RU2194850C2 - Method of fluid pulse injection into formation - Google Patents
Method of fluid pulse injection into formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194850C2 RU2194850C2 RU2000127859A RU2000127859A RU2194850C2 RU 2194850 C2 RU2194850 C2 RU 2194850C2 RU 2000127859 A RU2000127859 A RU 2000127859A RU 2000127859 A RU2000127859 A RU 2000127859A RU 2194850 C2 RU2194850 C2 RU 2194850C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubing string
- pipes
- fluid
- packer
- well
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности работы нагнетательных скважин. The invention relates to the oil industry and can be used to increase the efficiency of injection wells.
Пульсации гидродинамического давления в потоке нагнетаемой в пласт жидкости способствуют дополнительному трещинообразованию в призабойной зоне скважины, очистке порового и трещинного пространства от загрязняющих его примесей, разгрузке горного массива от избыточных напряжений и т.д., что способствует повышению приемистости скважины и выравниванию профиля приемистости за счет подключения к процессу закачки жидкости низкопроницаемых пропластков. Pulsations of the hydrodynamic pressure in the fluid flow into the reservoir contribute to additional crack formation in the bottomhole zone of the well, cleaning of the pore and fracture spaces from impurities polluting it, unloading the rock mass from excess stresses, etc., which helps to increase the injectivity of the well and alignment of the injectivity profile due to connection to the process of pumping liquid low permeability layers.
Известны способы возбуждения колебаний гидродинамического давления в потоке жидкости с использованием гидродинамических излучателей волн, преобразующих часть энергии движущейся жидкости в энергию упругих колебаний потока (/1, 2/, а. с. СССР 507368, 1011276, 1131554, 1151328, 1489847, 1034790, 1227260, 1227261, 479498, 664698). В гидродинамических излучателях различного типа (жидкостных свистках, вихревых излучателях и т.д.) поток жидкости взаимодействует с полостями различной формы и размеров, что приводит к резонансному возбуждению колебаний с частотой и амплитудой, определяемыми параметрами полости и скоростью потока. Такие излучатели в качестве генераторов волн давления вставляются в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), спущенных в скважину, и нагнетание жидкости через такую компоновку происходит в пульсирующем режиме. Known methods of exciting fluctuations in hydrodynamic pressure in a fluid stream using hydrodynamic wave emitters that convert part of the energy of a moving fluid into the energy of elastic flow oscillations (/ 1, 2 /, A.S. USSR 507368, 1011276, 1131554, 1151328, 1489847, 1034790, 1227260 , 1227261, 479498, 664698). In hydrodynamic emitters of various types (liquid whistles, vortex emitters, etc.), the fluid flow interacts with cavities of various shapes and sizes, which leads to resonant excitation of oscillations with a frequency and amplitude determined by the parameters of the cavity and the flow velocity. Such emitters as generators of pressure waves are inserted into the string of tubing, lowered into the well, and the injection of fluid through this arrangement occurs in a pulsating mode.
Наиболее близким является способ, реализованный в технологии закачки воды в нагнетательную скважину /2, стр. 44-57/, при котором гидродинамический излучатель ставится в нижней части колонны НКТ, спущенной в скважину до уровня продуктивного пласта, а зона закачки жидкости в пласт отделяется от остальной части скважины пакером, установленным на колонне НКТ выше продуктивного пласта. Закачка воды в пласт в таком пульсирующем режиме может продолжаться в течение длительного времени, что способствует как повышению интенсивности отбора нефти, так и повышению нефтеотдачи пласта. The closest is the method implemented in the technology of pumping water into the injection well / 2, pp. 44-57 /, in which a hydrodynamic emitter is placed in the lower part of the tubing string, lowered into the well to the level of the reservoir, and the injection zone is separated from the reservoir the rest of the well with a packer installed on the tubing string above the reservoir. The injection of water into the reservoir in such a pulsating mode can continue for a long time, which contributes to both an increase in the intensity of oil recovery and an increase in oil recovery.
Недостатком способа является то, что частота возбуждаемых колебаний находится в килогерцовом диапазоне, в то время как промысловыми экспериментами установлено, что оптимальным диапазоном является диапазон в несколько первых герц /2/. Кроме того, амплитуда колебаний при использовании таких генераторов давления зависит от скорости потока жидкости или, другими словами, от объема воды, нагнетаемой в скважину в единицу времени, который должен быть достаточно велик для того, чтобы интенсивность колебаний давления была существенной. В нагнетательных скважинах с низкой приемистостью часто бывает невозможным обеспечить необходимый для этого темп нагнетания воды. The disadvantage of this method is that the frequency of the excited oscillations is in the kilohertz range, while field experiments have established that the optimal range is the range of the first few hertz / 2 /. In addition, the amplitude of the oscillations when using such pressure generators depends on the fluid flow rate or, in other words, on the volume of water injected into the well per unit time, which should be large enough for the intensity of pressure fluctuations to be significant. In injection wells with low injectivity, it is often impossible to provide the necessary rate of water injection for this.
Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности процесса импульсной закачки жидкости в пласт за счет генерирования волн давления с низкой частотой в диапазоне нескольких первых герц и возможности увеличения амплитуды пульсаций. The problem solved by the invention is to increase the efficiency of the process of pulsed injection of fluid into the reservoir by generating pressure waves with a low frequency in the range of several first hertz and the possibility of increasing the amplitude of the pulsations.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа - повышение приемистости нагнетательных скважин и выравнивание профиля приемистости. The technical result that can be obtained by implementing the method is to increase the injectivity of injection wells and alignment of the injectivity profile.
Для решения поставленной задачи в способе используется следующий механизм возбуждения низкочастотных колебаний в потоке жидкости, нагнетаемой в пласт через колонну НКТ в подпакерное пространство, отделенное пакером от остальной части скважины. В нижнюю часть колонны НКТ включаются трубы с диаметром, меньшим диаметра остальных труб в колонне, при этом образующаяся гидродинамическая система, составленная из подпакерного пространства и труб малого диаметра, будет представлять собой устройство, аналогичное по принципу действия резонатору Гельмгольца /3/, усиливающему гидродинамические волны определенной частоты. Такой резонатор, представляющий собой полость, вход в которую осуществляется через тонкую трубку, характеризуется свойством компактности, то есть, тем, что длина волны, возбуждаемой резонатором, намного превосходит его собственные размеры. Для резонатора, составленного из трубы длиной L большого диаметра D и трубы малого диаметра d длиной l, формула, достаточно точно для практических расчетов, определяющая длину λ возбуждаемой волны, будет иметь вид:
,
откуда следует, что при значениях параметров L, 1, D, d, приемлемых для проведения оценок для нагнетательных скважин
L, l ~20-40 м, D ~130-150 мм, d ~20-40 мм
и скорости звука в жидкости c≈500 м/с, частота генерируемых колебаний будет находиться в диапазоне в несколько герц, то есть будет соответствовать частотам из оптимального для волнового воздействия диапазона.To solve this problem, the method uses the following mechanism for exciting low-frequency oscillations in a fluid stream pumped into the formation through a tubing string into a sub-packer space separated by the packer from the rest of the well. Pipes with a diameter smaller than the diameter of the remaining pipes in the string are included in the lower part of the tubing string, while the resulting hydrodynamic system, composed of sub-packer space and small-diameter pipes, will be a device similar in principle to the Helmholtz resonator / 3 /, amplifying hydrodynamic waves a certain frequency. Such a resonator, which is a cavity, the entrance to which is through a thin tube, is characterized by the compactness property, that is, by the fact that the wavelength excited by the resonator far exceeds its own dimensions. For a resonator composed of a pipe of length L of large diameter D and a pipe of small diameter d of length l, a formula that is sufficiently accurate for practical calculations that determines the length λ of the excited wave will be:
,
whence it follows that with the values of the parameters L, 1, D, d acceptable for conducting assessments for injection wells
L, l ~ 20-40 m, D ~ 130-150 mm, d ~ 20-40 mm
and the speed of sound in a liquid c≈500 m / s, the frequency of the generated oscillations will be in the range of several hertz, that is, it will correspond to the frequencies from the optimal range for the wave action.
Теоретические расчеты показывают, что условие компактности, необходимое для эффективной работы резонатора, имеет вид ограничений, накладываемых на параметры резонатора,
,
из которых с учетом формулы (1) следует результирующее необходимое условие, связывающее длину L подпакерной зоны скважины, внутренний диаметр обсадных труб D, общую длину l и внутренний диаметр d труб малого диаметра в нижней части НКT:
.Theoretical calculations show that the compactness condition necessary for the effective operation of the resonator has the form of restrictions imposed on the resonator parameters,
,
of which, taking into account formula (1), the resulting necessary condition follows, relating the length L of the sub-packer zone of the well, the inner diameter of the casing pipes D, the total length l and the inner diameter d of the pipes of small diameter in the lower part of the NKT:
.
При нарушении этого условия резонансные свойства компоновки будут практически незначимыми. If this condition is violated, the resonance properties of the arrangement will be practically insignificant.
На чертеже обозначены: 1 - колонна НКТ, 2 - обсадная колонна нагнетательной скважины, 3 - пакер, 4 - трубы малого диаметра, 5 - подпакерная зона, 6 - пласт, в который производится нагнетание жидкости. In the drawing are indicated: 1 - tubing string, 2 - casing of the injection well, 3 - packer, 4 - pipes of small diameter, 5 - sub-packer zone, 6 - reservoir into which the fluid is injected.
