Способ одновременного введения двух или более химических веществ и/или воды в подземный пласт углеводородов и/или контроля скорости химических реакций данных веществ и устройство для осуществления данного способа - RU2017124154A

1. Способ одновременного введения двух или более химических веществ и/или воды в пространство ствола скважины ниже пакера и/или продуктивную зону подземного углеводородного пласта и/или контроля скорости химических реакций указанных веществ и/или воды за счет подачи их контролируемого количества в пространство ствола скважины ниже пакера и/или продуктивную зону подземного углеводородного пласта через вертикальные или горизонтальные скважины с целью разведки и добычи газообразных углеводородов и/или жидких углеводородов, в частности, пластовой нефти, сланцевого газа или природного газа, и одновременного введения кабеля для соединения измерительных и/или регулирующих узлов в стволе скважины, где указанные химические вещества и/или воду подают в пространство ствола скважины ниже пакера и/или продуктивную зону подземного углеводородного пласта с контролируемой скоростью через свободную обсадную колонну посредством по меньшей мере трех отделенных друг от друга гибких насосно-компрессорных труб (гибких нагнетательных линий) или комбинации указанных гибких насосно-компрессорных труб (гибких нагнетательных линий) с жесткой насосно-компрессорной трубой ствола скважины, или посредством по меньшей мере одной гибкой многоканальной насосно-компрессорной трубы, содержащей внутри по меньшей мере три фиксированные стационарно гибкие насосно-компрессорные трубы меньшего диаметра, ведущие в пространство ствола скважины ниже/позади по меньшей мере одного дистанционно управляемого пакера и/или в продуктивную зону подземного углеводородного пласта, соединенного с устьем скважины, который после достижения необходимого положения герметизирует продуктивную зону вместе с пространством скважины ниже пакера.

2. Способ по п. 1, где пакер в горизонтальной скважине является дистанционно управляемым посредством его собственного привода, гибкой насосно-компрессорной трубы (нагнетательных линий), многоканальной насосно-компрессорной трубы, жесткой насосно-компрессорной трубы ствола скважины в комбинации с гибкой насосно-компрессорной трубой (нагнетательными линиями), за счет подходящего кабеля для установки пакера, или гидравлически, или посредством устройства, генерирующего электрические импульсы для приведения в движение механизм установки пакера.

3. Способ по п. 1, где указанная гибкая насосно-компрессорная труба (гибкие нагнетательные линии), или их комбинация с жесткой насосно-компрессорной трубой ствола скважины, или по меньшей мере одна гибкая многоканальная насосно-компрессорная труба, которые также содержат кабель для соединения измерительных и/или регулирующих узлов, вместе с датчиками температуры и/или давления и с по меньшей мере одним пакером опущены, в частности на подходящем тросе (каротажном кабеле), на требуемую глубину открытой вертикальной скважины, и впоследствии их фиксируют на внешней поверхности пакера относительно свободной обсадной колонны с использованием эластичного уплотнения.

4. Способ по п. 1, где указанную гибкую насосно-компрессорную трубу (гибкие нагнетательные линии), или их комбинацию с жесткой насосно-компрессорной трубой ствола скважины, или по меньшей мере одну гибкую многоканальную насосно-компрессорную трубу, которые содержат кабель для соединения измерительных и/или регулирующих узлов, вместе с датчиками температуры и/или давления и с по меньшей мере одним пакером перемещают до требуемого положения открытой горизонтальной скважины посредством привода пакера или посредством передвижения на гибких трубах (гибкая насосно-компрессорная труба ствола скважины), и впоследствии их герметизируют на внешней поверхности пакера относительно свободной обсадной колонны при помощи эластичного уплотнения, устойчивого к высокой температуре и/или высокому давлению.

5. Способ по п. 4, где совместно с первым пакером второй пакер перемещают через свободную обсадную колонну до требуемого положения для герметизации ствола скважины с противоположной стороны; перфорация обсадной колонны, соединенной с наружной продуктивной зоной, расположена между ними.

