ES2381947B1 - DEVICE AND METHOD TO TREAT A DAMAGED AREA OF STRATEG ADJACING TO A DRILLING AREA OF PETROLEUM OR GAS WELLS - Google Patents
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Abstract
La presente invención da a conocer un dispositivo y un método para tratar una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, mediante impulsos de alta presión. El dispositivo comprende una sección de alta presión para la acumulación de un gas, situada en el extremo más alejado de la superficie al introducir el dispositivo en el pozo; una válvula electromagnética unidireccional de alta presión dispensadora del gas; una sección de baja presión situada en el extremo opuesto del dispositivo a la sección de alta presión; una sección de dispensación de gas en la cual está radialmente situada al menos una tobera para la inyección del gas a la zona a tratar; y un contenedor que encierra las partes anteriores; así como medios exteriores de control del dispositivo. Además, el diámetro del dispositivo permite su introducción a través de una tubería de producción.The present invention discloses a device and a method for treating a damaged area of stratum adjacent to a drilling area of oil or gas wells, by means of high pressure pulses. The device comprises a high pressure section for the accumulation of a gas, located at the far end of the surface when the device is introduced into the well; a high pressure unidirectional gas pressure dispensing valve; a low pressure section located at the opposite end of the device to the high pressure section; a gas dispensing section in which at least one nozzle for the injection of the gas into the area to be treated is radially located; and a container that encloses the previous parts; as well as external means of control of the device. In addition, the diameter of the device allows its introduction through a production pipe.
Description
Dispositivo y método para tratar una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas. Campo de la invenciónDevice and method for treating a damaged area of stratum adjacent to a drilling area of oil or gas wells. Field of the Invention
La presente invención se refiere al campo de la explotación de pozos, por ejemplo pozos de petróleo, de gas, acuíferos, etc. Más específicamente se refiere al tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de dicho pozo con el fin de aumentar la permeabilidad de dicha zona dañada y por tanto la productividad del pozo. Antecedentes de la invención The present invention relates to the field of exploitation of wells, for example oil, gas, aquifer, etc. wells. More specifically, it refers to the treatment of a damaged area of stratum adjacent to a drilling area of said well in order to increase the permeability of said damaged area and therefore the productivity of the well. Background of the invention
Se sabe que la productividad en la extracción de reservas de petróleo y de gas gracias al efecto de la presión natural es de tan sólo el 30-50%, dependiendo del fenómeno que provoque el empuje natural (por ejemplo, gas disuelto, capa de gas sobre el yacimiento, capa de agua bajo el yacimiento, etc.). Por tanto, al disminuir la presión natural y reducirse la productividad del pozo se recurre a métodos para crear presión artificial en los mismos y así aumentar la productividad, tales como inyección de agua o de gas en lugares específicos. It is known that the productivity in the extraction of oil and gas reserves thanks to the effect of natural pressure is only 30-50%, depending on the phenomenon that causes natural thrust (for example, dissolved gas, gas layer over the reservoir, water layer under the reservoir, etc.). Therefore, by decreasing the natural pressure and reducing the productivity of the well, methods are used to create artificial pressure on them and thus increase productivity, such as water or gas injection in specific places.
Además, el petróleo suele encontrarse atrapado en conductos de lo que se denomina roca reservorio o arena, que es semejante a una gran esponja con canales microscópicos, y a medida que se extrae el petróleo la red de canales de la roca adyacentes a las paredes del pozo se van colmatando (dañando), afectando su permeabilidad y disminuyendo adicionalmente la productividad del pozo. In addition, oil is usually trapped in conduits of what is called reservoir rock or sand, which is similar to a large sponge with microscopic channels, and as the oil is extracted the network of rock channels adjacent to the well walls they fill up (damaging), affecting their permeability and further decreasing the productivity of the well.
Existen diversos métodos actualmente conocidos en la técnica para recuperar la productividad de pozos cuyo rendimiento se ha disminuido debido a estos fenómenos, tales como la fracturación hidráulica, explosión de pólvora, uso de reactivos químicos, uso de sustancias tensioactivas, etc. There are several methods currently known in the art to recover the productivity of wells whose performance has been reduced due to these phenomena, such as hydraulic fracturing, gunpowder explosion, use of chemical reagents, use of surfactants, etc.
