Спосіб розриву пласта і пристрій для його здійснення

1 Спосіб розриву пласта, що включає закачування пінної суміші в продуктивну зону пласта свердловини, відділення її в затрубному просторі з утворенням герметичної зони від стовпа рідини, що розташований вище, створення високого внутрішньосвердловинного тиску газоподібними продуктами згоряння, який відрізняється тим, що розрив пласта здійснюють накачуванням у продук тивний пласт вибухової пшогазоповітряної суміші, нагнітанням і стиском у колоні насоснокомпресорних труб вибухової газоповітряної суміші з наступним вибухом и від піротехнічного запальника, детонацією піногазоповітряної суміші в продуктивному пласті і, після розгерметизації продуктивної зони, закріпленням гранульованим матеріалом тріщин, що утворилися після вибуху в пласті 2 Пристрій для розриву пласта включає зв'язаний 3 колоною насосно-компресорних труб корпус, надувний пакер з еластичним рукавом, який відрізняється тим, що він оснащений нижнім і надпакерним гідропневматичними якорями для забезпечення нерухомості пристрою, до основи корпуса приєднана товстостінна камера вибуху з бойком і бічними вікнами, а корпус має сідло під скидальний клапан з піротехнічним запальником Винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема, до інтенсифікації видобутку газу Відомий спосіб розриву пласта, (патент США № 1463866 М Кл 166-259, 1974) шляхом накачування в пласт по насосно-компресорних трубах скрапленого газу При контакті з поверхнею породи відбувається випар скрапленого газу, що приводить до росту тиску і до розриву шару Недоліками цього способу є те, що в процесі переходу скрапленого газу з рідкої фази в газоподібну, через високу швидкість теплообміну з породами пласта, на границі пласт-свердловина виникає газова «пробка», яка перешкоджає поширенню тиску в пласт, яка знижує ефективність способу Відомий пристрій для пдророзриву пласта (а с 956766 М Кл З Е 21В 43/26 Бюл № 33 від 82 09 07), що містить колону насосно - компресорних труб, пакер, сідло під клапани, що скидаються, причому діаметр сідла, що розташований вище, більше попереднього, а в пакері встановлено зворотний клапан, що сполучає підпакерний простір з надпакерним Недоліком цього пристрою є, те, що він не має якірної фіксації, а на насосно - компресорні труби, при великому гідравлічному тиску, крім їхньої власної ваги, буде діяти зростаюче додаткове вісьове навантаження від клапана, що скидається Це може призвести до обриву і «польоту» колони на вибій Крім того, даний пристрій не передбачений для застосування способу розриву пласта енергією вибуху Найбільш близьким за технічною сутністю і результатом, що досягається, до пропонуємого є спосіб пдророзриву гірських порід і пристрій для його здійснення (а с № 1781419 Е 21 В 43/26 Бюл № 46 від 92 12 15), у якому спосіб пдророзриву гірських порід характеризується заповненням продуктивної зони пшоутворюючим розчином, створенням високого тиску на стінки свердловини шляхом впливу газоподібними продуктами згоряння з утворенням у привибійній зоні піни високого тиску, при цьому в привибійній зоні створюють герметичну робочу зону и відділенням від стовпа рідини, що розташований вище Піну високого тиску створюють після формування робочої зони безпосередньо в тріщинах, а після розгерметизації робочої зони пшоутворюючий розчин нагнітають у тріщини 1 ю (О 46570 Пристрій для пдророзриву гірських порід складається зі зв'язаного з кабелем корпуса, электрозапальника уповільненої дії, пакера, підпружиненого поршня і встановленої на корпусі муфти У корпусі виконані дросельні отвори для з'єднання надпоршневої порожнини з внутрішньою порожниною пакера Пакер виконаний у вигляді розміщеного на корпусі еластичного рукава, що жорстко зв'язаний одним кінцем з корпусом, а іншим - з муфтою, що герметично перекриває і відкриває при подовжньому переміщенні газо-пропускні отвори, які виконані в підпоршневій порожнині корпуса над пороховими зарядами При цьому, надпоршнева порожнина корпуса і внутрішня порожнина пакера заповнені нестисливою рідиною Недоліком цього способу розриву пласта є те, що даним пристроєм можна впливати на невелику ділянку продуктивного пласта, а не на всю його потужність (товщу), а тріщини, що утворилися в продуктивному пласті не закріплюються гранульованим матеріалом Задачею даного винаходу є підвищення ефективності способу впливом на всю потужність продуктивного пласта свердловини, розширення технологічних можливостей пристрою розриву пласта, які забезпечують закріплення тріщин, що утворилися в продуктивному пласті, гранульованим матеріалом з метою продовження періоду експлуатації свердловини з поліпшеними колекторськими властивостями Для рішення поставленої задачі в способі розриву пласта, що включає закачування пінної суміші в продуктивну зону пласта свердловини, відділення її в затрубному просторі, з утворенням герметичної зони від стовпа рідини, що розташований вище, створення високого внутрішньосвердловинного тиску газоподібними продуктами згоряння, ВІДПОВІДНО до винаходу, розрив пласта здійснюють накачуванням у продуктивний пласт вибухової піногазоповітряної суміші, нагнітанням і стиском у колоні насосно-компресорних труб вибухової газоповітряної суміші з наступним вибухом и від піротехнічного запальника, детонацією піногазоповітряної суміші в продуктивному пласті і, після розгерметизації продуктивної зони, закріпленням гранульованим матеріалом тріщин, що утворилися після вибуху в пласті Пристрій для розриву пласта включає зв'язаний з колоною насосно-компресорних труб корпус, надувний пакер з еластичним рукавом, ВІДПОВІДНО до винаходу, він споряджений нижнім і надпакерним гідропневматичними якорями для забезпечення нерухомості пристрою, до основи корпуса приєднана товстостінна камера вибуху з бойком і бічними вікнами, а корпус має сідло під скидуємий клапан з піротехнічним запальником На фіг 1 Зображено пристрій у транспортному положенні, загальний вигляд На фіг 2 - теж у робочому положенні, загальний вигляд На фіг 3 - теж у процесі впливу на пласт і кріплення тріщин, загальний вигляд На фіг 4 - перетин А - А на фіг 2 Пристрій складається з корпуса 1, у середній частині якого розташований надувний гідропнев матичний пакер 2 з еластичним рукавом і нагнітальним каналом 3 До нижньої частини корпуса 1 приєднаний різьбою 4 нижній гідропневматичний якір 5, що обмежує переміщення пристрою вниз, з нагнітальним каналом 6 Аналогічний надпакерный якір 7, що обмежує переміщення пристрою нагору, з нагнітальним каналом 8 установлений на корпусі 1 за допомогою різьби 9 До основи корпуса приєднана товстостінна камера вибуху 10 з бойком Н і бічними вікнами 12 Гідропневматичний якір 5 складається з клинових плашок 13, установлених на пірамідальних гранях усіченої піраміди 14 корпуса 1 Клинова плашка 13 шарнірне, за допомогою тяги 15 з'єднана з поршнем 16, встановленим у циліндрі 17 стакана 18 Над поршнем 16 у циліндрі 17 поміщена зворотна пружина 19, що утримує поршень 16 у контакті з заглушкою 20 Усередині корпуса 1 біля основи виконане сідло клапана 21, що служить для герметичної посадки скидуємого клапана 22, який споряджений зрізним буртом 23 і піротехнічним запальником 24 Пристрій спускається в свердловину на колоні НКТ 25 в інтервал продуктивного пласта 26 Пристрій працює наступним чином На колоні насосно-компресорних труб 25 пристрій спускають у свердловину так, щоб гідропневматичний пакер 2 розташовувався над покрівлею продуктивного