RU2521169C1

RU2521169C1 - Reservoir recovery improvement method

Info

Publication number: RU2521169C1
Application number: RU2012145303/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Олегович Родионов; Александр Юрьевич Кивокурцев
Original assignee: Сергей Олегович Родионов; Александр Юрьевич Кивокурцев
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-06-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of oil production, in particular, to well stimulation methods. The well stimulation method include running in the source of pulsed infrasonic radiation at a logging cable to the well. The source is installed opposite the productive formation in the well perforation interval. Hydraulic impact is made. At that the source of pulsed infrasonic radiation represents a cable infrasonic hydrovibrator that includes a hollow body with a pair of pistons made of non-magnetic material and placed in its cavity. A compression spring is placed between the pistons. The body is equipped with openings placed at the body ends and in the spring area. Each piston is placed inside a coil. Hydraulic impact is made due to high-speed ejection of liquid jets from the source of pulsed infrasonic radiation when a control signal is sent from the pulse current source.

EFFECT: simplification of the method with increase in efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к способам возбуждения скважин.The invention relates to the field of oil production, and in particular to methods of stimulating wells.

Известны способ комплексного воздействия на продуктивный пласт и устройство для его осуществления (см. патент на изобретение RU 2321736, МПК E21B 43/25). Способ включает установку и закрепление в обсаженной скважине устройства, включающего цилиндр с всасывающим клапаном и размещенный в нем с возможностью осевого перемещения ступенчатый плунжер с нагнетательным клапаном. При возвратно-поступательном перемещении плунжера производят периодическое депрессионное воздействие на пласт и откачку жидкости путем изменения давления в подплунжерной камере. Дополнительно осуществляют волновое воздействие на пласт. Откачку жидкости, депрессионное и волновое воздействие осуществляют за время одного цикла возвратно-поступательного перемещения плунжера.A known method of complex effects on the reservoir and device for its implementation (see patent for invention RU 2321736, IPC E21B 43/25). The method includes installing and securing in a cased hole a device comprising a cylinder with a suction valve and a step plunger with a discharge valve placed with axial movement therein. During reciprocating movement of the plunger, a periodic depressive effect on the formation and pumping out of the liquid is made by changing the pressure in the sub-plunger chamber. Additionally carry out a wave action on the reservoir. Liquid pumping, depressive and wave action is carried out during one cycle of the reciprocating movement of the plunger.

Недостатком способа является невозможность создания гидроудара и репрессии на пласт, так как способ позволяет создавать только «мягкую» депрессию. Поэтому это устройство может быть использовано только для очистки призабойной зоны скважины и не может быть использовано для воздействия на пласт.The disadvantage of this method is the inability to create water hammer and repression on the reservoir, since the method allows you to create only a "mild" depression. Therefore, this device can only be used to clean the bottom-hole zone of the well and cannot be used to influence the formation.

Известны способ обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления (см. патент на изобретение RU 2180938, МПК E21B 43/25, E21B 28/00). Способ обработки призабойной зоны скважины включает доставку на кабеле в интервал продуктивного пласта имплозионной камеры и создание в зоне обработки депрессии на пласт. Одновременно доставляют на кабеле в интервал продуктивного пласта акустический вибратор и создают в зоне обработки акустические колебания для акустического облучения, при этом после предварительного акустического облучения пласта последующую его обработку ведут при импульсной депрессии-репрессии, интенсивность акустического облучения изменяют синхронно с периодами затухающих колебаний импульса гидравлического давления в скважине, созданного импульсной депрессией имплозионной камеры и последующими циркулирующими в стволе отраженными импульсами депрессии-репрессии от устья и забоя скважины, причем в периоды депрессии обеспечивают максимальную интенсивность акустического облучения, а в периоды репрессии - минимальную.A known method of processing the bottom-hole zone of the well and a device for its implementation (see patent for invention RU 2180938, IPC E21B 43/25, E21B 28/00). A method for processing a bottom-hole zone of a well includes delivering an implosion chamber on a cable to the interval of a productive formation and creating a depression in the treatment zone. At the same time, an acoustic vibrator is delivered on the cable to the interval of the productive formation and acoustic vibrations are created in the treatment zone for acoustic irradiation, while after preliminary acoustic irradiation of the formation, its subsequent processing is carried out under pulsed depression-repression, the acoustic radiation intensity is changed synchronously with the periods of damped oscillations of the hydraulic pressure pulse in the well created by the pulsed depression of the implosion chamber and subsequent reflection circulating in the wellbore impulses of depression-repression from the wellhead and the bottom of the well, and during periods of depression provide the maximum intensity of acoustic radiation, and during periods of repression - the minimum.

Недостатком способа является невозможность создания повторяющихся гидроударов и его использования для воздействия на пласт из-за применения одноразово срабатывающей имплозионной камеры, создающей один цикл депрессии на прискважинную зону пласта.The disadvantage of this method is the inability to create repetitive water hammer and its use for impact on the reservoir due to the use of a one-time implosion chamber that creates one cycle of depression in the borehole zone of the reservoir.

Известны способ и устройство для воздействия на пласты, содержащие текучие среды (см. патент на изобретение RU 2249685, МПК E21B 43/25). Способ создания ударной волны в жидкости в скважине включает сжатие части жидкости, внезапное высвобождение сжатой жидкости в оставшуюся жидкость, создавая таким образом сжимающую ударную волну, и повторение сжатия и высвобождения жидкости. Способ включает следующие стадии: расположение устройства, поддерживаемого насосно-компрессорной колонной и имеющего камеру и внутренний канал, в жидкости так, чтобы устройство было погружено в жидкость, при этом внутренний канал и камера имеют площади поперечных сечений, площадь поперечного сечения внутреннего канала меньше площади поперечного сечения камеры; подача жидкости в камеру и в канал; перемещение поршня в поршневом узле по каналу для сжатия жидкости в камере; перемещение поршня из канала в камеру для выхода сжатой жидкости через канал в жидкость, в которую погружено устройство, при этом поршневой узел включает поршень и штангу, проходящую через второй канал с уплотнением по отношению ко второму каналу для обеспечения уплотнения между сжатой жидкостью в камере и жидкостью в насосно-компрессорной колонне для изоляции насосно-компрессорной колонны над камерой от камеры.A known method and device for influencing formations containing fluids (see patent for invention RU 2249685, IPC E21B 43/25). A method of creating a shock wave in a fluid in a well includes compressing a portion of the fluid, suddenly releasing the compressed fluid into the remaining fluid, thereby creating a compressive shock wave, and repeating the compression and release of the fluid. The method includes the following steps: arranging a device supported by a tubing string and having a chamber and an inner channel in a liquid so that the device is immersed in the liquid, while the inner channel and the chamber have cross-sectional areas, the cross-sectional area of the inner channel is less than the cross-sectional area section of the camera; fluid supply to the chamber and channel; moving the piston in the piston assembly along the channel for compressing the fluid in the chamber; moving the piston from the channel into the chamber to exit the compressed fluid through the channel into the fluid into which the device is immersed, while the piston assembly includes a piston and a rod passing through the second channel with a seal relative to the second channel to provide a seal between the compressed liquid in the chamber and the liquid in a tubing string to isolate the tubing string above the chamber from the chamber.

Недостатком способа является невозможность его применения в процессе эксплуатации добывающих скважин из-за спуска устройства на насосно-компрессорных трубах.The disadvantage of this method is the impossibility of its application in the operation of production wells due to the descent of the device on the tubing.

