способ и устройство для разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений

Формула изобретения

1. Способ длинноволнового воздействия на нефтяную залежь, включающий заполнение рабочей жидкостью внутреннего трубопровода скважины и пространства между внутренним и внешним трубопроводами скважины и поддержание в них давления, при этом в устье скважины генерируют упругую ударную волну путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема рабочей жидкости, при этом поддерживают колебания столба жидкости в скважине с сохранением энергетических параметров колебательного процесса и формируют длинноволновые упругие сейсмические волны, облучающие нефтяную залежь на всех горизонтах нагнетательной скважины, отличающийся тем, что импульсная закачка рабочей жидкости осуществляется во внутренний упругий трубопровод коаксиального трубопровода, а в пространство между внутренним упругим и внешним трубопроводами закачивается рабочая жидкость так, что среднее гидростатическое давление во внутреннем трубопроводе и в пространстве между внутренним и внешним трубопроводами поддерживается одинаковым на всех горизонтах нагнетательной скважины.

2. Устройство для длинноволнового воздействия на нефтяную залежь, включающее генератор ударных волн, насосную станцию, цилиндр с бесштоковым поршнем, разделяющим его на две полости, одна из которых соединена с полостью скважины и с циркуляционным насосом, а другая соединена с генератором ударных волн, при этом соединение цилиндра с бесштоковым поршнем с циркуляционным насосом выполнено через обратный клапан, отличающееся тем, что в скважине установлен коаксиальный трубопровод, состоящий из двух трубопроводов, в котором внутренний трубопровод меньшего диаметра изготовлен из упругого материала, а внешний трубопровод большего диаметра изготовлен из твердого материала, при этом закачка рабочей жидкости в пространство между внутренним и внешним трубопроводами осуществляется с помощью циркуляционных насосов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных залежей, в том числе и на поздних стадиях их эксплуатации для увеличения коэффициента извлечения нефти и повышения нефтеотдачи пласта.

Известен способ разработки обводненного нефтяного месторождения и устройство для вибросейсмического воздействия на это месторождение (патент РФ 2172819, кл. Е21В 43/16), обеспечивающий повышение конечной нефтеотдачи за счет восстановления подвижности защемленной нефти и увеличение области обхвата вибросейсмическим воздействием при оптимизации его режимов. Производят установку волноводного устройства в возбуждающей скважине и сопряжение его с наземным источником колебаний вибрационного типа с регулируемой величиной частоты колебаний и амплитуды, определяют режим оптимального вибровоздействия на залежь. Производят вибросейсмическое воздействие с одновременными периодическими закачками растворов, содержащих растворенный газ, в интервалы пласта на участках. Во время проведения вибросейсмического воздействия осуществляют обработки призабойных зон пласта, включая виброволновые, улучшающие их фильтрационные свойства. Устройство по способу включает наземный источник колебаний вибрационного типа, который состоит из системы питания и управления, включающей усилитель сигнала рассогласования, электромеханический преобразователь, гидравлический усилитель, и возбудителя вибраций.

Недостатком этого способа является то, что необходимо определять оптимальную величину частоты колебаний и амплитуды, а также то, что вибросейсмическое воздействие, образующее ударные волны, представляет угрозу для жестких металлических трубопроводов и сварных соединений.

Известен способ импульсного воздействия на продуктивный пласт и устройство для его осуществления (патент РФ 2107814, кл. Е21В 43/25, Е21В 28/00), включающий передачу молекулярно-волновых колебаний от излучателя гидромолота, установленного на устье, по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) через ее верхний торец и по столбу жидкости в скважине через его верхний уровень на продуктивный пласт. Одновременно с передачей молекулярно-волновых колебаний в скважине повышают давление путем подачи жидкости от насоса с аккумулятором давления, подсоединенных вводом к НКТ на устье скважины, и создают гидравлические удары в столбе жидкости в скважине путем периодического перекрытия ввода насоса излучателем гидромолота при передаче от него молекулярно-волновых колебаний на НКТ и столб жидкости в скважине. Устройство включает гидромолот с бойком и упруго соединенный с корпусом гидромолота излучатель в виде преобразователя импульсных нагрузок в молекулярно-волновые колебания, выполненного за одно целое с передатчиками молекулярно-волновых колебаний на верхний торец НКТ и на верхний уровень столба жидкости в скважине.

