RU2164287C1

RU2164287C1 - Technique and installation to hit stratum with strikes

Info

Publication number: RU2164287C1
Application number: RU99113787/03A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Дроздов; Э.М. Симкин; М.А. Мохов; Р.Г. Ямлиханов
Original assignee: Дроздов Александр Николаевич; Симкин Эрнст Михайлович; Мохов Михаил Альбертович; ямлиханов Рамиль Гайнутдинович
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-03-20

Abstract

FIELD: oil industry. SUBSTANCE: invention is designed for realization of vibration and seismic action to increase oil pool output. According to technique of hitting stratum opened by excitation well with falling striking tool hydraulic energy is used to lift striking tool. Striking action is executed simultaneously with excavation of oil from excitation well. Energy of flow of medium extracted from well is employed to lift striking tool. Striking tool of installation to hit stratum with strikes is located in shaft of well. Lifting unit is coupled to striking tool and is manufactured in the form of body housing piston with through conduit, valve, upper limiter of piston lift opening valve and lower limiter of piston descent shutting valve. Valve is interrupter of lift of striking tool. Space between outer surface of body of lifting unit and inner surface of well is shut off by packer. Space above piston of lifting unit is hydraulically coupled to suction line of well pump. EFFECT: expanded application field and functional capabilities. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при вибросейсмическом ударном воздействии для повышения нефтеотдачи пластов. The invention relates to the oil industry and can be used for vibroseismic shock to enhance oil recovery.

Известны способ нанесения ударов с поверхности земли по пласту, вскрытому возбуждающей скважиной, и устройство для его реализации, содержащее наземный виброисточник, спущенный в скважину волновод для передачи энергии колебаний, центраторы и излучатель на забое скважины, соединенный с пластом через цементный мост (патент РФ N 2039218, кл. E 21 В 43/00, 43/20, 1995). Эти способ и устройство имеют ограниченный набор функциональных возможностей, поскольку энергия ударов, наносимых с поверхности земли, в значительной мере рассеивается по стволу скважины. A known method of striking from the surface of the earth against a formation exposed by an exciting well, and a device for its implementation, comprising a ground-based vibration source, a waveguide lowered into the well for transmitting vibration energy, centralizers and a radiator at the bottom of the well, connected to the formation through a cement bridge (RF patent N 2039218, CL E 21 B 43/00, 43/20, 1995). This method and device have a limited set of functional capabilities, since the energy of impacts applied from the surface of the earth is significantly dissipated along the wellbore.

Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются способ нанесения ударов падающим забойным снарядом по пласту, вскрытому возбуждающей скважиной, с использованием гидравлической энергии для подъема забойного снаряда, и устройство для его осуществления, содержащее забойный снаряд для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины подъемное устройство, связанное с забойным снарядом, прерыватель подъема забойного снаряда и наковальню (патент РФ N 2106471, кл. E 21 B 28/00, 1998). Известные способ и устройство имеют низкие функциональные возможности и ограниченную область применения из-за необходимости прекращать добычу нефти из возбуждающей скважины на весь период осуществления воздействия. Для реализации известного изобретения необходимо силовым насосом, установленным на поверхности, повышать давление в возбуждающей скважине, что в соответствии с известными законами фильтрации делает невозможной добычу нефти из возбуждающей скважины. Наиболее интенсивные колебания создаются в призабойной зоне возбуждающей скважины, а добыча нефти при этом ведется из соседних скважин, куда колебания по пласту доходят с большим затуханием. Все это в совокупности с необходимостью остановки возбуждающей скважины на период реализации воздействия приводит к потерям в добыче нефти. Closest to the claimed invention are a method of delivering impacts by a falling downhole tool over a formation exposed by an exciting well using hydraulic energy to lift the downhole tool, and a device for its implementation, comprising a downhole tool for applying impacts, a lifting device located in the wellbore associated with downhole shell, chopper lifting the bottom hole and the anvil (RF patent N 2106471, CL E 21 B 28/00, 1998). The known method and device have low functionality and a limited scope because of the need to stop oil production from an exciting well for the entire period of exposure. To implement the known invention, it is necessary to increase the pressure in the exciting well with a power pump mounted on the surface, which, in accordance with known filtration laws, makes it impossible to produce oil from the exciting well. The most intense fluctuations are created in the near-wellbore zone of the exciting well, while oil production is carried out from neighboring wells, where the fluctuations in the reservoir reach with a large attenuation. All this, together with the need to stop the exciting well for the period of the impact, leads to losses in oil production.