La solicitud de patente internacional WO 2006/120257 describe un dispositivo y un método para tratar zonas obstruidas de roca adyacente a un pozo de petróleo y gas, y de ese modo aumentar su productividad. Dicho dispositivo comprende un contenedor cilíndrico sumergible que tiene una sección de alta presión para la acumulación de agente gaseoso de trabajo, una válvula electromagnética unidireccional de alta presión dispensadora del agente gaseoso, una sección de baja presión en la que están situados detectores de radiación gamma y de solidez de materia y equipos de transmisión de datos, una sección intermedia en la que están radialmente situadas un mínimo de dos toberas unidireccionales para inyectar el agente de trabajo en zonas que van a tratarse, y los equipos técnicos para el control y la operación. International patent application WO 2006/120257 describes a device and method for treating clogged areas of rock adjacent to an oil and gas well, and thereby increasing its productivity. Said device comprises a submersible cylindrical container having a high pressure section for the accumulation of working gaseous agent, a unidirectional high pressure solenoid valve dispensing the gaseous agent, a low pressure section in which gamma radiation detectors are located and of solidity of matter and data transmission equipment, an intermediate section in which a minimum of two unidirectional nozzles are radially located to inject the work agent in areas to be treated, and the technical equipment for control and operation.
El dispositivo de la solicitud de patente internacional WO 2006/120257 es adecuado para fracturar zonas colmatadas de roca y así mejorar la productividad de un pozo dado, sin embargo debido a su tamaño su aplicación supone liberar el interior del tubo de perforación extrayendo y desmontando el la tubería de producción y los demás componentes relacionados. Esta operación conlleva mucho tiempo y costes y por tanto supone considerables pérdidas económicas debido al tiempo de parada del proceso, con la consecuente pérdida de productividad. The device of the international patent application WO 2006/120257 is suitable for fracturing rock-filled areas and thus improving the productivity of a given well, however due to its size its application means releasing the inside of the drill pipe by removing and disassembling the the production pipe and other related components. This operation involves a lot of time and costs and therefore involves considerable economic losses due to the downtime of the process, with the consequent loss of productivity.
Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un dispositivo y un método que permitan recuperar y mejorar la productividad de un pozo de extracción, por ejemplo de petróleo o de gas, que resulte sencillo de poner en práctica y no suponga pérdidas de tiempo considerables, reduciendo de ese modo el coste de la operación. Therefore, there is still a need in the art for a device and a method that makes it possible to recover and improve the productivity of an extraction well, for example oil or gas, which is easy to put into practice and does not entail wasting time. considerable, thereby reducing the cost of the operation.
Sumario de la invención Summary of the invention
La presente invención se refiere en un primer aspecto a un dispositivo para tratar una zona colmatada (“dañada”) de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, mediante impulsos de alta presión. El dispositivo comprende una sección de alta presión para la acumulación de un gas, situada en el extremo más alejado de la superficie al introducir el dispositivo en el pozo; una válvula electromagnética unidireccional de alta presión dispensadora del gas; una sección de baja presión situada en el extremo opuesto del dispositivo a la sección de alta presión; una sección de dispensación de gas en la cual está radialmente situada al menos una tobera para la inyección del gas a la zona a tratar; y un contenedor que encierra las partes anteriores; así como medios exteriores de control del dispositivo. De manera característica, el diámetro del dispositivo es tal que permite su introducción a través de una tubería de producción. The present invention relates in a first aspect to a device for treating a clogged ("damaged") area of stratum adjacent to a drilling area of oil or gas wells, by means of high pressure pulses. The device comprises a high pressure section for the accumulation of a gas, located at the far end of the surface when the device is introduced into the well; a high pressure unidirectional gas pressure dispensing valve; a low pressure section located at the opposite end of the device to the high pressure section; a gas dispensing section in which at least one nozzle for the injection of the gas into the area to be treated is radially located; and a container that encloses the previous parts; as well as external means of control of the device. Typically, the diameter of the device is such that it allows its introduction through a production pipe.
En un segundo aspecto la presente invención da a conocer un método de tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, que comprende las etapas de introducir un dispositivo según el primer aspecto de la presente invención en el interior de un tubo de explotación del pozo y tratar con impulsos de alta presión la zona colmatada con una energía de hasta 800 kJ y una duración de las oscilaciones de la onda de impacto hasta su amortiguamiento completo. Breve descripción de los dibujosIn a second aspect the present invention discloses a method of treating a damaged area of stratum adjacent to a drilling area of oil or gas wells, which comprises the steps of introducing a device according to the first aspect of the present invention in the inside of a pipe of exploitation of the well and to treat with high pressure impulses the area filled with an energy of up to 800 kJ and a duration of the oscillations of the impact wave until its complete damping. Brief description of the drawings
La presente invención se entenderá mejor con referencia al siguiente dibujo que ilustra una realización preferida de la invención, proporcionada a modo de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera. The present invention will be better understood with reference to the following drawing illustrating a preferred embodiment of the invention, provided by way of example, and which should not be construed as limiting the invention in any way.
