Патент на изобретение №2173767
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН
(57) Реферат: Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах. Обеспечивает повышение продуктивности нефтяных и газовых скважин за счет повышения эффективности кислотного реагента. При заканчивании скважины производят установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива и кислотного реагента с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом. Выполняют перфорационные каналы в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте с перемещением в перфорационные каналы газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и кислотного реагента. Твердое топливо и источник кислотного реагента совмещают. Организуют одновременное перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и кислотного реагента. В качестве твердого топлива и источника кислотного реагента используют смесь перхлората аммония, бифторида аммония и эпоксидного компаунда при следующем сотношении компонентов, мас. %: перхлорат аммония 30-45, бифторид аммония 45-65; эпоксидный компаунд 5-10 или смесь нитрата аммония, бифторида аммония, хлорида аммония и эпоксидного компаунда при следующем соотношении компонентов, мас. %: нитрат аммония 30-35, бифторид аммония 45-50, хлорид аммония 17-20, эпоксидный компаунд 3-5. 1 ил. Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах. Известен способ заканчивания скважины, включающий установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом, выполнение перфорационного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте и перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и химического реагента (патент РФ N 2119045, кл. E 21 В 43/117, опубл. 1998 г.). Известный способ позволяет повысить продуктивность нефтяных и газовых скважин при одновременном обеспечении их сохранности и снижении затрат времени на заканчивание скважин. Однако в ряде случаев, особенно в условиях карбонатного коллектора, эффективность способа оказывается недостаточной для достижения проектного дебита скважины. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ заканчивания скважины, включающий установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива и кислотного реагента с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом, выполнение перфорационного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте и перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и затем кислотного реагента (патент РФ N 2138623, кл. E 21 В 43/11, 43/117, опубл. 1999 г. – прототип). Известный способ оказывается недостаточно эффективным вследствие невысокой эффективности кислотного реагента. Техническая задача, решаемая заявляемым способом, заключается в повышении продуктивности нефтяных и газовых скважин за счет повышения эффективности кислотного реагента. Для решения поставленной задачи в способе заканчивания скважины, включающем установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива и кислотного реагента с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом, выполнение перфорационного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте и перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и кислотного реагента, согласно изобретению твердое топливо и источник кислотного реагента совмещают, организуют одновременное перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и кислотного реагента, в качестве твердого топлива и источника кислотного реагента используют смесь перхлората аммония, бифторида аммония и эпоксидного компаунда при следующем соотношении компонентов, мас.%: Перхлорат аммония – 30 – 45 Бифторид аммония – 45 – 65 Эпоксидный компаунд – 5 – 10 или смесь нитрата аммония, бифторида аммония, хлорида аммония и эпоксидного компаунда при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрат аммония – 30 – 35 Бифторид аммония – 45 – 50 Хлорид аммония – 17 – 20 Эпоксидный компаунд – 3 – 5 Признаками изобретения являются: 1) установка в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива и кислотного реагента; 2) последующее инициирование газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом; 3) выполнение перфорационного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте; 4) перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и кислотного реагента; 5) совмещение твердого топлива и источника кислотного реагента; 6) организация одновременного перемещения в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и кислотного реагента, 7) использование в качестве твердого топлива и источника кислотного реагента смеси перхлората аммония, бифторида аммония и эпоксидного компаунда или смеси нитрата аммония, бифторида аммония, хлорида аммония и эпоксидного компаунда; 8) количественное соотношение компонентов в твердом топливе и источнике кислотного реагента. Признаки 1-4 являются общими с прототипом, признаки 5-8 являются существенными отличительными признаками изобретения. Сущность изобретения При вскрытии продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах существует проблема увеличения площади поверхности фильтрации и повышения или сохранения на естественном уровне проницаемости пласта в зоне перфорационных каналов. В предложенном способе решается задача повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин за счет значительного прироста площади поверхности фильтрации перфорационных каналов. Задача решается следующей совокупностью операций. Производят установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом. Твердое топливо и источник кислотного реагента совмещают. Происходит одновременное перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и кислотного реагента. В качестве твердого топлива и источника кислотного реагента используют смесь перхлората аммония, бифторида аммония и эпоксидного компаунда при следующем соотношении компонентов, мас.