6. Способ по любому из пп. 1-5, где указанные химические вещества до введения в пространство ниже пакера в стволе скважины и/или продуктивную зону подземного углеводородного пласта смешаны друг с другом или смешаны с водой или веществами, действующими в качестве замедлителя реакции.

7. Способ по любому из пп. 3-6, где скорость тока химических веществ и/или воды или веществ, действующих в качестве замедлителя реакции, для контроля скорости химических реакций в пространстве ниже пакера в стволе скважины и/или продуктивной зоне подземного углеводородного пласта, контролируют на основании сигнала от применяемых в стволе скважины датчиков, в частности датчиков температуры и/или давления, расположенных ниже пакера в стволе скважины и/или продуктивной зоне подземного углеводородного пласта.

8. Способ по любому из пп. 1-7, где указанные химические вещества выбраны из группы соединений, включающей основные химические вещества - TGEC, т.е. композиции, из которых получают источник тепла и газов, такие как нитраты щелочных металлов, нитраты щелочно-земельных металлов, нитраты солей разных органических кислот, и/или RIS, т.е. химические вещества, инициирующие и стабилизирующие реакцию с TGEC, такие как различные бораты, бораны, алюминаты или аланы.

9. Способ по любому из пп. 1-8, где в комбинации гибкой насосно-компрессорной трубы (гибких нагнетательных линий) с жесткой насосно-компрессорной трубой ствола скважины указанные химические вещества и/или воду подают через гибкую насосно-компрессорную трубу (гибкие нагнетательные линии) и разведанные углеводороды добывают по жесткой насосно-компрессорной трубе ствола скважины.

10. Устройство для одновременного введения двух или более химических веществ и/или воды в пространство ствола скважины ниже пакера и/или продуктивную зону подземного углеводородного пласта, и/или для контроля скорости химической реакции указанных веществ посредством введения их контролируемого количества в пространство ствола скважины ниже пакера и/или продуктивную зону подземного углеводородного пласта через вертикальную или горизонтальную скважину для разведки и добычи газообразных углеводородов и/или жидких углеводородов, в частности пластовой нефти, сланцевого газа или природного газа, при помощи способа по любому из пп. 1-9, где устройство включает

a) внешнюю обсадную колонну, оснащенную вблизи ее конца в продуктивной зоне перфорацией; по меньшей мере один дистанционно управляемый пакер, соединенный гибкой насосно-компрессорной трубой (нагнетательными линиями) и/или кабелем данных с устьем скважины, который встроен в обсадную колонну; пакер с уплотнительной головкой, установленной на его верхней части, оснащенный эластичным уплотнением на по меньшей мере части его боковой поверхности, и

b) по меньшей мере три отделенные друг от друга гибкие насосно-компрессорные трубы (гибкие нагнетательные линии) или комбинацию указанных гибких насосно-компрессорных труб (гибких нагнетательных линий) с жесткой насосно-компрессорной трубой ствола скважины, или

по меньшей мере одну гибкую многоканальную насосно-компрессорную трубу, содержащую по меньшей мере три фиксированных стационарно гибких насосно-компрессорных трубы (гибкие нагнетательные линии) и/или каналы меньшего диаметра,

для обеспечения и/или контроля указанных химических веществ и для кабеля, соединяющего измерительные датчики или регулирующие узлы, ниже/позади указанного пакера, со съемным входом в уплотнительной головке пакера, проходящее через пакер, с выходом ниже/позади указанного пакера, в направлении продуктивной зоны.

11. Устройство по п. 10, где гибкая многоканальная насосно-компрессорная труба содержит внутри по меньшей мере четыре отделенных друг от друга фиксированных стационарно гибких насосно-компрессорных трубы (канала) меньшего диаметра; многоканальная насосно-компрессорная труба включает

первую насосно-компрессорную трубу (канал) для подачи основного химического вещества;

вторую насосно-компрессорную трубу (канал) для подачи инициирующего и стабилизирующего химического вещества;

третью насосно-компрессорную трубу (канал) для подачи воды и/или вещества, действующего в качестве замедлителя реакции; и

четвертую насосно-компрессорную трубу (канал) для введения кабеля для соединения измерительных или регулирующих узлов в скважине.