пласта 26 (див фіг 1) Підготовлену пшогенератором пшогазоповітряну суміш, у співвідношенні 85% повітря і 7 -ь 15% природного газу з поверхнево-активними речовинами, по насоснокомпресорних трубах накачують у продуктивний пласт до його повного насичення, а нижній рівень рідини глушіння в затрубному просторі піднімають над покрівлею продуктивного пласта 26 і герметизують затрубний простір Потім, нагнітають газоповітряну суміш у тому ж співвідношенні - 85% повітря і 7 -ь 5% природного газу в об'ємі насоснокомпресорних труб і, для створення роздільної пробки між рідкою і газоподібною фазою, накачують незначну порцію вибухової пшоповітряної суміші У свердловину скидають клапан 22, що постачений зрізним буртом 23 і піротехнічним запальником 24, і який герметично встановлюється в СІДЛІ клапана 21 У колоні насосно-компресорних труб насосами створюють розрахунковий тиск, величина якого забезпечує руйнування зрізного бурту 23 клапана 22, що скидається, але не перевищуючи тиск опресування колони Створений тиск через нагнітальний канал 3 запакерує надувний гідропневматичний пакер 2 і по нагнітальних каналах 6 і 8 приведе у дію нижній якір 5 і надпакерный якір 7 Розташований у циліндрі 17 поршень 16 переміститься до осі циліндра 17, а шарнірне зв'язані тягою 15 і встановлені на пірамідальних гранях усіченої піраміди 14 клинові плашки 13 увійдуть у зачеплення зі стінкою свердловини і зафіксують пристрій у нерухомому стані Після руйнування зрізного бурту 23 клапан 22, спрямується в камеру вибуху 10 і від удару об бойок 11 піротехнічним запальником 24 здійснить вибух газоповітряної суміші в трубному і затрубному просторах, детонація якого викликає вибух піногазоповітряної суміші в продуктивному пласті Від впливу вибуху в породі продуктивного пласта утворяться тріщини, а різка репресія після роз 46570 герметизації підпакерної зони викличе миттєвий приплив газу Тріщини, що утворилися в продуктивному пласті закріплюють накачуванням гранульованої суміші методом прямої циркуляції Приклад реалізації способу Випробування способу проводилися у свердловині Шебелинського газоконденсатного родовища, продуктивний пласт якої розташований у свиті мідистих піщаників в інтервалі 1900 -ь 1883м Пристрій був спущений в інтервал залягання продуктивного пласта на колоні НКГГ, по яких закачали 3 8м пшогазоповітряної суміші Потім у НКТ від компресора нагніталося повітря й одночасно через 3 шлейф - природний газ загальним об'ємом 6м Після ЧОГО, у свердловину був скинутий, попередньо встановлений під буферною засувкою фонтанної арматури, скидуємий клапан з піротехнічним запальником Після установки кла пана в сідло 21 пристрою закачали 0,5 3 пшогазоповітряної суміші і Зм рідини глушіння При створенні надлишкового тиску 28 МПа зрізався бурт клапана 22 і спрацював його піротехнічний запальник 24, що підірвав пшогазоповітряну і газоповітряну суміші Прямою 3 циркуляцією в свердловину закачали 1,5м гранульованого піску в суміші з рідиною У результаті динамічного впливу на пласт вибухом дебіт 3 свердловини був збільшений з 40 до 110м /добу Даний спосіб і пристрій дозволить при видобутку газу на газоконденсатних родовищах ефективно впливати на продуктивні пласти свердловин з метою поліпшення їхніх колекторських властивостей, за рахунок впливу на всю потужність пласта і кріплення гранульованим матеріалом тріщин, що утворилися у пласті після вибуху 1 пінопоБітряна суміш газоповітряна суміш V пі но газоповітряна с у м і ш ' рідина тушіння J О) СЯ газоповітряна суміш піногазоповітряна розділювальна пробка газоповітряна суміш ^піноповітряна суміш піногазоповпряна розділювальна пробка гранульована суміш\ О) ся 11 46570 12 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71