вектором швидкості хвируху, направленим уздовж осі свердловини знизу льового руху, направленим уздовж осі свердловидогори, при цьому величина амплітуди швидкості ни знизу догори, створюється глибоке розрядженхвильового руху рідини в свердловині, перевищує ня в свердловині та колекторі, яке забезпечує критичну швидкість, при якій амплітуда тисків в ліквідацію скін-ефекту в ближній до свердловини об'ємі рідини, охопленій хвилею, перевищує диназоні колектора та зниження глибини депресової мічний тиск в'язкостного опору рідини її рухові з вирви та збільшенню припливу рідини з колектора заданою швидкістю. до свердловини. Хвилі подають з поверхні з передачею їх по При цьому величина амплітуди швидкості хвирідинному хвилеводу з подальшим поворотом льового руху рідини в свердловині, перевищує хвиль уздовж пласта і відбиттям їх в зоні колектокритичну швидкість, при якій амплітуда тисків в ра. об'ємі рідини, охопленій хвилею, перевищує динаПри цьому початкове значення швидкості хвимічний тиск в'язкостного опору рідини її рухові з льового руху на гирлі свердловини обирають з заданою швидкістю, що також впливає на ствоумови не перевищення цієї швидкості критичної рення глибокого розрядження в свердловині та швидкості хвильового деформування гірничої поколекторі. роди, при якому відбувається її руйнування у відГенерування хвиль заданої структури і випроповідності до залежності, яка враховує й затухання мінювання їх в свердловину та далі в колектор хвилі уздовж стовпа рідини в ставі труб: створює глибоке розрідження в свердловині та в Gk ak a ж zL k /e , 0 колекторі. e zL k ж В наслідок цього підвищується ефективність На заданій позначці в зоні колектора хвилі процесу свабирування, збільшується дебіт свердстиску-розтягу на паркері-відбивачі повертають ловин і підвищується коефіцієнт добування корисвідбивачем уздовж колектора хвилями стискуної копалини. При цьому значно знижуються вирозтягу з напрямом вектора швидкості хвильового трати на видобування. руху по радіусу до свердловини. Завдяки тому, що величину швидкості хвильоВ процесі свабирування свердловини здійсвого руху рідини на контакті її з колектором обинюють безперервне стравлювання газу, компенрають менше критичної швидкості хвильового руху суючи додатковою рідиною зменшення об'єму рігірничої породи коллектора з урахуванням коефідини в свердловині. При цьому свабирування цієнта проходження енергії хвилі в середовищі з здійснюють через трубний простір става герметивищим хвильовим опором, забезпечується охорочно з'єднаних труб, опущених усередині обсадної на стінок свердловини від завалювання. При цьоколони, а з внутрішнього простору обсадної колому величину швидкості хвильового руху рідини ни через затрубний простір стравлюють газ. Контобирають по наступній залежності: роль ефективності процесу свабирування здійсGk ak a ж zL k нюють за кількістю рідини, яка поглинається /e , 0 e zL k ж свердловиною, чи за змінюванням статичного та де: [Gk] - границя міцності на розрив гірничої динамічного рівнів в незаповненій рідиною свердпороди колектора; ловині. Хвилі стиску-розтягу створюють в колекторі аk - швидкість поздовжньої хвилі в гірничій побіжучий перепад розрідження, який поширюється роді колектора; за кілометри від свердловини, забезпечуючи ліквіЕk - модуль пружності гірничої породи колекдацію скін-ефекту в навколосвердловинній зоні, тора. підвищує проникності колектора і приплив рідини Завдяки тому, що стравлювання газу здійснюдо свердловини. ють безперервно, компенсуючи додатковою рідиТаким чином, запропонований спосіб дозволяє ною зменшення об'єму рідини в свердловині, застворити глибоке розрідження в свердловині та безпечується суцільність рідинного хвилеводу, що колекторі, та значно збільшує дебіт свердловин, впливає на збереження енергії хвилі і зниженню підвищує коефіцієнт добування корисної копалини енерговитрат. та знижує витрати на видобування. Спосіб хвильового свабирування свердловин Джерела інформації здійснюється таким чином. У масиві гірських порід 1. А. с. СРСР № 1030540, МПК3 Е21В43/28, бурять свердловину і розкривають пласт корисних 1980р. копалин. Свердловину облаштовують обсадною 2. А. с. СРСР№ 1240112, МПК3Е21В43/28, колоною, з поверхні усередину якої опускають 1983р. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 56502 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601