СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ТЕКУЧИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ТЕКУЧИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 


RU (11) 2123579 (13) C1

(51) 6 E21B43/114 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98100543/03 
(22) Дата подачи заявки: 1998.01.22 
(45) Опубликовано: 1998.12.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1629500 A1, 23.02.91.SU 58591 A, 31.12.40. SU 406892 A, 05.05.74. SU 781325 A, 23.11.80. RU 2068554 C1, 27.10.94. RU 2077690 C1, 20.04.97. US 3175613 A, 30.03.65. US 3415321 A, 10.12.68. Oil and Gas Jaurnal, june 15, 1959, p.68. 
(71) Заявитель(и): Бабичев Николай Игорьевич; Николаев Александр Николаевич 
(72) Автор(ы): Бабичев Н.И.; Николаев А.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич; Николаев Александр Николаевич 

(54) СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ТЕКУЧИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Изобретение предназначено для использования при разработке продуктивных пластов, содержащих полезное ископаемое. Обеспечивает повышение производительности при создании зоны с повышенной проницаемостью. При осуществлении способа производят установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, затем ее перфорируют с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью. Перфорирование производят путем подачи высокоскоростного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки. Абразив подают в потоке воздуха, эжектируемого высоконапорной струей, концентрично последней. Разрушение пород пласта при образовании зоны повышенной проницаемости производят как за счет абразива, так и за счет песчаной фракции пород пласта. Устройство для осуществления способа состоит из корпуса, в котором размещена как минимум одна струеформирующая насадка. Высоконапорная струя с абразивом получается в результате смешения абразива с воздушным потоком в камере смешения и подачи абразива к струеформирующим насадкам через эжектор и завихритель. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке продуктивных пластов, содержащих нефть и/или газ. Другой областью использования может быть добыча воды из водоносных пластов. Принципиально возможно использование изобретения и при разработке месторождений твердых полезных ископаемых методами подземного выщелачивания.

Известен способ гидроструйной перфорации обсадных труб абразивной жидкостью для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, содержащих углеводороды, в котором разрушение стенок обсадной трубы производят высоконапорным потоком абразирующей жидкости с растворенным в ней газом (патент США, N 3175613, E 21 B 43/114, 1965).

Недостатком данного способа является невысокая интенсивность вскрытия и отсутствие зоны с повышенной проницаемостью.

Известно устройство для перфорации обсадных труб, включающее корпус с каналами для подачи высоконапорного потока абразирующей жидкости с растворенным в ней газом, в котором размещено по меньшей мере одно гидромониторное сопло (пат. США, N 3175613, E 21 B 43/114, 1965).

Данное устройство также не позволяет интенсифицировать процесс вскрытия продуктивного пласта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу является способ вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью путем подачи высоконапорного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки (авт. свид. СССР, N 1629500 A1, E 21 B 43/114, 1991 ).

Недостатком данного способа является низкая производительность вскрытия за счет раздельной подачи пескосмеси и воздуха, а также создание зоны с повышенной проницаемостью с неконтролируемыми свойствами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является устройство для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающее корпус с каналами для подачи высоконапорного потока жидкости и потока воздуха, в котором размещена, по меньшей мере, одна струеформирующая насадка, связанный с водо- и воздухоподающими колоннами труб (авт. свид. СССР, N 1629500 A1, E 21 B 43/114, 1991 ).

Недостатком данного устройства является невысокая производительность.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи интенсификации вскрытия и последующей добычи. Достигаемый при этом технический результат состоит в повышении производительности при обеспечении заданных технологических характеристик при создании зоны с повышенной проницаемостью.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающем установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью путем подачи высоконапорного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки, абразив к струеформирующим насадкам подают в потоке воздуха, эжектируемого высоконапорной струей концентрично последней, при этом зону повышенной проницаемости образуют на длину эффективной струи из смеси разрушенных пород пласта песчаной фракции и абразива с выдачей мелких глинистых фракций на поверхность.

А также тем, что в известном устройстве для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых, включающем корпус с каналами для подачи высоконапорного потока жидкости и потока воздуха, в котором размещена, по меньшей мере, одна струеформирующая насадка, связанный с водо- и воздухоподающими колоннами труб, оно снабжено камерой смешения абразива с воздушным потоком, эжектором для подачи абразива к струеформирующим насадкам и завихрителем высоконапорного потока жидкости и/или воздушного потока с абразивом, размещенным перед струеформирующей насадкой.

В указанную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения технического результата.

Предложенные способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг. 1 представлена технологическая схема осуществления способа, на фиг. 2 продольный разрез устройства для вскрытия продуктивных пластов.

Способ осуществляется следующим образом. В пробуренную до проектной отметки и обсаженную колонной обсадных труб 1 скважину 2 опускают устройство для перфорации стенок обсадной колонны - перфоратор 3, которым производят вскрытие продуктивного пласта 4 и создают зону с повышенной проницаемостью 5 вокруг скважины 2. Для этого через струеформирующие насадки 6 перфоратора 3 подают высоконапорный поток жидкости с абразивом, образуя струю. Абразив, в свою очередь, подают в потоке воздуха, который эжектируется высоконапорным потоком жидкости.