Необходимо отметить, что подпакерная зона является неидеальной полостью для резонатора из-за того, что ее герметичность нарушена гидродинамической связью с пластом. Вместе с тем, расчеты показывают, что при приемистости скважины порядка 100 кубических метров жидкости в сутки при перепаде давления в 10 МПа коэффициент резонансного усиления при приведенных выше характерных значениях параметров L, 1, D, d будет достаточно велик и примерно равен 20-30, а для скважин с более низкой приемистостью коэффициент усиления будет превышать эти величины. It should be noted that the sub-packer zone is an imperfect cavity for the resonator due to the fact that its tightness is violated by hydrodynamic coupling with the reservoir. At the same time, the calculations show that at well injectivity of the order of 100 cubic meters of fluid per day at a pressure drop of 10 MPa, the resonance amplification coefficient at the above characteristic values of the parameters L, 1, D, d will be quite large and approximately equal to 20-30, and for wells with lower injectivity, the gain will exceed these values.
Анализ результатов расчетов параметров генерируемых волн позволяет сформулировать следующие дополнения к предлагаемому способу, повышающие его эффективность. Analysis of the results of calculations of the parameters of the generated waves allows us to formulate the following additions to the proposed method, increasing its effectiveness.
Резонансные свойства компоновки усилятся, если глубина скважины, а точнее, расстояние от устья скважины до верхнего конца труб малого диаметра будет кратным половине длины волны, возбуждаемой в жидкости, находящейся в НКТ, то есть дополнительное согласование параметров L, l, D, d с глубиной скважины увеличивает эффективность способа. The resonance properties of the arrangement will increase if the depth of the well, or rather, the distance from the wellhead to the upper end of the pipes of small diameter, is a multiple of half the wavelength excited in the fluid in the tubing, that is, additional matching of the parameters L, l, D, d with depth wells increases the efficiency of the method.
Расчеты также показывают, что эффективность способа повысится, если верхняя часть колонны НКТ длиной в четверть возбуждаемой волны будет иметь диаметр, больший диаметра остальной части труб. The calculations also show that the efficiency of the method will increase if the upper part of the tubing string with a length of a quarter of the excited wave has a diameter larger than the diameter of the rest of the pipes.
Таким образом, использование предлагаемого способа закачки жидкости в пласт позволяет усилить на один-два порядка низкочастотные составляющие естественных колебаний давления в потоке нагнетаемой в пласт жидкости. Наибольшую эффективность этот способ будет иметь в случае нагнетания жидкости с помощью поршневых насосных установок, например, при использовании цементировочных агрегатов, характеризующихся высоким уровнем исходных колебаний давления в жидкости, достигающим нескольких атмосфер. В этом случае колебания давления в подпакерной зоне будут иметь амплитуду в несколько десятков атмосфер. Thus, the use of the proposed method of injecting fluid into the reservoir allows one or two orders of magnitude to enhance the low-frequency components of the natural pressure fluctuations in the flow of fluid injected into the reservoir. This method will have the greatest efficiency in case of pumping liquid using piston pumping units, for example, when using cementing aggregates characterized by a high level of initial pressure fluctuations in the liquid reaching several atmospheres. In this case, the pressure fluctuations in the sub-packer zone will have an amplitude of several tens of atmospheres.
Для повышения надежности пакерующего оборудования в компоновке НКТ целесообразно использовать якорь, принимающий на себя основную часть развивающихся динамических нагрузок. To increase the reliability of the packing equipment in the tubing arrangement, it is advisable to use an anchor, which takes up the bulk of the developing dynamic loads.
Возможность практической реализации способа очевидна, поскольку она отличается от обычной практики закачки жидкости в пласт предварительным расчетом параметров компоновки, обеспечивающих достижение резонансных эффектов, и составлением компоновки труб в соответствии с этим расчетом. Остальные действия по оборудованию скважины под нагнетание жидкости и вводу скважины в эксплуатацию стандартны, поэтому их описание здесь не приводится. При необходимости резонансные свойства компоновки можно устранить без подъема оборудования, установив на устье скважины какой-либо компенсатор давления. The practical implementation of the method is obvious, since it differs from the usual practice of pumping fluid into the reservoir by preliminary calculation of the layout parameters that achieve resonance effects, and the composition of the pipes in accordance with this calculation. The remaining steps for equipping the well for pumping the liquid and putting the well into operation are standard, therefore, their description is not given here. If necessary, the resonance properties of the arrangement can be eliminated without raising the equipment by installing any pressure compensator at the wellhead.