La figura 1 es un esquema de un dispositivo según la realización preferida de la presente invención. Descripción detallada de las realizaciones preferidas Figure 1 is a diagram of a device according to the preferred embodiment of the present invention. Detailed description of the preferred embodiments
En la figura 1 se muestra un dispositivo según una realización preferida de la presente invención. Se observa que dicho dispositivo comprende una sección de alta presión 10 para la acumulación de un gas, situada en el extremo más alejado de la superficie al introducir el dispositivo en el pozo; una válvula electromagnética unidireccional 12 de alta presión dispensadora del gas; una sección de baja presión 14 situada en el extremo opuesto del dispositivo a la sección de alta presión; una sección de dispensación de gas 16 en la cual está radialmente situada al menos una tobera 18 para la inyección del gas a la zona a tratar; un contenedor 20 que encierra las partes anteriores; y medios exteriores de control 22 del dispositivo. De manera característica el diámetro del dispositivo es tal que permite su introducción a través de un tubo de explotación de un pozo de extracción de petróleo o de gas, por ejemplo. Mediante la liberación por la al menos una tobera 18 del gas acumulado en la sección de alta presión 10 desde el interior del tubo de explotación se produce la fracturación de la zona colmatada adyacente. A device according to a preferred embodiment of the present invention is shown in Figure 1. It is noted that said device comprises a high pressure section 10 for the accumulation of a gas, located at the far end of the surface when the device is introduced into the well; a high pressure unidirectional solenoid valve 12 gas dispenser; a low pressure section 14 located at the opposite end of the device to the high pressure section; a gas dispensing section 16 in which at least one nozzle 18 is radially located for the injection of the gas into the area to be treated; a container 20 that encloses the anterior parts; and external control means 22 of the device. Typically, the diameter of the device is such that it allows its introduction through an operating tube of an oil or gas extraction well, for example. The fracturing of the adjacent clogged area results in the release of the accumulated gas in the high pressure section 10 from the inside of the operating tube by at least one nozzle 18.
Por tanto, el experto en la técnica constatará fácilmente que dicho dispositivo es útil para el tratamiento Therefore, the person skilled in the art will easily verify that said device is useful for the treatment
de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, mediante impulsos de alta presión. of a damaged area of stratum adjacent to a drilling area of oil or gas wells, by means of high pressure pulses.
Tal como se observa en la figura 1, según la realización preferida de la presente invención el dispositivo comprende además instrumentación para correlacionar la profundidad en el pozo 24 situados en la zona de baja presión 14 para determinar una zona dañada en la que debe usarse dicho dispositivo. As seen in Figure 1, according to the preferred embodiment of the present invention the device further comprises instrumentation for correlating the depth in the well 24 located in the low pressure zone 14 to determine a damaged area in which said device should be used. .
Tal como se observa igualmente en la figura 1, según la realización preferida de la presente invención la sección de dispensación de gas 16 está situada entre la sección de alta presión 10 y la sección de baja presión 14. As can also be seen in Figure 1, according to the preferred embodiment of the present invention the gas dispensing section 16 is located between the high pressure section 10 and the low pressure section 14.
Preferiblemente, el diámetro del dispositivo según la presente invención, que permite su introducción a través de un tubo de explotación de un pozo de extracción, es de aproximadamente 0,05 m a aproximadamente 0,14 m. Más preferiblemente, el diámetro del dispositivo según la presente invención es de aproximadamente 0,05 m. Preferably, the diameter of the device according to the present invention, which allows its introduction through an operating tube of an extraction well, is from about 0.05 m to about 0.14 m. More preferably, the diameter of the device according to the present invention is approximately 0.05 m.
En una realización preferida, el gas usado a alta presión para la fracturación de la zona colmatada es un gas inerte. Más preferiblemente, dicho gas es nitrógeno. In a preferred embodiment, the gas used at high pressure for fracturing the clogged area is an inert gas. More preferably, said gas is nitrogen.