Задачей изобретения является расширение области применения и функциональных возможностей воздействия на залежь путем проведения воздействия одновременно с добычей нефти из возбуждающих скважин. The objective of the invention is to expand the scope and functionality of the impact on the reservoir by conducting impacts simultaneously with oil production from exciting wells.

Расширение области применения и функциональных возможностей в способе нанесения ударов по пласту достигается тем, что ударное воздействие проводят одновременно с добычей нефти из возбуждающей скважины, причем для подъема груза используют энергию потока среды, добываемой из скважины. The expansion of the scope and functionality in the method of applying impacts to the formation is achieved by the fact that the impact is carried out simultaneously with oil production from an exciting well, and the energy of the medium flow extracted from the well is used to lift the load.

Расширение области применения и функциональных возможностей установки для нанесения ударов по пласту достигается тем, что подъемное устройство выполнено в виде корпуса, в котором находятся поршень с проходным каналом, клапан, верхний ограничитель подъема поршня, открывающий клапан, и нижний ограничитель спуска поршня, закрывающий клапан. При этом клапан является прерывателем подъема груза. Пространство между внешней поверхностью корпуса подъемного устройства и внутренней поверхностью скважины перекрыто пакером, а пространство над поршнем подъемного устройства имеет гидравлическую связь с всасывающей линией скважинного насоса. The expansion of the scope and functionality of the installation for striking a formation is achieved by the fact that the lifting device is made in the form of a housing in which there is a piston with a passage channel, a valve, an upper piston lift limiter, an opening valve, and a lower piston release limiter that closes a valve. At the same time, the valve is a load lifting breaker. The space between the outer surface of the housing of the lifting device and the inner surface of the well is blocked by the packer, and the space above the piston of the lifting device is hydraulically connected to the suction line of the downhole pump.

Указанная совокупность отличительных признаков заявляемого изобретения позволяет проводить ударное воздействие на залежь без остановки добывающих скважин, избежав таким образом потерь в добыче нефти. The specified set of distinctive features of the claimed invention allows for impact on the reservoir without stopping production wells, thereby avoiding losses in oil production.

На фиг. 1 представлена схема установки для нанесения ударов по пласту, на фиг. 2 - изображена крупным планом схема подъемного устройства, расположенного в скважине. In FIG. 1 shows a diagram of an installation for striking a formation; FIG. 2 is a close-up diagram of a lifting device located in a well.

Установка для нанесения ударов по пласту (см. фиг. 1) содержит забойный снаряд 1 для нанесения ударов, расположенное в стволе скважины 2 подъемное устройство 3, связанное с забойным снарядом 1, прерыватель 4 подъема забойного снаряда 1 и наковальню 5. Подъемное устройство 3 (см. фиг. 1 и 2) выполнено в виде корпуса 6, в котором находятся поршень 7 с проходным каналом 8, клапан 4, являющийся прерывателем подъема забойного снаряда 1, верхний ограничитель 9 подъема поршня 7, открывающий клапан, и нижний ограничитель 10 спуска поршня, закрывающий клапан. Пространство между внешней поверхностью корпуса 6 подъемного устройства 3 и внутренней поверхностью скважины 2 перекрыто пакером 11, а пространство 12 над поршнем 7 подъемного устройства 3 имеет гидравлическую связь с всасывающей линией 13 скважинного насоса 14. Установка содержит также жестко соединенный с пластом 15 элемент 16 для передачи энергии ударов (например, цементный мост). Подъемное устройство 3 связано с забойным снарядом 1 посредством каната 17 и прерывателя 4. Возбуждающая скважина 2 оборудована насосно-компрессорными трубами 18, на которых спущен насос 14, и устьевой арматурой 19 для эксплуатации скважин. Энергия среды 20, добываемой из скважины 7, используется для подъема забойного снаряда 1. Installation for striking the formation (see Fig. 1) contains a downhole tool 1 for striking, located in the wellbore 2, a lifting device 3, connected with a downhole tool 1, a breaker 4 for lifting a downhole tool 1 and anvil 5. A lifting device 3 ( see Fig. 1 and 2) is made in the form of a housing 6, in which there is a piston 7 with a passage channel 8, a valve 4, which is a breaker for lifting the downhole projectile 1, an upper limiter 9 for raising the piston 7, an opening valve, and a lower limiter 10 for lowering the piston closing valve. The space between the outer surface of the housing 6 of the lifting device 3 and the inner surface of the well 2 is blocked by the packer 11, and the space 12 above the piston 7 of the lifting device 3 is in fluid communication with the suction line 13 of the downhole pump 14. The installation also contains a transmission element 16 that is rigidly connected to the formation 15 impact energy (e.g. cement bridge). The lifting device 3 is connected to the bottom hole 1 by means of a rope 17 and a breaker 4. The stimulating well 2 is equipped with tubing 18, on which the pump 14 is lowered, and wellhead fittings 19 for well operation. The energy of the medium 20 extracted from the well 7 is used to lift the bottom hole 1.