Наиболее близким аналогом к заявляемому решению является способ увеличения нефтеизвлечения из нефтяного пласта ремонтируемой скважины (см. патент на изобретение RU 2163665, МПК E21B 43/25, E21B 28/00). На каротажном кабеле спускают в скважину термоволновой излучатель, в верхней части которого смонтирован пакер-поршень, цилиндром для которого является обсадная колонна, и устанавливают напротив продуктивного пласта, подлежащего обработке. Подают энергию для питания термоволнового излучателя по каротажному кабелю и производят обработку пласта термоволновыми излучениями в стационарном режиме с целью разогрева и размягчения твердых отложений в скважине и пласте. Затем с помощью лебедки каротажного подъемника осуществляют возвратно-поступательное движение пакер-поршня для создания низкочастотных инфразвуковых колебаний давления жидкости в обрабатываемом продуктивном пласте.The closest analogue to the claimed solution is a method of increasing oil recovery from the oil reservoir of a well being repaired (see patent for invention RU 2163665, IPC E21B 43/25, E21B 28/00). A thermal wave radiator is lowered into the well on the logging cable, in the upper part of which a packer-piston is mounted, for which the casing is a cylinder, and is installed opposite the producing formation to be processed. They supply energy to feed the thermal wave emitter through the logging cable and process the formation with thermal wave radiation in a stationary mode in order to heat and soften solid deposits in the well and formation. Then, using the logging hoist winch, the packer piston is reciprocated to create low-frequency infrasonic fluctuations in the fluid pressure in the treated reservoir.

Недостатками прототипа является необходимость генерации на забое скважины термоволновых излучений с частотой 400 - 2000 Гц с удельной мощностью излучаемой тепловой и волновой энергии не менее 10 кВт на 1 м толщины пласта, что делает способ энергозатратным.The disadvantages of the prototype is the need to generate at the bottom of the well thermal wave radiation with a frequency of 400 - 2000 Hz with a specific radiated heat and wave energy of at least 10 kW per 1 m of the formation thickness, which makes the method energy-intensive.

Задачей изобретения является разработка способа повышения нефтеотдачи пласта, не требующего больших энергозатрат.The objective of the invention is to develop a method of increasing oil recovery that does not require large energy costs.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в упрощении способа при повышении производительности.The technical result of the invention is to simplify the method while increasing productivity.

Указанный технический результат достигается тем, что способ повышения нефтеотдачи пласта, включающий спуск источника импульсного инфразвукового излучения на геофизическом кабеле в скважину, установку его напротив продуктивного пласта в зоне перфорации скважины, создание гидроудара, согласно решению, источник импульсного инфразвукового излучения представляет собой кабельный инфразвуковой гидровибратор, включающий полый корпус с расположенной в полости парой поршней из магнитного материала, между поршнями расположена пружина сжатия, корпус снабжен отверстиями, расположенными на концах корпуса и в области пружины, при этом каждый поршень расположен внутри катушки, гидроудар создают за счет высокоскоростного выброса струй жидкости из источника импульсного инфразвукового излучения при подаче на него управляющего сигнала от источника импульсного тока.The specified technical result is achieved by the fact that the method of increasing oil recovery, including the descent of the pulsed infrasound radiation source on the geophysical cable into the well, installing it opposite the reservoir in the perforation zone of the well, creating a water hammer, according to the solution, the pulsed infrasound radiation source is a cable infrasonic hydraulic vibrator, comprising a hollow body with a pair of pistons made of magnetic material located in the cavity, a spring is compressed between the pistons I, the housing is provided with openings located at the ends of the housing and in the region of the spring, each piston is located inside the coil, create a water hammer due to high-speed ejection of liquid jets of pulsed infrasound radiation source upon application of the control of the pulse current source.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства для реализации способа повышения нефтеотдачи пласта - источника импульсного инфразвукового излучения, представляющего собой кабельный инфразвуковой гидровибратор; на фиг. 2 - кабельный инфразвуковой гидровибратор в разрезе. Позициями на чертежах обозначены:The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of a device for implementing a method of increasing oil recovery - a source of pulsed infrasound radiation, which is a cable infrasonic hydraulic vibrator; in FIG. 2 - sectional infrasonic cable hydraulic vibrator. The positions in the drawings indicate:

1 - корпус;1 - housing;

2 - катушка;2 - coil;

3 - геофизический кабель;3 - geophysical cable;

4 - поршень;4 - the piston;

5 - пружина;5 - spring;

6 - полость;6 - cavity;

7 - отверстие.7 - hole.