Недостатком этого способа также является разрушительное воздействие ударных волн на жесткий металлический трубопровод и сварные соединения.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ длинноволнового воздействия на нефтяную залежь и устройство для его осуществления (патент РФ 2325504, кл. Е21В 28/00, Е21В 43/25). Согласно изобретению упругую ударную волну генерируют в устье скважины, заполненной рабочей жидкостью, путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема жидкости. Формируют длинноволновые упругие сейсмические волны, облучающие нефтяную залежь. Устройство включает энергоноситель, передвижной насосный агрегат с емкостью для рабочей жидкости и гидроударный механизм, выполненный в виде гидроцилиндра с бесштоковым поршнем, разделяющим его на две полости, одна из которых соединена с полостью скважины и с передвижным насосным агрегатом, а другая соединена с энергоносителем.

Недостатком указанного способа является то, что происходят потери энергии ударных волн, за счет постепенного затухания упругих ударных волн о стенки трубопровода.

Техническая задача изобретения - повышение нефтеотдачи пласта за счет уменьшения потерь энергии ударных волн.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе длинноволнового воздействия на нефтяную залежь обеспечивается заполнение рабочей жидкостью всего скважинного пространства и поддержание в нем давления, при этом в устье скважины генерируют упругую ударную волну путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема жидкости, при этом поддерживают колебания столба жидкости в скважине с сохранением энергетических параметров колебательного процесса и формируют длинноволновые упругие сейсмические волны, облучающие нефтяную залежь на всех горизонтах нагнетательной скважины.

Технический результат достигается тем, что при передаче упругих ударных волн для уменьшения потерь их энергии используют коаксиальный трубопровод, состоящий из двух трубопроводов, в котором внутренний трубопровод меньшего диаметра изготовлен из упругого материала, например термоэластопласта, а внешний трубопровод большего диаметра изготовлен из твердого материала, например металлопроката, при этом упругие волны генерируются путем импульсной закачки дополнительного дозированного объема рабочей жидкости во внутренний упругий трубопровод, кроме этого с помощью циркуляционных насосов осуществляют стационарную подкачку рабочей жидкости во внутренний трубопровод и в пространство между внутренним и внешним трубопроводами, таким образом что среднее гидростатическое давление во внутреннем трубопроводе и между внутренним и внешним трубопроводами поддерживается примерно одинаковым на всех горизонтах нагнетательной скважины.

Кроме этого технический результат достигается также за счет того, что при закачке жидкости во внутренний упругий трубопровод используют обратный клапан, включенный между циркуляционным насосом и упругим трубопроводом, а между магистралью упругого трубопровода и генератором ударных волн установлен цилиндр с бесштоковым поршнем. Для генерации упругих волн используют поршень, перемещаемый в цилиндре в помощью импульсного ударного воздействия.

Устройство для осуществления способа приведено на рисунке 1 и включает в себя насосную станцию 1, генератор ударных волн 2, цилиндр 3 с бесштоковым поршнем 4, в котором имеются две полости 10 и 11, обратный клапан 5, циркуляционные насосы 6 и 6а, коаксиальный трубопровод 7, состоящий из внутреннего упругого трубопровода 8 и внешнего трубопровода 9, трубопровод для передачи рабочей жидкости 12, скважину 13, пульт управления 14.

Способ реализуется следующим образом. Заполняют рабочей жидкостью все скважинное пространство и поддерживают в нем давление, по команде от пульта управления 14 включают насосную станцию 1, нагнетающую жидкость в генератор ударных волн 2, из которого жидкость под давлением устремляется в полость 10 цилиндра 3, перемещая поршень 4. В полость 11 цилиндра 3 с помощью циркуляционного насоса 6 через обратный клапан 5 подается дозированный объем рабочей жидкости. Стремительное перемещение поршня 4 создает в дозированном объеме 11 импульсное давление с высокой энергией, которая передается по трубопроводу 12 во внутренний упругий трубопровод 8 скважины 13, заполненную рабочей жидкостью, формируя при этом в устье скважины 13 упругую ударную волну. С помощью циркуляционных насосов 6а осуществляют стационарную подкачку рабочей жидкости в пространство между внутренним и внешним трубопроводами 8 и 9 соответственно.

Предлагаемые способ и устройство позволяют увеличить нефтеотдачу пласта за счет уменьшения потерь энергии ударных волн при длинноволновом воздействии на нефтяную залежь за счет способа воздействия и конструкции коаксиального трубопровода, состоящего из внутреннего упругого трубопровода и внешнего трубопровода. В отличие от прототипа импульсная закачка рабочей жидкости осуществляется во внутренний упругий трубопровод, что позволяет провести практически без потерь энергию ударной волны по всей длине скважины и распространить ее на всех горизонтах пласта, вплоть до самого нижнего. Дополнительным условием сохранения и распространения энергии по всей длине скважины служит закачка рабочей жидкости в пространство между внутренним и внешним трубопроводами, и поддерживание одинаковых средних гидростатических давлений во внутреннем трубопроводе и в пространстве между внутренним и внешним трубопроводами.