Способ нанесения ударов по пласту согласно настоящему изобретению осуществляется следующим образом. The method of striking a formation according to the present invention is as follows.

Падающим забойным снарядом 1 наносят удары по наковальне 5. Энергия ударов передается через элемент 16 на пласт 15, создавая в нем колебания в процессе разработки залежи. При этом добыча нефти из возбуждающей скважины 2 не прекращается. Для подъема забойного снаряда 1 используют энергию потока среды 20, добываемой из скважины 2 насосом 14. Потери энергии при этом невелики. Расчеты показывают, что их можно компенсировать, например, установкой в скважине 2 погружного центробежного скважинного насоса 14 с несколько повышенным (на 100-200 метров) напором. The falling downhole projectile 1 strikes the anvil 5. The energy of the impacts is transmitted through element 16 to the formation 15, creating oscillations in it during the development of the deposit. At the same time, oil production from the exciting well 2 does not stop. To raise the bottom hole 1, the energy of the medium flow 20 is extracted from the well 2 by the pump 14. The energy losses are small. Calculations show that they can be compensated, for example, by installing a submersible centrifugal borehole pump 14 in the well 2 with a slightly higher (100-200 meters) head.

Продукция скважины 2 направляется далее по насосно-компрессорным трубам 18 через устьевую арматуру 19 на поверхность. The production of the well 2 is directed further along the tubing 18 through the wellhead 19 to the surface.

Таким образом, призабойная зона возбуждающей скважины оказывается вовлеченной в процесс добычи нефти при разработке залежи. Интенсивные колебания в пласте, возникающие при этом, способствуют достижению высокой нефтеотдачи пластов. Thus, the bottomhole zone of the exciting well is involved in the oil production process during the development of the reservoir. The intense fluctuations in the formation that occur during this process contribute to the achievement of high oil recovery.

Установка для нанесения ударов по пласту работает следующим образом. Installation for striking the formation works as follows.