Подхваченный высоконапорным потоком жидкости абразив контактирует со стенкой обсадной трубы, в результате чего прорезается отверстие 7, сначала - в стенке обсадной трубы, а затем и в цементном кольце 8, удерживающем обсадную колонну. После этого приступают к гидроразрушению пород продуктивного пласта 4 этим же потоком. Образующаяся при гидроразрушении пульпа через прорезанные отверстия 7 попадает обратно в скважину 2 и по пульповыдачной колонне 9 выдается на поверхность.

После образования выработанного пространства 10 достаточного объема, вследствие уменьшения скорости потока, происходит частичное осаждение твердой фракции пульпы в выработанном пространстве 10. Твердая фракция при этом состоит из частиц абразива и мелких песчаных частиц разрушенных пород продуктивного пласта 4. Мелкую глинистую фракцию полностью выдают на поверхность. В потоке пульпы транспортируют также и неосевшую часть твердой фракции, из которой выделяют абразив для повторного использования, а оставшуюся часть подают на складирование, отделяя при этом от жидкой фазы. Отделение может производится как в скважине 2, так и на поверхности.

Таким образом, в результате частичного осаждения твердой фракции на длину эффективной струи вокруг скважины 2 образуется зона с повышенной проницаемостью 5, которую в дальнейшем при эксплуатации скважины используют в различных технологических целях, например в качестве фильтра при добыче воды.

Подаваемый вместе с абразивом воздух способствует отжатию пульпы от кровли 11 выработанного пространства 10 и позволяет производить гидроразрушение пород продуктивного пласта 4 в осушенном забое, что способствует увеличению эффективной длины струи и увеличению тем самым зоны с повышенной проницаемостью 5 вокруг скважины. Кроме того, подача воздуха позволяет увеличить глубину разработки за счет увеличения высоты подъема пульпы.

После прорезания отверстия и образования выработанного пространства заданного объема перфоратор переставляют на следующую позицию и в дальнейшем указанную последовательность операций выполняют до завершения процесса вскрытия.

Устройство для вскрытия продуктивных пластов полезных ископаемых состоит из корпуса 12, в котором выполнен канал 13 для подачи высоконапорного потока жидкости и канал 14 для подачи потока воздуха с абразивом. На боковой стенке корпуса 12 размещена по меньшей мере одна струеформирующая насадка 6. Каналы 13 и 14, выполненные в корпусе 12, связаны, соответственно, с водоподающей колонной труб 15 и воздухоподающей колонной труб 16.

Для подачи абразива в воздушный поток устройство имеет камеру смешения 17 абразива с воздушным потоком (на чертеже не показана). Эта камера может быть размещена как в скважине 2, так и на поверхности. При размещении камеры смешения 17 в скважине она может быть выполнена в корпусе 12 или над ним. Подача абразива в высоконапорную струю производится с помощью эжектора 18.

Повышение энергетических характеристик высоконапорной струи достигается путем установки завихрителя высоконапорного потока жидкости 19 и/или завихрителя воздушного потока с абразивом 20. Конструктивно завихритель 19 может быть выполнен в виде винтовых пазов в участке канала 13 для подачи высоконапорного потока жидкости, непосредственно примыкающего к струеформирующей насадке 6, или в самой насадке 6.

Завихритель 20 может быть выполнен в виде винтовых пазов на выходном участке канала 14 для подачи воздуха с абразивом.

Устройство работает следующим образом. После окончания обсадки скважины 2 и цементации колонны обсадных труб 1 в скважину 2 ниже почвы продуктивного пласта 4 опускают и устанавливают пакер 21, затем на заданную глубину опускают устройство и с помощью центрирующих фонарей 22 устанавливают его. К струеформирующим насадкам 6 подают высоконапорный поток жидкости. При вылете струи из сопла струеформирующей насадки 6 в околоструйном пространстве образуется разрежение, за счет чего туда эжектируется поток воздуха.

При прохождении через камеру смешения 17 в него подают абразив, который вместе с потоком воздуха поступает в высоконапорный поток жидкости и производит разрушение стенки обсадной трубы, затем цементного кольца и, наконец, начинает разрушать породу продуктивного пласта, образуя выработанное пространство. Образующаяся при этом пульпа по кольцевому пространству между колонной обсадных труб и корпусом устройства вначале подается на поверхность, где происходит отделение абразива для повторного использования, а затем частично твердую фракцию пульпы осаждают в выработанном пространстве для формирования зоны с повышенной проницаемостью 5. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ вскрытия продуктивных пластов текучих полезных ископаемых, включающий установку и цементацию в пробуренной скважине обсадной колонны, перфорацию обсадной колонны с образованием в призабойной зоне пласта зоны с повышенной проницаемостью путем подачи высоконапорного потока жидкости с абразивом через струеформирующие насадки, отличающийся тем, что абразив к струеформирующим насадкам подают в потоке воздуха, эжектируемого высоконапорной струей концентрично последней, при этом зону с повышенной проницаемостью образуют на длину эффективной струи из смеси разрушенных пород пласта песчаной фракции и абразива с выдачей мелких глинистых фракций на поверхность.

2. Устройство для вскрытия продуктивных пластов текучих полезных ископаемых, включающее корпус с каналами подачи высоконапорного потока жидкости и потока воздуха, в котором размещена по меньшей мере одна струеформирующая насадка, связанный соответственно с водо- и воздухоподающими колоннами труб, отличающееся тем, что оно снабжено камерой смешения абразива с воздушным потоком, эжектором для подачи абразива к струеформирующим насадкам и завихрителем высоконапорного потока жидкости и/или воздушного потока с абразивом, размещенным перед струеформирующей насадкой.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru