RU2133332C1 - Способ интенсификации добычи нефти - Google Patents
Способ интенсификации добычи нефти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133332C1 RU2133332C1 RU98112989A RU98112989A RU2133332C1 RU 2133332 C1 RU2133332 C1 RU 2133332C1 RU 98112989 A RU98112989 A RU 98112989A RU 98112989 A RU98112989 A RU 98112989A RU 2133332 C1 RU2133332 C1 RU 2133332C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sound
- resonator
- acoustic
- frequency
- oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Использование: в области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при механизированном способе добычи нефти. Обеспечивает увеличение притока нефти из призабойной зоны пласта акустическим воздействием ультразвукового диапазона частот, с дегазацией нефти. Сущность изобретения: по способу в скважину спускают насосно-компрессорные трубы. На них спускают генератор звуковых колебаний, например, насос спускают акустическое устройство в виде резонатора-генератора звука. Насосом возбуждают колебания звука. Звуковые колебания трансформируют акустическим резонатором-генератором звука. Его размещают на забое скважины. Трансформирование им звуковых колебаний осуществляют трансформированием волн низких частот в область высоких частот ультразвукового диапазона. Ими производят дегазацию нефти с последующим уменьшением ее вязкости и ростом дебита скважины. 5 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности может быть использовано при механизированном способе добычи нефти.
Известен способ интенсификации добычи нефти, например, снижение гидростатического давления (депрессией) в скважине до оптимальной величины с одновременным контролем нефти по эмиссионным и фильтрационным составляющим акустического звука в зоне притока [1].
Недостаток данного способа заключается в том, что при изменении депрессии на пласт (во время поиска оптимального гидростатического давления) в около скважинной зоне пласта с понижением перового давления возрастает величина эффективного давления на скелет породы, равного разности между горным и поровым, которая упруго деформирует скелет породы, уменьшая пористость и проницаемость пласта.
В случае снижения давления ниже оптимального дебит скважины уменьшается за счет хрупко пластического уплотнения порово-трещинных каналов и не восстанавливается при выравнивании гидростатического давления и первоначально установленному оптимальному значению, т.к. неупругие деформации породы пласта необратимы.
Наиболее близким по технической сущности является способ интенсификации добычи нефти, включающий спуск в скважину насосно-компрессорных труб, генератора звуковых колебаний, например, насоса на насосно-компрессорных трубах акустического устройства, в виде резонатора-генератора звука, возбуждение насосом колебаний звука и трансформирование акустическим резонатором-генератором звука звуковых колебаний [2].
Недостаток данного способа заключается в том, что при трансформировании акустическим резонатором-генератором звука звуковых колебаний отсутствует область высоких частот ультразвукового диапазона, которыми можно осуществлять дегазацию нефти с последующим уменьшением вязкости и роста дебита скважины.
Задачей изобретения является увеличение притока нефти из призабойной зоны пласта акустическим воздействием ультразвукового диапазона частот, которые производили бы дегазацию нефти.
Решение задачи достигается тем, что акустический резонатор-генератор звука размещают на забое скважины, а трансформирование им звуковых колебаний осуществляет трансформированием волн низких частот в область высоких частот ультразвукового диапазона, которыми производят дегазацию нефти с последующим уменьшением ее вязкости и ростом дебита скважины.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявленном способе осуществляют акустическим резонатором-генератором звука трансформацию волн низких частот из спектра звука, присутствующего в призабойной зоне скважины, в высокие частоты ультразвукового диапазона для воздействия на параметры нефти, в частности, на уменьшение вязкости путем ультразвуковой дегазации.
Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "Новизна".
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что воздействие на призабойную зону с целью интенсификации добычи нефти акустическим излучением известен [2]. Однако неизвестно, что с помощью акустического резонатора-генератора звука можно осуществлять ультразвуковую дегазацию уменьшая тем самым вязкость и увеличивать приток нефти.
Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Предложенное решение может быть неоднократно использовано на любых скважинах при различных механизированных способах добычи нефти.
Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".
Основные положения физической сущности способа для интенсификации добычи нефти.
1. Воздействие акустического поля на выделение газа из жидкости.
Звуковые колебания, излученные в жидкую среду, создают акустическое поле, которое изменяет характеристику среды и происходящие в ней процессы. Так, изменяется скорость, коэффициент затухания и т.д. Помимо этого, в среде происходят такие процессы, как кавитация, дегазация, возникают акустические потоки и т.п.