Tal como se mencionó anteriormente, la presente invención se refiere igualmente a un método de tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas usando un dispositivo según el primer aspecto de la presente invención. El método de la presente invención comprende las siguientes etapas: As mentioned above, the present invention also relates to a method of treating a damaged area of stratum adjacent to a drilling area of oil or gas wells using a device according to the first aspect of the present invention. The method of the present invention comprises the following steps:
- --
- introducir un dispositivo tal como se definió anteriormente según la presente invención por el interior de la tubería de producción del pozo; y introducing a device as defined above according to the present invention through the interior of the well production line; Y
- --
- tratar con impulsos de alta presión y de forma selectiva las distintas partes de la zona dañada con energías de hasta 800 kJ y una duración de las oscilaciones de la onda de impacto hasta su amortiguamiento completo. deal with high pressure pulses and selectively the different parts of the damaged area with energies of up to 800 kJ and a duration of the oscillations of the impact wave until its complete damping.
En efecto, los impulsos con valores inferiores a 250 kJ no son suficientes para destruir el esqueleto de rocas sólidas y crear una red de grietas microscópicas adicionales que aumenten la permeabilidad de la zona de perforación. Indeed, pulses with values below 250 kJ are not enough to destroy the solid rock skeleton and create a network of additional microscopic cracks that increase the permeability of the drilling zone.
El experto en la técnica apreciará que gracias al diámetro reducido del dispositivo según la presente invención, el método se realiza sin necesidad de liberar previamente el interior del pozo de la tubería de producción y elementos asociados que se encuentran en su interior. Se evitan por tanto las etapas de extraer y desmontar la tubería de producción y los demás componentes relacionados, reduciendo así el tiempo de operación y permitiendo considerables ahorros económicos con respecto a la técnica anterior. The person skilled in the art will appreciate that thanks to the reduced diameter of the device according to the present invention, the method is carried out without the need to previously release the inside of the well of the production pipe and associated elements that are inside. The stages of extracting and dismantling the production pipe and other related components are thus avoided, thus reducing the operating time and allowing considerable economic savings with respect to the prior art.
En una realización preferida adicional, el método según la presente invención comprende además la etapa de tratar posteriormente mediante la generación de impulsos con una energía de 6-8 kJ y una frecuencia de 10-15 Hz, lo que permite purificar más eficazmente los depósitos dañados y las impurezas mecánicas del espacio natural poroso de la roca y de la red de grietas microscópicas de la misma. In a further preferred embodiment, the method according to the present invention further comprises the step of subsequently treating by generating pulses with an energy of 6-8 kJ and a frequency of 10-15 Hz, which makes it possible to more effectively purify damaged deposits. and the mechanical impurities of the porous natural space of the rock and the network of microscopic cracks thereof.
Aún en otra realización preferida, el método según la presente invención puede comprender además las etapas previas de: In yet another preferred embodiment, the method according to the present invention may further comprise the previous steps of:
- --
- determinar una zona dañada mediante un herramientas de registro de las propiedades del pozo; y determine a damaged area using a tool to record the properties of the well; Y
- --
- detener el dispositivo junto a la zona dañada detectada. stop the device next to the damaged area detected.
En una realización preferida, los instrumentos de registro de datos se encuentran formando parte del propio dispositivo. Preferiblemente, se encuentran en la zona de baja presión del dispositivo, tal como se describió anteriormente en el presente documento con relación a la realización preferida del dispositivo. Sin embargo, resulta evidente que en realizaciones alternativas dichos instrumento de registro de datos pueden ser independientes del dispositivo de la presente invención. In a preferred embodiment, the data recording instruments are part of the device itself. Preferably, they are in the low pressure zone of the device, as described hereinbefore in relation to the preferred embodiment of the device. However, it is evident that in alternative embodiments said data recording instrument may be independent of the device of the present invention.
Aunque se ha descrito la presente invención en relación a una realización preferida de la misma, resultará evidente para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversas modificaciones sin por ello apartarse del espíritu de la invención. Por ejemplo, tal como ya se ha mencionado, el dispositivo de la presente invención puede carecer de instrumentación de registro de datos sin que ello afecte a su funcionamiento. Dichos instrumentos podrían proporcionarse por ejemplo en un dispositivo independiente de la presente invención. Although the present invention has been described in relation to a preferred embodiment thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, as already mentioned, the device of the present invention may lack data recording instrumentation without affecting its operation. Such instruments could be provided for example in a device independent of the present invention.
Por otro lado, aunque se ha descrito de manera preferida que la sección de dispensación de gas se encuentra situada entre la sección de alta presión y la sección de baja presión, dicha sección de dispensación de gas también puede situarse en la parte inferior de la sección de alta presión, en el extremo opuesto a la sección de baja presión. On the other hand, although it has been described in a preferred manner that the gas dispensing section is located between the high pressure section and the low pressure section, said gas dispensing section can also be located at the bottom of the section high pressure, at the opposite end of the low pressure section.