Подъем забойного снаряда 1 осуществляется путем использования гидравлической энергии среды 20, добываемой из скважины 2. Насос 14 откачивает через всасывающую линию 13 продукцию скважины 2 из пласта 15 на поверхность по насосно-компрессорным трубам 18 и устьевой арматуре 19. При этом, поскольку пространство между внешней поверхностью корпуса 6 подъемного устройства 3 и внутренней поверхностью скважины 2 перекрыто пакером 11, в имеющем гидравлическую связь со всасывающей линией 13 скважинного насоса 14 пространстве 12 над поршнем 7 создается разрежение. При ходе вверх клапан 4 прижимается давлением скважинной жидкости 20 к поршню 7 и перекрывает проходной канал 8. Поршень 7 с клапаном 4 под воздействием скважинной среды 20 движется вверх и поднимает забойный снаряд 1, соединенный с клапаном 4 канатом 17. Площадь клапана 4 подбирается таким образом, чтобы сила давления скважинной жидкости 20 на клапан 4 была больше веса забойного снаряда 1 в жидкости. При подъеме поршня 7 с забойным снарядом 1 до крайнего верхнего положения клапан 4 упирается в верхний ограничитель 9 подъема поршня 7. Клапан 4 открывается и происходит падение забойного снаряда 1 на наковальню 5. Таким образом, клапан 4 является прерывателем подъема груза. Поршень 7 падает вниз вслед за клапаном 4. Скважинная жидкость 20 при этом свободно протекает через проходной канал 8 вверх. Длина каната 17, соединяющего клапан 4 и забойный снаряд 1, должна быть несколько больше, чем высота подъема груза, чтобы клапан 4 не ударился о нижний ограничитель 10 до того, как забойный снаряд 1 достигнет наковальни 5. После нанесения удара забойным снарядом 1 клапан 4 садится на седло нижнего ограничителя 10, и поршень 7 падает на клапан 4. Проходной канал 8 при этом перекрывается. Затем под давлением скважинной жидкости 20 поршень 7 и клапан 4 движутся вверх, поднимая за канат 17 забойный снаряд 1 до крайнего верхнего положения, и т.д. The bottom hole 1 is lifted by using the hydraulic energy of the medium 20 extracted from the well 2. The pump 14 pumps the products of the well 2 from the formation 15 to the surface through the suction line 13 through tubing 18 and wellhead fittings 19. Moreover, since the space between the external the surface of the housing 6 of the lifting device 3 and the inner surface of the borehole 2 is blocked by a packer 11, in hydraulic connection with the suction line 13 of the borehole pump 14, a space 12 above the piston 7 is created nie. During the upward stroke, the valve 4 is pressed by the pressure of the borehole fluid 20 to the piston 7 and closes the passage channel 8. The piston 7 with the valve 4, under the influence of the borehole medium 20, moves upward and raises the downhole tool 1 connected to the valve 4 by a cable 17. The area of the valve 4 is selected in this way so that the pressure force of the borehole fluid 20 on the valve 4 is greater than the weight of the downhole tool 1 in the fluid. When lifting the piston 7 with the bottom hole 1 to the highest position, the valve 4 abuts against the upper limiter 9 for lifting the piston 7. The valve 4 opens and the bottom hole 1 falls on the anvil 5. Thus, the valve 4 is a breaker for lifting the load. The piston 7 falls down after the valve 4. The downhole fluid 20 flows freely through the passage 8 upward. The length of the rope 17 connecting the valve 4 and the bottom hole 1 should be slightly greater than the height of the load so that the valve 4 does not hit the lower limiter 10 before the bottom hole 1 reaches the anvil 5. After being hit by the bottom hole 1, the valve 4 sits on the saddle of the lower limiter 10, and the piston 7 falls on the valve 4. The passage channel 8 is thus blocked. Then, under the pressure of the borehole fluid 20, the piston 7 and the valve 4 move upward, raising the downhole tool 1 to the extreme upper position by the rope 17, etc.

Через жестко связанный с пластом элемент 16 энергия удара передается на пласт 15, вызывая в нем колебательные процессы, способствующие снижению обводненности добываемой нефти и повышению конечной нефтеотдачи. Такие повторяющиеся циклы подъема и падения забойного снаряда 1 позволяют поддерживать в пласте 15 интенсивные колебания. При этом добыча нефти из скважины 2 во время осуществления воздействия на залежь не прекращается. Through the element 16, which is rigidly connected with the formation, the impact energy is transmitted to the formation 15, causing oscillatory processes in it, contributing to a decrease in the water cut of the produced oil and an increase in the final oil recovery. Such repeated cycles of the rise and fall of the downhole tool 1 allow you to maintain intense fluctuation in the reservoir 15. In this case, oil production from well 2 during the impact on the reservoir does not stop.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет существенно расширить область применения и функциональные возможности ударного воздействия на залежь по сравнению с известными изобретениями. Thus, the proposed technical solution can significantly expand the scope and functionality of impact on the reservoir compared with the known inventions.

Claims

1. The method of striking a falling downhole over a formation exposed by an exciting well using hydraulic energy to lift the downhole, characterized in that the impact is carried out simultaneously with oil production from the exciting well, and the energy of the medium produced is used to lift the downhole from the well.

2. Installation for applying blows to the formation, containing a downhole tool for applying blows, a lifting device located in the wellbore associated with the downhole tool, a stopper for lifting the downhole tool and an anvil, characterized in that the lifting device is made in the form of a housing in which the piston is located with a passage channel, a valve, an upper piston lift limiter, an opening valve, and a lower piston release limiter, a valve closure, the valve being a trip stop for a downhole projectile space between the outer surface of the housing of the lifting device and the inner surface of the well packer is blocked, and the space above the piston of the lifting device is in fluid communication with a downhole pump suction line.