Значение интенсивности акустического поля, необходимое для воздействия на среду, существенно зависит от его исходного термодинамического состояния. Для того, чтобы перевести систему из состояния устойчивого термодинамического равновесия в новое стационарное состояние, требуется огромная энергия внешнего воздействия.
Если же система находится в состоянии, близком к термодинамической неустойчивости (метастабильном состоянии), то внешнее воздействие даже малой интенсивности способно перевести ее в качественно новое состояние.
Система приходит в состояние неустойчивости тогда, когда значение какого-либо характеристического параметра (например, давление, температура) близко к критическому. Поэтому энергетически наиболее выгодно осуществлять воздействие на систему, находящуюся в метастабильном состоянии.
Результаты воздействия в значительной мере определяются соотношением между энергией воздействия и энергией, необходимой для перехода системы в качественно новое состояние.
Воздействие акустического поля на жидкость описывают с помощью явлений: дегазации и кавитации. Они ускоряют фазовые переходы, влияют на теплообмен и диффузию и т.п.
Механизм акустической дегазации или кавитации основан на наличии в жидкости мельчайших пузырьков-зародышей, а также их распределения по размерам могут быть весьма различными. Они определяют реальную "дефектную" структуру жидкости и тем самым пороговые значения растягивающих усилий, необходимых для "разрыва" жидкости и образования пузырька-каверны.
В акустическом поле различные пузырьки-зародыши являются центрами "перекачки" газа из жидкости в пузырек. Практически всякая жидкость содержит газ в растворимом виде и в виде пузырьков. В нефти, например, при атмосферном давлении и температуре 20oC находятся от 2 до 10% углеводородных газов [3]. С увеличением давления растворимость газов в воде и нефти возрастает.
Распространение акустического поля в жидкости с мелкими пузырьками могут вызвать его выделение - дегазацию. Стенки пузырька начинают колебаться, жидкость вокруг приходит в движение, а сам пузырек перемещается в область пониженного давления.
В зависимости от газонасыщенности и свойств жидкости, а также интенсивности и частоты акустического поля пузырьки могут пульсировать около своего равновесного размера: они могут также расти и растворятся либо, увеличившись до наибольшего размера, охлопываться. Мелкие пузырьки способны коалесцировать под действием сил притяжения Бьеркнеса и радиационного давления, образовавшиеся большие пузырьки могут всплывать.
В работе [3] показано, что в акустическом поле интенсивностью 8 - 10 кВт/м2 при частоте 5 - 20 кГц экспериментально наблюдается изменение сдвиговой вязкости нефтей (снижение вязкости жидкости в акустическом поле объясняют ее частичным нагревом за счет поглощения упругой энергии и разрывом связей у отдельных макромолекул при кавитации).
Обычно вязкость жидкости после акустического воздействия сначала снижается на 20-30%, а в последующем либо восстанавливается (в докавитационном и слабо кавитационном режиме), либо не восстанавливается (в развитом кавитационном режиме) [3].
Такие параметры, т. е. акустическое поле интенсивностью 8 -10 кВт/м2 с частотой 18 - 25 кГц можно получить специальным акустическим резонатором-генератором звука (например, резонатором Гельмгольца) для интенсификации добычи нефти. Кроме того генератор не нуждается в электрической энергии или энергии потока жидкости (газа). Он работает на энергии упругих колебаний фильтрационных шумов флюида и упругих колебаний погружной установки (глубинного электроцентробежного насоса, спущенного в скважину на насосно-компрессорных трубах) частота которых распространяется до забоя.
2. Резонатор Гельмгольца.
Резонатор Гельмгольца - это сосуд, соединяющийся с внешней средой через небольшое отверстие или трубку.
Характерной особенностью резонатора является способность совершать низкочастотные собственные колебания, длина которых значительно больше размеров резонатора. Согласно теории, развитой Гельмгольцем и Рэлеем, акустический резонатор рассматривается как колебательная система с одной степенью свободы.
В первом приближении можно считать, что кинетическая энергия сосредоточена в слое среды, движущейся в трубке, называемой горлом акустического резонатора, подобно жесткому поршню, а потенциальная энергия связана с упругой деформацией среды заключенного в объеме.
Тогда собственная частота акустического резонатора не зависит от формы сосуда и формы поперечного сечения трубы и выражается формулой [4]
где с - скорость звука в среде;
V - объем сосуда;
F - площадь поперечного сечения горла;
h - длина горла.
где с - скорость звука в среде;
V - объем сосуда;
F - площадь поперечного сечения горла;
h - длина горла.
В виду того, что входной импеданс акустического резонатора на частоте f мал, наличие такого резонатора на стенке звуковода (или внутри звуковода) резко изменяет условия распространения звуковой волны с частотой f, вызывая ее эффективное отражение и рассеяние.
Это свойство акустического резонатора, т.е. рассеяние из спектра технологического шума заданной частоты можно использовать для ультразвуковой дегазации.
3. Трансформация волн низких частот в волны высоких частот ультразвукового диапазона.
Пусть в волноводе распространяется нормальная волна номера q с частотой ω. Для волновода с жесткими стенками эта волна имеет вид [5]
P0(x,z) = AciξgxCos(Kq,Z), (2)
где Kq = qπ/h;
c - скорость звука в среде.
P0(x,z) = AciξgxCos(Kq,Z), (2)
где Kq = qπ/h;
c - скорость звука в среде.
Под действием волны (2) резонатор возбуждается и создает рассеянное поле P(x, z)
где K = ω/c - волновое число;
ρ - плотность среды:
Vо - объемная скорость, создаваемая резонатором при воздействии на него падающего поля Pо:
h - диаметр волновода;
Величину Vо и, следовательно, поле P(x, z) находят, используя уравнение вынужденных колебаний резонатора под действием поля Pо(x, z). Это уравнение имеет вид
Mz″+(r0+r/z′+(l/χ)z = -aAe-iωt, (4)
где М - эффективная масса (масса жидкости в горле резонатора плюс присоединенная масса);
а - ширина горла;
χ - гибкость;
rо - сопротивление трения;
r - сопротивление излучения.
где K = ω/c - волновое число;
ρ - плотность среды:
Vо - объемная скорость, создаваемая резонатором при воздействии на него падающего поля Pо:
h - диаметр волновода;
Величину Vо и, следовательно, поле P(x, z) находят, используя уравнение вынужденных колебаний резонатора под действием поля Pо(x, z). Это уравнение имеет вид
Mz″+(r0+r/z′+(l/χ)z = -aAe-iωt, (4)
где М - эффективная масса (масса жидкости в горле резонатора плюс присоединенная масса);
а - ширина горла;
χ - гибкость;
rо - сопротивление трения;
r - сопротивление излучения.
Величина r определяется по формуле
где N - число нормальных волн, распространяющихся в волноводе (кроме нулевой волны).
где N - число нормальных волн, распространяющихся в волноводе (кроме нулевой волны).
Решение уравнения (4) представляется в виде
где R = (rо + r);
tgγ = (Rω)/[1/χ-ω2M]
Объемная скорость Vо записывается в виде
Если частота звука совпадает с собственной частотой резонатора (ω = ω0= 1/√χM и сопротивление трения мало по сравнению с сопротивлением излучения (rо < r), то эта формула принимает вид
Таким образом, рассеянное поле P(x,z) получается из формулы (3) и (8)
где амплитуда An нормальных волн вычисляется по формуле
Из этих формул следует
1. Амплитуда рассеянных вперед и назад нормальных волн одинаковы.
где R = (rо + r);
tgγ = (Rω)/[1/χ-ω2M]
Объемная скорость Vо записывается в виде
Если частота звука совпадает с собственной частотой резонатора (ω = ω0= 1/√χM и сопротивление трения мало по сравнению с сопротивлением излучения (rо < r), то эта формула принимает вид
Таким образом, рассеянное поле P(x,z) получается из формулы (3) и (8)
где амплитуда An нормальных волн вычисляется по формуле
Из этих формул следует
1. Амплитуда рассеянных вперед и назад нормальных волн одинаковы.
2. Из формулы (10) видно, что возбуждение нормальных волн в волноводе не зависит от номера q падающей волны. Это объясняется тем, что резонатор реагирует лишь на давление, а давление, создаваемое падающей волной на жесткой стенке волновода, зависит только от амплитуды этой волны.
3. Поскольку амплитуда An обратно пропорциональна величине ξn, то степень возбуждения нормальной волны возрастает при увеличении номера.
4. Доплеровский эффект сдвига частоты рассеянного звука при движении рассеивателя.
Подобно пузырьку газа в жидкости, резонатор Гельмгольца - препятствие, весьма сильно рассеивающее звук на своей резонансной частоте.
Под действием первичной волны резонансной частоты резонатор приходит в интенсивные колебания и переизлучает в виде сферической волны монопольного типа такую же мощность, какая поступает к нему от падающей волны : это и есть рассеянная им энергия.
Ввиду зависимости рассеяния от длины волны спектр рассеянных волн вообще отличается от спектра первичной волны, и кроме того может отличаться различным для разных направлений.
Частоты рассеянного звука при движении рассеивателя (масса в горле резонатора) рассчитываются по формуле эффекта Доплера [6].
f = f0((1-MCosθ)/(1-MCosθ′), (11)
где f - частота рассеянной волны;
f0 - частота первичной волны;
M=v/c число Маха при движении препятствия;
v - скорость препятствия;
с - скорость волны;
θ - угол между скоростью препятствия v и первичной волной:
θ′ - угол между v и рассеянной волной.
где f - частота рассеянной волны;
f0 - частота первичной волны;
M=v/c число Маха при движении препятствия;
v - скорость препятствия;
с - скорость волны;
θ - угол между скоростью препятствия v и первичной волной:
θ′ - угол между v и рассеянной волной.
Пример расчета.
Исходные данные (пример для частоты f = 8000 Гц).
1. Скорость препятствия v = 1004,8 м/с (скорость рассчитана по формуле v = 2πfA, при данных f = 8000 Гц и амплитуде A = 0,02 м).
2. Число Маха М = 0,744 (расчет произведен по формуле M=v/c при данных v=1004,8 м/с и скорости звука в нефти, равной 1350 м/с).
3. Угол между скоростью препятствия v и первичной волной для случая θ= 85o и для случая θ=70o (углами задаемся произвольно).
4. Углы между v рассеянной волной θ′ = 10o, 30o и 50o (углами задаемся произвольно).
Результаты расчета приведены в таблице (см. таблицу в конце описания).
Из данных таблицы видно, что резонатор является генератором, т.е. трансформатором волн низких частот в волны высоких частот - область ультразвукового диапазона.
Для того, чтобы рассеять волны низких частот в диапазоне 1-8 кГц в область ультразвукового диапазона, например, 20 - 25 кГц предлагается использовать устройство с несколькими резонаторами, например, на частоты: f1 = 1 кГц, f2 = 4 кГц, f3 = 8 кГц и f4 = 10 кГц.
Для создания ультразвуковой дегазации (согласно первому положению физической сущности способа) необходимо иметь интенсивность 8 - 10 кВт/м2. Интенсивность 8 кВт/м2 соответствует уровень звука 159 дБ, а интенсивности 10 кВт/м2 - 160 дБ.
Определим возможность получения указанной интенсивности звука при рассеивании (резонатором) суммарной энергии частоты в диапазоне 1-10 кГц и их гармоник от источников - фильтрационных шумов и шумов наружного центробежного электронасоса.
Воспользуемся формулой для определения суммарного уровня шумов заданных частотных полос (по 25 Гц) в спектре шума от 1 до 10 кГц [7]
где n - число последовательных величин;
Li - интенсивность звука в заданной полосе частот.
где n - число последовательных величин;
Li - интенсивность звука в заданной полосе частот.
Исходные данные для расчета.
1. Диапазон рассеиваемых частот 1 - 10 кГц.
2. Ширина полосы частот 25 Гц.
3. Интенсивность звука 120 дБ /средняя интенсивность звука по суммарным частотам спектра шума (суммарный спектр шума от источников - фильтрационных шумов и шумов погружного центробежного электронасоса со всеми гармониками).
Результаты расчета.
Суммарный уровень звука составляет 159 дБ или что соответствует интенсивности 8 кВт/м2.
Таким образом, для создания акустической дегазации необходимая интенсивность (8 кВт/м2) достигается суммарной рассеивающей энергией частот шума в полосе 1 - 10 кГц с трансформацией в область ультразвука (20 - 25 кГц).
5. Расчет ослабления звука.
Расчет ослабления звука, генерируемого погружной установкой (глубинным электроцентробежным насосом), на расстоянии 2000 м (при условии, что глубинный электроцентробежный насос спущен в скважину на глубину 1000 м и находится от забоя на расстоянии 2000 м).
Исходные данные.
1. Третьоктавный спектр насоса на стороне нагнетания [8]
f - 500 Гц, уровень звука 120 дБ;
f - 1 кГц, уровень звука 120 дБ;
f - 2 кГц, уровень звука 120 дБ;
f - 4 кГц, уровень звука 1 15 дБ;
f - 8 кГц, уровень звука 1 10 дБ.
f - 500 Гц, уровень звука 120 дБ;
f - 1 кГц, уровень звука 120 дБ;
f - 2 кГц, уровень звука 120 дБ;
f - 4 кГц, уровень звука 1 15 дБ;
f - 8 кГц, уровень звука 1 10 дБ.
2. Скорость звука в нефти [9]
с - 1350 м/с.
с - 1350 м/с.
3. Плотность нефти [10]
ρ = 700 кг/м3.
ρ = 700 кг/м3.
4. Вязкость нефти в пластовых условиях [10]
ζ = 0,5 мПа•с.
ζ = 0,5 мПа•с.
5. Расстояние (нахождение глубинного электроцентробежного насоса от забоя скважины)
r = 2000 м.
r = 2000 м.
Расчетные формулы.
1. Коэффициент затухания звука [11]
β = [8π2f2/3ρc3]ζ, [непер/м] (13)/
2. Ослабление звука на расстоянии [11].
β = [8π2f2/3ρc3]ζ, [непер/м] (13)/
2. Ослабление звука на расстоянии [11].
G = ρr20lge, [дБ] (14)
где f - частота, Гц; ρ - плотность среды, кг/м3; cо - скорость звука в среде, м/с; ζ - вязкость среды, Па•с; r - расстояние, м.
где f - частота, Гц; ρ - плотность среды, кг/м3; cо - скорость звука в среде, м/с; ζ - вязкость среды, Па•с; r - расстояние, м.
Расчетные данные.
1. Частота f1 = 500 Гц, β = 2•10-9 непер/м, G = 0,35•10-4 дБ;
2. Частота f2 = 1 кГц, β = 8•10-9 непер/м, G = 1,39•10-4 дБ;
3. Частота f3 = 2 кГц, β = 31•10-9 непер/м, G = 5,39•10-4 дБ;
4. Частота f4 = 4 кГц, β = 122•10-9 непер/м, G = 21,22•10-4 дБ;
5. Частота f5 = 8 кГц, β = 489•10-9 непер/м, G = 85•10-4 дБ.
2. Частота f2 = 1 кГц, β = 8•10-9 непер/м, G = 1,39•10-4 дБ;
3. Частота f3 = 2 кГц, β = 31•10-9 непер/м, G = 5,39•10-4 дБ;
4. Частота f4 = 4 кГц, β = 122•10-9 непер/м, G = 21,22•10-4 дБ;
5. Частота f5 = 8 кГц, β = 489•10-9 непер/м, G = 85•10-4 дБ.
Результаты расчета показывают, что частоты, генерируемые глубинным электроцентробежным насосом, в диапазоне от 500 Гц до 8 кГц практически без затухания распространяются до забоя, т.е. до призабойной зоны пласта.
Таким образом, согласно приведенным выше положениям физической сущности, достигается интенсификация добычи нефти, а именно:
1. Воздействием акустическим полем на нефть интенсивностью звука 8 - 10 кВт/м2 и частотой 20 кГц (в нефти всегда присутствуют: растворимый газ, кавитационные зародыши и метастабильность) осуществляют ультразвуковую дегазацию и снижение сдвиговой вязкости нефти.
1. Воздействием акустическим полем на нефть интенсивностью звука 8 - 10 кВт/м2 и частотой 20 кГц (в нефти всегда присутствуют: растворимый газ, кавитационные зародыши и метастабильность) осуществляют ультразвуковую дегазацию и снижение сдвиговой вязкости нефти.
2. Использованием, например, резонатора Гельмгольца, генерируемого интенсивность звука 8 - 10 кВт/м2 и частоту 18 - 25 кГц.
3. Применением явления (резонатора Гельмгольца) трансформации (рассеивания) волн низких частот (1 - 10 кГц) в волны высоких частот (18-25 кГц).
4. Использованием явления (колеблющейся массы в горле резонатора) доплеровского сдвига частоты рассеянного звука при движении рассеивателя - колеблющейся массы в горле резонатора.
5. Наличием частот (2-20 кГц) звука в призабойной зоне пласта, генерируемого турбулентным потоком при движении нефти из перфорационных отверстий и распространившихся до призабойной зоны пласта частот (0,5 - 8 кГц) от погружного центробежного электронасоса и ослаблением звука (0,35•10-4 - 85•10-4 дБ) от работающей погружной установки (установки центробежного погружного электронасоса).