Способ повышения нефтеотдачи пласта, включающий спуск в скважину на геофизическом кабеле кабельного инфразвукового гидровибратора, установку его напротив продуктивного пласта в зоне перфорации скважины, создание гидроудара. Кабельный инфразвуковой гидровибратор содержит полый корпус 1 с расположенной в полости 6 парой поршней 4 из магнитного материала с высокой коэрцитивной силой. Между поршнями расположена пружина 5 сжатия. Корпус снабжен отверстиями 7 (промывочными окнами), расположенными на концах корпуса и в области пружины и соединяющими полость корпуса с внешней средой. Корпус снабжен парой катушек 2, закрепленных на корпусе таким образом, чтобы каждый поршень был расположен внутри катушки. Корпус выполнен с возможностью подключения к геофизическому кабелю 3. Катушки гидровибратора при помощи геофизического кабеля соединены с источником импульсного тока, питаемым от бортовой сети геофизического подьемника 220в. Катушка может быть выполнена, по крайней мере, из двух секций, последовательно расположенных вдоль оси корпуса, предпочтительным является выполнение каждой катушки из трех последовательных секций. Секции двух катушек расположены таким образом, чтобы при пропускании по ним импульса тока генерировались магнитные поля, направленные навстречу друг к другу.A method of increasing oil recovery, including the descent into the well on a geophysical cable of a cable infrasonic hydraulic vibrator, installing it opposite the producing formation in the zone of perforation of the well, creating a water hammer. Cable infrasonic hydraulic vibrator contains a hollow body 1 with a pair of pistons 4 made of magnetic material with high coercive force located in the cavity 6. Between the pistons is located a compression spring 5. The housing is provided with openings 7 (flushing windows) located at the ends of the housing and in the area of the spring and connecting the cavity of the housing with the external environment. The housing is equipped with a pair of coils 2 mounted on the housing so that each piston is located inside the coil. The housing is configured to be connected to a geophysical cable 3. The hydro-vibrator coils are connected with a geophysical cable to a pulsed current source powered from the on-board network of a 220v geophysical elevator. The coil can be made of at least two sections sequentially located along the axis of the housing, it is preferable to perform each coil of three consecutive sections. The sections of the two coils are arranged so that when a current pulse is passed through them, magnetic fields are generated that are directed towards each other.