Claims (5)
- --
- una sección de alta presión para la acumulación de un gas, situada en el extremo más alejado de la superficie al introducir el dispositivo en el pozo; a high pressure section for the accumulation of a gas, located at the far end of the surface when the device is introduced into the well;
- --
- una válvula electromagnética unidireccional de alta presión dispensadora del gas; a high pressure unidirectional gas pressure dispensing valve;
- --
- una sección de baja presión situada en el extremo opuesto del dispositivo a la sección de alta presión; a low pressure section located at the opposite end of the device to the high pressure section;
- --
- una sección de dispensación de gas en la cual está radialmente situada al menos una tobera para la inyección del gas a la zona a tratar; a gas dispensing section in which at least one nozzle for the injection of the gas into the area to be treated is radially located;
- --
- un contenedor que encierra las partes anteriores; y a container that encloses the previous parts; Y
- --
- medios exteriores de control del dispositivo; external means of control of the device;
- 2. 2.
- Dispositivo según la reivindicación anterior, caracterizado porque el diámetro es de aproximadamente 0,05 m a aproximadamente 0,14 m. Device according to the preceding claim, characterized in that the diameter is from about 0.05 m to about 0.14 m.
- 3. 3.
- Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el diámetro es de aproximadamente 0,05 m. Device according to claim 2, characterized in that the diameter is approximately 0.05 m.
- 4. Four.
- Método de tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, caracterizado porque comprende las etapas de: Method of treating a damaged area of stratum adjacent to a drilling area of oil or gas wells, characterized in that it comprises the steps of:
- --
- introducir un dispositivo tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 a través de la tubería de producción del pozo; y introducing a device as defined in any one of claims 1 to 3 through the well production line; Y
- --
- tratar con impulsos de alta presión la zona colmatada con una energía de hasta 800 kJ y una duración de las oscilaciones de la onda de impacto hasta su amortiguamiento completo. treat the area filled with high pressure pulses with an energy of up to 800 kJ with a duration of the oscillations of the impact wave until its complete damping.
- Categoría Category
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas 56 Documents cited Claims Affected
- X X
- WO 2006120257 A1 (BLACH SERVERA PEDRO ET AL) 16.11.2006, 1-2 WO 2006 120257 A1 (BLACH SERVERA PEDRO ET AL) 16.11.2006, 1-2
- Y Y
- página 11, línea 6 -página 15, línea 29; página 23, líneas 16-17; figura. 3-4 page 11, line 6 - page 15, line 29; page 23, lines 16-17; figure. 3-4
- Y Y
- US 5924490 A (STONE ET AL) 20.07.1999, resumen; figuras. 3-4 US 5924490 A (STONE ET AL) 20.07.1999, summary; figures. 3-4
- Y Y
- RU 2194852 C1 (GUBAR VLADIMIR ALEKSEEVICH ET AL) 20.12.2002, página 2; figuras. 1-3 RU 2194852 C1 (GUBAR VLADIMIR ALEKSEEVICH ET AL) 20.12.2002, page 2; figures. 1-3
- Y Y
- US 6250388 B1 (CARMI ET AL) 26.06.2001, columna 15, línea 40 -columna 16, línea 39; figuras 13-14. 1-3 US 6250388 B1 (CARMI ET AL) 26.06.2001, column 15, line 40-column 16, line 39; Figures 13-14. 1-3
- A TO
- US 3361204 A (HOWARD ET AL) 02.01.1968, columna 2, línea 43 -columna 4, línea 57; figuras. 1-4 US 3361204 A (HOWARD ET AL) 02.01.1968, column 2, line 43-column 4, line 57; figures. 1-4
- A TO
- US 5120935 A (NENNIGER ET AL) 09.06.1992, columna 7, línea 56 -columna 8, línea 42; columna 10, líneas 12-26; figura 2. 1-4 US 5120935 A (NENNIGER ET AL) 09.06.1992, column 7, line 56-column 8, line 42; column 10, lines 12-26; figure 2. 1-4
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- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
- Fecha de realización del informe 21.05.2012 Date of realization of the report 21.05.2012
- Examinador J. Angoloti Benavides Página 1/4 Examiner J. Angoloti Benavides Page 1/4
- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 3-4 1-2 SI NO Claims Claims 3-4 1-2 IF NOT
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO Claims Claims 1-4 IF NOT
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