%: Перхлорат аммония – 30 – 45 Бифторид аммония – 45 – 65 Эпоксидный компаунд – 5 – 10 или смесь нитрата аммония, бифторида аммония, хлорида аммония и эпоксидного компаунда при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрат аммония – 30 – 35 Бифторид аммония – 45 – 50 Хлорид аммония – 17 – 20 Эпоксидный компаунд – 3 – 5 В первой смеси перхлорат аммония NH4ClO4 является одновременно окислителем и образователем соляной кислоты, бифторид аммония NH4F2 является образователем фтористоводородной (плавиковой) кислоты, эпоксидный компаунд служит для связки компонентов топлива. Эпоксидный компаунд состоит из эпоксидной смолы ЭД-20 и полиэтиленполиамина в соотношении 10:1. Возможно использование других эпоксидных компаундов. При сгорании этой смеси образуются только газообразные продукты в количестве 700 л/кг в виде HCl, HF, H2, CO2, CO и N2. При сгорании 1 кг топлива из этой смеси образуется 0,37 кг плавиковой кислоты и 0,1 кг соляной кислоты. Температура сгорания на поверхности этой смеси составляет 2100oC. Во второй смеси нитрат аммония (аммиачная селитра) NH4NО3 выполняет роль окислителя. При сгорании этой смеси также образуются только газообразные продукты в количестве 600 л/кг в виде HCl, HF, H2, CO2, CO и N2. При сгорании 1 кг топлива из этой смеси образуется 0,3 кг плавиковой кислоты и 0,13 кг соляной кислоты. Температура сгорания на поверхности этой смеси составляет 1800oC. Для реализации предлагаемого способа используют устройство, представленное на чертеже. Устройство содержит заряд 1 бризантного взрывчатого вещества с кумулятивной облицованной металлом 2 выемкой, оболочку 3, средство инициирования 4 и газогенерирующий заряд 5 из твердого топлива с отверстием 6 по оси для формирования и прохождения кумулятивной струи. Заряд 5 расположен непосредственно у основания кумулятивного заряда 1 и воспламеняется в результате воздействия продуктов детонации бризантного взрывчатого вещества. Устройство установлено в обсадную колонну 7 с цементным кольцом 8. Устройство работает следующим образом. В обсадную колонну 7 с цементным кольцом 8 устанавливают оболочку 3 с кумулятивным зарядом 1, газогенерирующим зарядом 5 из твердого топлива. Производят инициирование кумулятивного заряда 1 подачей напряжения по кабелю (не показан) на средство инициирования 4. При срабатывании кумулятивного заряда 1 под действием кумулятивной облицованной металлом 2 выемки происходит формирование кумулятивной струи, проходящей через отверстие 6, частично разрушающей оболочку 3, обсадную колонну 7, цементное кольцо 8 и пространство за цементным кольцом. Образуется перфорационный канал. В результате воздействия продуктов взрыва кумулятивного заряда 1 происходит воспламенение газогенерирующего заряда 5. Образовавшиеся газы вместе с неуспевшей сгореть частью газогенерирующего заряда 5 выбрасываются в канал, сформированный ударом кумулятивной струи. Оболочка 3 при этом способствует направленному выбрасыванию вещества газогенерирующего заряда 5, создавая инертный (и частично прочностной) подпор для продуктов взрыва и горения. В результате термического, газоэрозионного и компрессионного воздействия продуктов сгорания газогенерирующего заряда 5, образующихся внутри оболочки 3 и внутри перфорационного канала, происходит интенсивный унос поверхностного уплотненного и загрязненного слоя со стенок канала, его прочистка и расширение с растрескиванием окружающей породы. В канале длительное время (по сравнению со временем воздействия кумулятивной струи) поддерживается высокое давление, что приводит к образованию протяженных трещин в слагающих породах в зоне перфорации. Образующаяся при перфорации поверхность фильтрации состоит из поверхности стенок перфорационного канала и поверхности стенок трещин в окружающей породе. В результате повышается проницаемость поверхности фильтрации, предотвращается закупорка пор и увеличиваются проходные сечения трещин в зону перфорации. Техническим результатом заявляемого способа является: – больший объем перфорационных каналов и, следовательно, большая площадь поверхности фильтрации при сохранении ее проницаемости, близкой к естественной; – относительная простота и быстродействие способа, позволяющие одновременно получить перфорационный канал и произвести мероприятия по повышению продуктивности скважины, – стабилизация продуктивных параметров зоны перфорации, обеспечение поддержания продуктивности на высоком уровне в течение более длительного времени. Примеры конкретного выполнения способа. Пример 1. Проводят заканчивание нефтедобывающей скважины, вскрывшей нефтяной пласт с карбонатным коллектором. Для реализации предлагаемого способа используют устройство, представленное на чертеже. В качестве твердого топлива газогенерирующего заряда используют смесь, включающую, мас.%: Перхлорат аммония – 30 Бифторид аммония – 65 Эпоксидный компаунд – 5 Устанавливают в обсадную колонну устройство, состоящее из кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива. Проводят инициирование газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом и выполняют перфорационные каналы в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте перемещением в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда. Пример 2. Выполняют как пример 1. В качестве твердого топлива газогенерирующего заряда используют смесь, включающую, мас.%: Перхлорат аммония – 45 Бифторид аммония – 45 Эпоксидный компаунд – 10 Пример 3. Выполняют как пример 1. В качестве твердого топлива газогенерирующего заряда используют смесь, включающую, мас.%: Перхлорат аммония – 35 Бифторид аммония – 58 Эпоксидный компаунд – 7 Пример 4. Выполняют как пример 1. В качестве твердого топлива газогенерирующего заряда используют смесь, включающую, мас.%; Нитрат аммония – 30 Бифторид аммония – 50 Хлорид аммония – 17 Эпоксидный компаунд – 3 Пример 5. Выполняют как пример 1. В качестве твердого топлива газогенерирующего заряда используют смесь, включающую, мас.%: Hитрат аммония – 35 Бифторид аммония – 45 Хлорид аммония – 17 Эпоксидный компаунд – 3 Пример 6. Выполняют как пример 1. В качестве твердого топлива газогенерирующего заряда используют смесь, включающую, мас.%: Нитрат аммония – 30 Бифторид аммония – 45 Хлорид аммония – 20 Эпоксидный компаунд – 5 В результате применения способа по примерам 1-6 повышается продуктивность нефтяных и газовых скважин в среднем на 5-10% по сравнению с прототипом. Это происходит за счет повышения эффективности кислотного реагента, выделяющегося в результате сгорания газогенерирующего заряда. Формула изобретения
Перхлорат аммония – 30 – 45 Бифторид аммония – 45 – 65 Эпоксидный компаунд – 5 – 10 или смесь нитрата аммония, бифторида аммония, хлорида аммония и эпоксидного компаунда при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрат аммония – 30 – 35 Бифторид аммония – 45 – 50 Хлорид аммония – 17 – 20 Эпоксидный компаунд – 3 – 5 РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