Согласно заявляемому способу, гидровибратор спускают в скважину на геофизическом кабеле и устанавливают напротив расчетных точек обработки внутри интервала перфорации. В опущенном в скважину положении отверстия на концах корпуса образуют верхние и нижние промывочные окна, а отверстия в области пружины образуют средние промывочные окна, а поршни расположены один над другим. Внутренняя полость корпуса вибратора сообщается со скважиной через верхние, нижние и средние промывочные окна. Действие вибратора основано на заборе скважинной жидкости через одни промывочные окна и ее высокоскоростном импульсном выбросе через другие окна. От источника импульсного тока подают на гидровибратор управляющий сигнал в виде короткого импульса мощностью 3,5кВ. Проходящий по обмотке катушки ток генерирует магнитное поле, выталкивающее поршень из внутреннего пространства катушки, причем катушки выталкивают поршни навстречу друг другу. Нижний поршень движется вверх, а верхний вниз, поршни сближаются с высокой скоростью (например, 1,5 км/сек), сжимая при этом расположенную между ними пружину. Жидкость из полости между поршнями выходит на большой скорости из средних промывочных окон, что и создает гидроудар (стадия репрессии в средней точке), одновременно происходит забор жидкости через верхние и нижние промывочные окна в полости с внешних сторон поршней (стадия депрессии в верхней и нижней точках). После максимально возможного сближения поршней и окончания импульса тока по действием сжатой пружины начинается движение поршней в противоположном друг относительно друга направлении, то есть, верхний поршень движется вверх, а нижний - вниз. Жидкость, сжимаемая поршнями, выходит их полости корпуса через верхние и нижние промывочные окна и поступает в полость корпуса через средние промывочные окна (стадия депрессии в средней точке и репрессии в нижней и верхней точках). Когда поршни достигают крайних положений, то есть верхний поршень достигает верхней точки, а нижний - нижней точки, вновь подают управляющий сигнал, цикл повторяется, поршни движутся навстречу друг другу.According to the claimed method, the hydraulic vibrator is lowered into the well on a geophysical cable and set opposite the calculated processing points within the perforation interval. In the lowered position of the hole, the holes at the ends of the body form the upper and lower washing windows, and the holes in the spring area form the middle washing windows, and the pistons are located one above the other. The internal cavity of the vibrator body communicates with the well through the upper, lower and middle flushing windows. The action of the vibrator is based on the intake of the borehole fluid through one flushing window and its high-speed pulse discharge through other windows. A control signal in the form of a short pulse with a power of 3.5 kV is supplied to the hydraulic vibrator from a source of pulsed current. The current flowing through the coil of the coil generates a magnetic field pushing the piston out of the inner space of the coil, and the coils push the pistons towards each other. The lower piston moves up and the upper down, the pistons approach at a high speed (for example, 1.5 km / s), compressing the spring located between them. The fluid from the cavity between the pistons exits at high speed from the middle washing windows, which creates a water hammer (repression stage at the midpoint), at the same time fluid is drawn through the upper and lower washing windows in the cavity from the outside of the pistons (depression stage at the upper and lower points ) After the pistons come together as close as possible and the current pulse ends by the action of a compressed spring, the pistons begin to move in the opposite direction to each other, that is, the upper piston moves up and the lower piston moves down. The fluid compressed by the pistons exits their body cavities through the upper and lower washing windows and enters the body cavity through the middle washing windows (depression stage at the middle point and repression at the lower and upper points). When the pistons reach their extreme positions, that is, the upper piston reaches the upper point and the lower piston reaches the lower point, the control signal is given again, the cycle repeats, the pistons move towards each other.

Это движение двух типов - а) на стадии депрессии жидкость импульсно, рывком движется из пласта в ствол скважины и очищает поровое пространство призабойной зоны пласта (ПЗП), б) на стадии репрессии жидкость рывком загоняется в пласт и производит микроразрыв каналов фильтрации. Многократно повторяя эти процессы, при помощи заявляемого способа возможно значительно увеличить гидропроводность ПЗП, способствуя увеличению дебитов скважин.This movement is of two types: a) at the stage of depression, the liquid impulses, jerkily moves from the formation to the wellbore and cleans the pore space of the bottom-hole zone of the formation (PZP), b) at the stage of repression, the liquid is jerked into the formation and produces microfracturing of the filtration channels. Repeating these processes many times, using the proposed method it is possible to significantly increase the hydraulic conductivity of the bottomhole formation zone, contributing to an increase in well production.

Claims

A method of increasing oil recovery, including the descent of the pulsed infrasound radiation source on the geophysical cable into the well, installing it opposite the reservoir in the perforation zone of the well, creating a water hammer, characterized in that the pulsed infrasound radiation is a cable infrasonic hydraulic vibrator comprising a hollow housing with cavities by a pair of pistons made of magnetic material, a compression spring is located between the pistons, the housing is equipped with holes located on ontsah housing and in the region of the spring, each piston is located inside the coil, create a water hammer due to high-speed ejection of liquid jets of pulsed infrasound radiation source upon application of the control of the pulse current source.