ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

В данном способе в зоне обработки скважины располагают газогенератор с рабочим агентом из нескольких зарядов твердого топлива, содержащим основу в виде порошкообразного металла для получения в результате инициирования газогенератора изолирующей смеси, которую внедряют в зону изоляции пласта под действием давления, создаваемого газогенератором, особенность заключается в том, что применяют бескорпусной газогенератор, вначале осуществляют воспламенение по меньшей мере одного заряда, генерирующего только газ, которым вытесняют скважинную жидкость из зоны изоляции и одновременно прогревают поверхность стенок скважины и поверхностные слои изолируемого пласта, а затем с задержкой по времени, достаточной для вытеснения скважинкой жидкости из зоны изоляции, но не более трети времени горения заряда, генерирующего только газ, осуществляют воспламенение набора зарядов, генерирующих изолирующую смесь, при этом в качестве основы для получения изолирующей смеси используют порошкообразный металл или систему из двух таких металлов, не реагирующих с агрессивными жидкостями, причем таких, оксиды которых способны образовывать с оксидами породы изолируемого пласта эвтектический сплав.

Целесообразно внедрять изолирующую смесь в зону изоляции под давлением, превышающим горное, при обработке пластов, породы которых имеет низкую проницаемость (менее 0,05-0,1 мкм 2), для создания в пласте микротрещин, способствующих проникновению изолирующей смеси на большую глубину.

Способ осуществляют с помощью устройства, содержащего газогенератор с рабочим агентом из нескольких зарядов твердого топлива, содержащим основу для получения изолирующей смеси, особенность заключается в том, что газогенератор выполнен бескорпусным, рабочий агент представляет собой расположенный в газогенераторе снизу по меньшей мере один заряд баллиститного твердого топлива, генерирующий только газ, и набор зарядов смесевого твердого топлива, генерирующих изолирующую смесь, при этом между зарядом, генерирующим только газ, и набором зарядов, генерирующих изолирующую смесь, размещен замедлитель воспламенения последних.

Устройство для осуществления способа изоляции водопритока, зоны поглощения и отключения пласта скважины содержит заряд 1 баллиститного твердого топлива, заряды 2 смесевого твердого топлива, замедлитель 3 воспламенения зарядов 2 (на чертеже приведена конструкция пирозамедлителя), геофизический кабель 4 для монтажа и перемещения бескорпусного газогенератора.

Это устройство работает следующим образом. Собранный газогенератор опускают на кабеле 4 в скважину, заполненную скважинной жидкостью, в зону изолируемого интервала. По геофизическому кабели 4 подается электрический импульс для инициирования газогенератора. В первую очередь воспламеняется заряд 1. Продукты сгорания данного заряда образуют газовый "пузырь", вытесняющий скважинную жидкость из интервала скважины, где размещен газогенератор, одновременно прогрева поверхность стенок скважины и поверхностные слои изолируемого пласта, обеспечивая тем самым лучшие условия для проникновения изолирующей смеси в глубь породы, предотвращая преждевременную конденсацию изолирующей смеси у входа в поры и трещины коренной породы. Затем с задержкой по времени, достаточной для вытеснения скважинной жидкости из зоны изоляции, но не более трети времени горения заряда 1, воспламеняются заряды 2 (при более длительной задержке появляется опасность невоспламенения последних). Обеспечение задержки осуществляется с помощью известных в технике конструкций. Это могут быть пирозамедлитель или турбулизирующие шайбы, размещенные на торцах заряда 1 и одного из зарядов 2.

Заряды 2 при своей работе производят высокотемпературную гетерогенную смесь. При сгорании топлива введенный в его состав порошкообразный металл (титан, никель, любой другой металл, имеющий высокую теплоту сгорания для получения высокой температуры изолирующей смеси, образующий оксид, который имеет температуру плавления, ниже температуры гетерогенной смеси, и образовывает с оксидом коренной породы эвтектический сплав, оксид металла и эвтектический сплав должны быть устойчивы к кислотным смесям, применяемым при обработке скважин) превращается в оксид металла и вместе с газообразными продуктами сгорания образуют гетерогенную смесь, содержащую в виде аэрозоля капли жидкого оксида металла.

При проницаемости породы пласта более 0,1 мкм 2 такая смесь под действием давления, превышающего пластовое, задавливается в поры и трещины коренной породы, содержащей оксид кремни siО 2 (силикатные породы) или оксид кальция СаО (карбонатные породы), и за счет высоких температур взаимодействует с ними, образуя на границе контакта эвтектический сплав с более низкой температурой плавления, чем оксид коренной породы и оксид металла в гетерогенной смеси. При охлаждении оксид коренной породы и оксид металла кристаллизуются (затвердевают), образуя единую твердую систему с прочной адгезионной связью.

При изоляции пластов, породы которых имеют низкую проницаемость (менее 0,05-0,1 мкм 2), гетерогенную смесь задавливают в пласт под действием давления, превышающего горное, для создания в пласте микротрещин, способствующих проникновению смеси, содержащей капли жидкого оксида металла, и предотвращающих преждевременную конденсацию этих оксидов у входа в поры и трещины породы. Регулировку давления осуществляют выбором количества зарядов в составе газогенератора.

При необходимости понижения температуры плавления оксида металла, для повышения температуры горения твердого топлива при недостаточной калорийности одного металла, используют систему двойных оксидов. Двойные системы (хром и ванадий, хром и цирконий, алюминий и хром) позволяют синтезировать легкоплавкие системы, обеспечивающие взаимодействие расплава с коренной породой при относительно низких температурах. Использование в составе твердого топлива порошкообразных алюминия и свинца обеспечивают получение чрезвычайно низкоплавкой системы с температурой плавления 865°С, а взаимодействие данного расплава с породой, содержащей siО2 происходит при температуре 714°С. При этом данная система двойных окислов неожиданно оказалась весьма стойкой к взаимодействию с кислотными растворами (в отличие от собственно порошкообразного алюминия, применяемого при реализации способа по прототипу). Потеря веса при выдержке в течение 30 часов в 14%-ном растворе соляной кислоты составляет не более 4%.

Заявляемый способ изоляции с использованием бескорпусного газогенератора приведенной конструкции с зарядами 2, содержащими титан (температура газодиффузионной смеси около 3000°С; температура плавления tio 2 - 1870°С; температура плавления эвтектики sio 2 - tiО 2 - 1540°С; потеря веса в 14%-ном растворе НСl за 30 часов около 8%) был опробован на натурных скважинах Варьеганского месторождения. Было обработано 3 нефтяных скважины с высокой степенью обводненности (до 100%) и получены предполагаемые результаты.