устройство для обработки призабойной зоны нефтегазового пласта

Формула изобретения

Устройство для обработки призабойной зоны пласта, включающее положительный и отрицательный электроды, барабан, выполненный из диэлектрического материала, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, совпадающей с осью устройства, и имеющий паз в форме параболического цилиндра, вертикальная плоскость которого перпендикулярна радиусу барабана, проведенному через геометрическую ось электродов, при этом электроды смещены относительно оси устройства и находятся в пазу барабана, отличающееся тем, что барабан заключен в герметичную из изоляционного материала и заполненную суспензией из тонкодисперсного не растворимого в воде полимера, электропроводность которой становится оптимальной для эффективного пробоя межэлектродного промежутка при температуре призабойной зоны пласта, камеру с верхней и нижней пробками, в верхней пробке выполнен канал, в котором установлен клапан для сброса образующихся при разрядах газов, если их давление превышает гидростатическое давление в скважине, в нижней пробке выполнено отверстие для заливки указанной суспензии, закрытое болтом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для воздействия на нефтегазовые пласты в призабойной зоне.

Известно устройство для обработки фильтра и прифильтровой зоны скважин на воду с заполнением фильтровой части раствором реагента, СССР ав. св. №850819 МПК Е03В 3/18, включающее герметичную камеру, заполненную жидкостью с низкой электропроводностью и выполненной из изоляционного материала, в которой размещены соосно электроды, подключенные к наземному генератору импульсных токов - аналог.

Недостатком его является невысокая эффективность обработки фильтровой зоны с повышенной температурой, связанной с тем, что при электрическом разряде пробой оптимального межэлектродного промежутка невозможен вследствие значительного увеличения электропроводности жидкости при повышении температуры и накопления в ней тонкодисперсных металлических частиц электрической эрозии электродов. Длина пробивных межэлектродных промежутков с увеличением проводимости уменьшается, а потери энергии в препробивной стадии увеличиваются. Давление ударных волн, возникающих при разрядах, не завершенных пробоем, незначительно и не обеспечивает достаточного разрушения кольматанта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для очистки фильтров водозаборных скважин СССР ав. св. №1105583, МПК Е03В 3/15, включающее положительный и отрицательный электроды, закрепленные стягивающими стержнями, снабжено барабаном, выполненным из диэлектрического материала, установленного с возможностью вращения вокруг своей оси, совпадающей с осью устройства, и имеющим паз в форме параболического цилиндра, вертикальная плоскость которого перпендикулярна радиусу барабана, проведенному через геометрическую ось электродов, при этом электроды смещены относительно оси устройства и находятся в пазу барабана - прототип.

Недостатком данного устройства является то, что энергия импульсного разряда зарождается непосредственно в жидкости пласта, что не желательно для нефтегазовых пластов по причине воспламеняемости нефти.

Изобретение направлено на увеличение проницаемости нефтегазовых пластов и увеличение нефте- и газоотдачи за счет того, что устройство для обработки призабойной зоны нефтегазового пласта, включающее положительный и отрицательный электроды, барабан, выполненный из диэлектрического материала, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, совпадающей с осью устройства, и имеющий паз в форме параболического цилиндра, вертикальная плоскость которого перпендикулярна радиусу барабана, проведенному через геометрическую ось электродов, при этом электроды смещены относительно оси устройства и находятся в пазу барабана, заключенного в герметичную из изоляционного материала камеру, заполненную суспензией из тонкодисперсного нерастворимого в воде полимера, электропроводность которой становится оптимальной для эффективного пробоя межэлектродного промежутка при температуре призабойной зоны пласта, камеру с верхней и нижней пробками, в верхней пробке выполнен канал, в котором установлен клапан для сброса образующихся при разряде газов, если их давление превышает гидростатическое давление в скважине, в нижней пробке выполнено отверстие для заливки указанной суспензии, закрытое болтом.

На фиг.1 представлен вертикальный разрез устройства, на фиг.2 представлен вид по А-А.

Устройство для обработки призабойной зоны нефтегазового пласта содержит положительный 1 и отрицательный 2 электроды, барабан 3, выполненный из диэлектрического материала, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси 4, совпадающей с осью 5 устройства, и имеющий паз 6 в форме параболического цилиндра, вертикальная плоскость которого перпендикулярна радиусу барабана 3, проведенному через геометрическую ось 7 электродов, при этом электрод 1 и электрод 2 смещены относительно оси 5 устройства и находятся в пазу барабана 3, барабан 3 заключен в герметичную из изоляционного материала камеру 8 с верхней 9 и нижней 10 пробками, заполненную суспензией 11 из тонкодисперсного нерастворимого в воде полимера, пробки с помощью резьб жестко соединены с перфорированным корпусом 12, в верхней пробке 9 выполнен канал 13 и установлен клапан 14 для сброса образующихся при разрядах газов, если их давление превышает гидростатическое давление в скважине, нижняя пробка 10 содержит отверстие для заливки суспензии 11, закрывающееся болтом 15, герметизация камеры 8 достигается резьбовыми соединениями и уплотнительными кольцами 16. Переходник 17 служит для соединения устройства с генератором импульсных токов (на чертеже не показан). Фторопластовая суспензия Ф-40Д по техническим условиям ТУ 6-05-1246-76 является суспензией на водной основе, и при проведении лабораторных опытов оптимальной оказалась концентрация суспензии 10%, остальное вода при температуре 80°С. Учитывая, что средняя температура на забое скважины 80°С проводимость будет оптимальной, а работа устройства максимально эффективной.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально при температуре, равной температуре фильтровой зоны, готовят водную суспензию полимера, например фторопласта, с оптимальной проводимостью порядка 10 ^-2 (Ом·м)^-1, а затем заливают ее в герметичную камеру 8 и закрывают болтом 15.

Устройство с помощью переходника 17 соединяют с погружным генератором импульсных токов и на грузонесущем геофизическом кабеле опускают в зону фильтра (не показано), где суспензия 11 в герметичной камере 8 нагревается и ее электропроводность становится оптимальной для пробоя максимального межэлектродного промежутка при заданном высоком напряжении.

Передвижной наземный источник по геофизическому кабелю обеспечивает электропитание погружного генератора импульсных токов, от которого импульсы высокого напряжения подаются на положительный электрод 1. При пробое межэлектродного промежутка с оптимальной проводимостью суспензии образуются интенсивные ударные волны. Поскольку электроды размещены в пазу 6, имеющему форму параболического цилиндра, энергия разряда оказывает преимущественно направленное воздействие, что ведет к возрастанию удельной плотности энергии, воздействующей на пласт.

Смещение оси 7 электродов относительно оси 5 устройства обеспечивает при каждом отдельном разряде разворот барабана 3 в новое положение за счет момента силы, обусловленного реактивной составляющей, возникающей при электрогидроударе.