На фиг. 1 изображена схема технологического применения акустического воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП) для реализации предлагаемого способа интенсификации добычи нефти.
Схема содержит: скважину - 1; насосно-компрессорные трубы - 2; погружную установку - 3 (которая состоит из установки центробежного погружного электронасоса УЭЦН и погружного электродвигателя ПЭД); скрепковую проволоку - 4; упругие волны (генерируемые погружной установкой 3) - 5; акустическое устройство (представляет собой акустический резонатор-генератор звука (АРГЗ) - 6; ПЗП - 7.
На фиг. 2 приведена спектрограмма упругих колебаний погружной установки 3 (УЭЦН) (фиг. 1). По оси абсцисс отложены частоты 0,5 - 20 кГц в логарифмическом масштабе, а по оси ординат - амплитуда звука в относительных единицах.
На фиг. 3 изображена спектрограмма звука 2 (фильтрационный звук), генерируемого турбулентным потоком нефти в ПЗП 7 (фиг. 1). По оси абсцисс отложены частоты 2 - 20 кГц в логарифмическом масштабе, а по оси ординат - амплитуда звука в относительных единицах [1].
На фиг. 4 приведена суммарная спектрограмма 3 спектра погружной установки (фиг. 2) и спектра фильтрационного звука (фиг. 3) в ПЗП. По оси абсцисс отложены частоты 0,5 - 20 кГц, а по оси ординат амплитуда звука в относительных единицах.
На фиг. 5 изображена спектрограмма 4 акустического устройства 6 (фиг. 1) с рассеянными частотами 3 в диапазоне 1 - 10 кГц и новыми частотами до 25 кГц (трансформируемыми акустическим резонатором-генератором звука частоты 1 - 10 кГц в высокие частоты 15- 25 кГц).
Пример осуществления способа.
Первая операция. Замеряют длину скрепковой проволоки 4 (фиг. 1), длина которой должна равняться расстоянию от погружной установки 3 (фиг. 1), спущенной в скважину до призабойной зоны пласта 7 (фиг. 1), (например, забой скважины 3000 м, погружную установку 3 (фиг. 1) опускают на глубину 1000 м. Длина скрепковой проволоки должна равняться 2000 м, чтобы устройство 6 (фиг. 1) находилось в интервале перфорации между верхними и нижними перфорационными отверстиями) в ПЗП 7 (фиг. 1).
Вторая операция. Присоединяют скрепковую проволоку 4 (фиг. 1) к акустическому устройству 6 (фиг. 1).
Третья операция. Осуществляют спуск акустического устройства 6 (фиг. 1) в скважину 1 (фиг. 1) на длину замеренной скрепковой проволоки 4 (фиг. 1).
Четвертая операция. Присоединяют конец скрепковой проволоки 4 (после спуска акустического устройства 6 (фиг. 1) в скважину 1 (фиг. 1) к погружной установке 3 (фиг. 1) (со стороны ПЭД).
Пятая операция. Наворачивают трубы НКТ 2 к погружной установке 3 (со стороны УЭЦН), (фиг. 1).
Шестая операция. Осуществляют спуск погружной установки 3 (фиг. 1) на НКТ 2 (фиг. 1) в скважину 1 (фиг. 1) на такую длину (например, на глубину 1000 м), чтобы акустическое устройство 6 (фиг. 1) расположилось в интервале между верхними и нижними перфорационными отверстиями в ПЗП 7 (фиг. 1).
Седьмая операция. Включают погружную установку 3 (фиг. 1).
Восьмая операция. Генерируют спектр 1 звука (фиг. 2) в диапазоне 0,5 - 20 кГц погружной установкой 3 (фиг. 1), с последующим распространением звуковых волн 5 (фиг. 1) в скважине 1 (фиг. 1) в сторону ПЗП 7 (фиг. 1), где находится акустическое устройство 6 (фиг. 1).
Девятая операция. Осуществляют генерацию звука 2 (фиг. 3) турбулентным потоком в диапазоне 2 - 20 кГц за счет движения нефти из перфорационных отверстий в ПЗП 7 (фиг. 1).