12. Устройство по п. 10 или 11, где гибкие насосно-компрессорные трубы (гибкие нагнетательные линии) внутри гибкой многоканальной насосно-компрессорной трубы фиксированы стационарно относительно друг друга за счет заполнения оставшегося пространства эластичным материалом на основе, например, силикона, устойчивого к внешнему давлению.

13. Устройство по п. 10, где для перемещения дистанционно управляемого пакера в горизонтальной скважине, пакер оснащен гидравлическим или электрическим приводом или включает дополнительное вспомогательное устройство для перемещения на тросе (каротажном кабеле) или перемещения посредством гибких труб (гибкая насосно-компрессорная труба ствола скважины), поскольку привод находится снаружи скважины; эластичное уплотнение пакера относительно обсадной колонны можно контролировать при помощи подходящего кабеля для установки пакера, или гидравлически, или посредством устройства, генерирующего электрические импульсы для приведения в движение механизма установки пакера.

14. Устройство по п. 10, где уплотнительная головка пакера содержит дополнительные отверстия (отверстия с нормальной трубной резьбой) для установки датчиков измерения температуры и/или давления или для возможности проведения кабеля датчиков температуры и/или давления ниже пакера.

15. Устройство по п. 10 или 14, где для дозирования указанных химических веществ и/или воды в пространстве ствола скважины ниже пакера и/или продуктивной зоне подземного углеводородного пласта гибкая насосно-компрессорная труба (гибкие нагнетательные линии), или комбинация указанной гибкой насосно-компрессорной трубы (гибких нагнетательных линий) с жесткой насосно-компрессорной трубой ствола скважины, или гибкая многоканальная насосно-компрессорная труба соединены с пространством ствола скважины ниже пакера и/или продуктивной зоной подземного углеводородного пласта и герметизированы относительно него за счет уплотнения на головке пакера и через контролирующие и/или регулирующие узлы, прикрепленные на уплотнительной головке пакера.

16. Устройство по п. 15, где контролирующие и/или регулирующие узлы представляют собой регулирующие клапаны и/или обратные капаны.

17. Устройство по любому из пп. 10-16, где контролирующие и/или регулирующие узлы, гибкая насосно-компрессорная труба (гибкие нагнетательные линии), или комбинация указанной гибкой насосно-компрессорной трубы (гибких нагнетательных линий) с жесткой насосно-компрессорной трубой ствола скважины, или гибкая многоканальная насосно-компрессорная труба, датчики температуры и/или давления в дополнение к головке пакера также фиксированы и герметизированы в пакере.

18. Устройство по любому из пп. 10-17, где устройство содержит ниже (вертикальная установка) или позади (горизонтальная установка) пакера, предпочтительно на конце гибкой насосно-компрессорной трубы (гибких нагнетательных линий) или гибкой многоканальной насосно-компрессорной трубы смеситель, возможно с мешалкой, соединяющий между собой предварительно отделенные насосно-компрессорные трубы (каналы), для перемешивания химических веществ.

19. Устройство по п. 10, где дистанционно управляемый пакер отделяет и герметизует пространство ствола скважины ниже пакера и/или продуктивную зону подземного углеводородного пласта от внешней атмосферы ниже устья скважины и выше пакера (применение пакера 1) и/или также ниже пакера (применение пакера 2) в стволе скважины.

20. Устройство по любому из пп. 10, 15 или 17-18, где гибкая насосно-компрессорная труба (гибкие нагнетательные линии) или гибкая многоканальная насосно-компрессорная труба представляет собой рукав с вплетенными волокнами из нержавеющей стали или рукав, изготовленный из пластика, предпочтительно из PTFE (тефлон).

21. Устройство по п. 10, где элемент безопасности установлен на поверхности скважины в направлении, перпендикулярном обсадной колонне.