В ПЗП 7 (фиг. 1) происходит суммирование двух частотных спектров (фиг. 4) в диапазоне 0,5 - 20 кГц, один из которых генерируется турбулентным потоком 2 (фиг. 3) нефти из перфорационных отверстий в ПЗП 7 (фиг. 1), а другой спектр частот 1 (фиг. 2) за счет упругих волн 5 (фиг. 1), распространившихся от погружной установки 3 (фиг. 1) в сторону ПЗП 7 (фиг. 1).
Десятая операция. Осуществляют трансформацию упругих волн низких частот 3 в диапазоне 1 - 10 кГц (фиг. 5) в упругие волны высоких частот (ультразвукового диапазона 18 - 25 кГц) (фиг. 5) из суммарного частотного спектра 3 (фиг. 4) акустическим устройством 6 (фиг. 1), причем суммарная интенсивность ультразвука составляет 8 - 10 кВт/м2.
Ультразвуковые волны в диапазоне 18 - 25 кГц (фиг. 5), трансформируемые акустическим устройством 6 (фиг. 1), осуществляют ультразвуковую дегазацию, т. е. уменьшают вязкость нефти и увеличивают дебит.
Предложенный способ интенсификации добычи нефти, основанный на трансформации низких частот звуковых колебаний в частоты ультразвукового диапазона акустическим резонатором-генератором звука, увеличил дебит флюида за счет снижения вязкости при ультразвуковой дегазации на скважинах: N 8510 на 8,3%: N 10115 на 10,7%; N 9139 на 15,1%; N 9082 на 26%; N 7234 на 14,9%; N 8597 на 23,7% на Талинском месторождении Талинского НГДУ ОАО "Кондпетролеум ".
Источники информации
1. Авторское свидетельство N 1461875, кл. E 21 B 43/45. Способ освоения скважины. Бюл. 8,1989.
1. Авторское свидетельство N 1461875, кл. E 21 B 43/45. Способ освоения скважины. Бюл. 8,1989.
2. Патент RU 2109134 C1 (ТОО НПП "Сибпромэлектроника"), кл. E 21 В 43/25, 20.04.98 (прототип).
3. Кузнецов И.Л., Ефимова С.А. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. - М.: Недра, 1983. - с. 26-27, с. 75-79 /прототип/.
4. Лепендин Л.Ф. Акустика: учебн. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1978. - С. 65-66.
5. Лапин А. Д. Применение резонаторов для уменьшения передачи звука в трубах. В кн. Борьба с шумами и вибрациями в трубах. Доклады. Челябинск, июнь 1966. - М.: Строительство. 1966. - С. 304- 309.
6. Исакович М.А. Общая акустика: учебн. пособие. - М.: Наука, 1973. - С. 353-354.
7. Борьба с шумом на производстве. Справочник. /Е.Я. Юдин, Л.А. Борисов, И.В. Горенштейн и др. Под общ. ред., Е.Я. Юдина, - М.: Машиностроение, 1985. - С.15.
8. Справочник по технической акустике. /Под ред. М. Хекла и X.А. Мюллера. - Л.: Судостроение, 1980. - С. 218.
9. Бражников Н.И. Ультразвуковые методы (физические и физико-химические методы контроля состава и свойств веществ). - М. - Л.: Энергия, 1965. - С. 48.
10. Мищенко И. Т., Кондратюк А.Т. Особенности разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. /Под ред. И.Т. Мищенко. - М.: Нефть и газ, 1966. - С. 18.
11. Акустика в задачах. Учеб. рук-во. Для ВУЗов /А.Н. Бархатов, Н.В. Горская, А. А. Горюнов и др. /Под ред. С.Н. Гурбатова и О.В. Руденко. - М.: Наука, Физматлит, 1996. - С. 23.
Claims (1)
- Способ интенсификации добычи нефти, включающий спуск в скважину насосно-компрессорных труб, генератора звуковых колебаний, например, насоса на насосно-компрессорных трубах, акустического устройства в виде резонатора-генератора звука, возбуждение насосом колебаний звука и трансформирование акустическим резонатором-генератором звука звуковых колебаний, отличающийся тем, что акустический резонатор-генератор звука размещают на забое скважины, а трансформирование им звуковых колебаний осуществляют трансформированием волн низких частот в область высоких частот ультразвукового диапазона, которыми производят дегазацию нефти с последующим уменьшением ее вязкости и ростом дебита скважины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98112989A RU2133332C1 (ru) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Способ интенсификации добычи нефти |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98112989A RU2133332C1 (ru) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Способ интенсификации добычи нефти |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2133332C1 true RU2133332C1 (ru) | 1999-07-20 |
Family
ID=20208109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98112989A RU2133332C1 (ru) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Способ интенсификации добычи нефти |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2133332C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103628841A (zh) * | 2012-08-28 | 2014-03-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 气井井下多级超声雾化排水采气装置 |
| RU2713274C1 (ru) * | 2019-05-15 | 2020-02-04 | Станислав Александрович Галактионов | Способ обработки скважинной жидкости и устройство для его осуществления в целом и его часть |
| RU2721614C2 (ru) * | 2018-11-16 | 2020-05-21 | Публичное Акционерное Общество "Славнефть-Мегионнефтегаз"(ПАО "СН-МНГ") | Способ акустического воздействия на поток жидкости в колонне нкт с управлением посредством обратной связи |
| RU2750770C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2021-07-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук (ХФИЦ ДВО РАН) | Способ активизации проницаемости горных пород при разработке месторождений флюидов |
-
1998
- 1998-07-14 RU RU98112989A patent/RU2133332C1/ru active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103628841A (zh) * | 2012-08-28 | 2014-03-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 气井井下多级超声雾化排水采气装置 |
| CN103628841B (zh) * | 2012-08-28 | 2016-05-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 气井井下多级超声雾化排水采气装置 |
| RU2721614C2 (ru) * | 2018-11-16 | 2020-05-21 | Публичное Акционерное Общество "Славнефть-Мегионнефтегаз"(ПАО "СН-МНГ") | Способ акустического воздействия на поток жидкости в колонне нкт с управлением посредством обратной связи |
| RU2713274C1 (ru) * | 2019-05-15 | 2020-02-04 | Станислав Александрович Галактионов | Способ обработки скважинной жидкости и устройство для его осуществления в целом и его часть |
| RU2750770C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2021-07-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук (ХФИЦ ДВО РАН) | Способ активизации проницаемости горных пород при разработке месторождений флюидов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0062111B1 (en) | Enhancing liquid jet erosion | |
| EP2909440B1 (en) | Flow velocity and acoustic velocity measurement with distributed acoustic sensing | |
| Neppiras | Acoustic cavitation thresholds and cyclic processes | |
| US6705396B1 (en) | Method and apparatus for producing fluid cavitation | |
| RU2081292C1 (ru) | Насадка для получения пульсации самовозбуждающихся колебаний струи бурового раствора и буровой инструмент с этой насадкой | |
| Hu et al. | Analytical and experimental investigations of the pulsed air–water jet | |
| RU2133332C1 (ru) | Способ интенсификации добычи нефти | |
| Kewen et al. | Bubble dynamics characteristics and influencing factors on the cavitation collapse intensity for self-resonating cavitating jets | |
| RU2000108860A (ru) | Способ обработки призабойной зоны пласта | |
| RU2314575C2 (ru) | Способ снижения вибраций насосно-компрессорных труб | |
| RU2264532C1 (ru) | Способ интенсификации добычи нефти | |
| Hamidi et al. | A role of ultrasonic waves on oil viscosity changes in porous media | |
| RU2270312C1 (ru) | Способ увеличения механической скорости проходки на долото при турбинном бурении | |
| RU2281387C2 (ru) | Способ воздействия на флюид нефтяных месторождений при добыче нефти | |
| Chahine et al. | The use of self-resonating cavitating water jets for rock cutting | |
| Hamida et al. | Immiscible displacement of oil by water in consolidated porous media due to capillary imbibition under ultrasonic waves | |
| RU2637008C2 (ru) | Способ и устройство струйного сотового параметрического излучателя для генерирования и модуляции волн давления в стволе нагнетательной скважины | |
| RU2447273C1 (ru) | Способ акустического выравнивания фронта заводнения нефтяного пласта | |
| RU2140534C1 (ru) | Способ акустического воздействия на нефтегазоносный пласт | |
| Strasberg | Onset of Ultrasonic Cavitation in Tap Water | |
| RU2454527C1 (ru) | Устройство для акустического воздействия на продуктивный пласт | |
| RU2109134C1 (ru) | Способ воздействия на призабойную зону скважины | |
| RU2653205C2 (ru) | Способ и устройство струйного комбинированного параметрического излучателя для генерирования и модуляции волн давления в стволе нагнетательной скважины | |
| RU2194850C2 (ru) | Способ импульсной закачки жидкости в пласт | |
| RU2263765C1 (ru) | Способ предупреждения отложения парафина в нефтяной скважине |