Возможны вариации способа, при которых полостью резонатора будет служить междупакерное пространство, образованное двумя пакерами, например, при закачке жидкости в отдельный пласт или пропласток, изолируемый от остальных пластов или пропластков этими пакерами. Способ применим также и для возбуждения колебаний в потоке жидкости в добывающей скважине, если технология добычи позволяет образование полости, например, также с помощью пакеров, необходимой для возбуждения колебаний давления в соответствии с данным способом. Variations of the method are possible in which the cavity of the cavity will be the interpacker space formed by two packers, for example, when liquid is pumped into a separate layer or interlayers that are isolated from other layers or interlayers by these packers. The method is also applicable for exciting vibrations in a fluid stream in a producing well, if the production technology allows the formation of a cavity, for example, also using packers necessary for exciting pressure fluctuations in accordance with this method.
Наиболее успешно заявленный способ может быть применен в нефтедобывающей промышленности, причем способ может применяться в сочетании с другими методами воздействия на призабойные зоны скважин, такими, например, как тепловые или физико-химические методы. The most successfully claimed method can be applied in the oil industry, and the method can be used in combination with other methods of influencing the bottom-hole zones of wells, such as, for example, thermal or physicochemical methods.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Агранат Б.А., Дубровин M.Н., Хавский Н.Н., Эскин Г.И. Основы физики и техники ультразвука. - М.: Высшая школа, 1987, 352 с.SOURCES OF INFORMATION
1. Agranat B.A., Dubrovin M.N., Khavsky N.N., Eskin G.I. Fundamentals of physics and technology of ultrasound. - M.: Higher School, 1987, 352 p.
2. Неволин В.Г., Поздеев О.В. Акустическое воздействие в технологических процессах при добыче нефти. - Пермь: ПермНИПИнефть, 1991, 81 с. 2. Nevolin V.G., Pozdeev O.V. Acoustic impact in technological processes during oil production. - Perm: PermNIPIneft, 1991, 81 p.
3. Яворский Б.М., Деглаф А.А. Справочник по физике. Для инженеров и студентов вузов. - М.: Наука, 1968, 940 с. 3. Yavorsky B.M., Deglaf A.A. Handbook of Physics. For engineers and university students. - M .: Nauka, 1968, 940 p.
Claims (3)
где l - общая длина труб меньшего диаметра, м;
d - внутренний диаметр труб меньшего диаметра, мм;
L - длина подпакерной зоны скважины, м;
D - внутренний диаметр обсадной трубы скважины в подпакерной зоне, мм.1. The method of pulsed injection of fluid into the reservoir, including the excitation of pressure fluctuations when injecting fluid into the reservoir through a lowered string of tubing with a packer installed on it, separating the zone of fluid injection into the reservoir from the rest of the well, characterized in that the lower part of the tubing string is composed of pipes of a smaller diameter than in the rest of the string, while the total length of the pipes of a smaller diameter is selected based on the following condition:
where l is the total length of the pipes of smaller diameter, m;
d is the inner diameter of the pipes of smaller diameter, mm;
L is the length of the sub-packer zone of the well, m;
D is the inner diameter of the well casing in the under-packer zone, mm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000127859A RU2194850C2 (en) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | Method of fluid pulse injection into formation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000127859A RU2194850C2 (en) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | Method of fluid pulse injection into formation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000127859A RU2000127859A (en) | 2002-10-20 |
RU2194850C2 true RU2194850C2 (en) | 2002-12-20 |
Family
ID=20241825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000127859A RU2194850C2 (en) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | Method of fluid pulse injection into formation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194850C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA013446B1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-04-30 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Method of phosphorite deposit seam development |
RU2540746C2 (en) * | 2013-03-29 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук | Method and device for wave field generation at injector bottomhole with permanent rate of generation at changeable formation pressure |
-
2000
- 2000-11-09 RU RU2000127859A patent/RU2194850C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НЕВОЛИН В.Г. и др. Акустическое воздействие в технологических процессах при добыче нефти, Пермь: ПермНИПИнефть, 1991, с. 81. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA013446B1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-04-30 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Method of phosphorite deposit seam development |
RU2540746C2 (en) * | 2013-03-29 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук | Method and device for wave field generation at injector bottomhole with permanent rate of generation at changeable formation pressure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9410388B2 (en) | Acoustic generator and associated methods and well systems | |
US20090159282A1 (en) | Methods for Introducing Pulsing to Cementing Operations | |
US6467542B1 (en) | Method for resonant vibration stimulation of fluid-bearing formations | |
US3743017A (en) | Use of fluidic pressure fluctuation generator to stimulate underground formations | |
RU2005128346A (en) | PERMANENT Borehole Resonance Source | |
CA2898444C (en) | Determining fracture length via resonance | |
US5361837A (en) | Method for preventing annular fluid flow using tube waves | |
US11492885B2 (en) | Hydraulic fracturing systems and methods | |
RU2194850C2 (en) | Method of fluid pulse injection into formation | |
US4716555A (en) | Sonic method for facilitating the fracturing of earthen formations in well bore holes | |
US7789141B2 (en) | Oil recovery enhancement method | |
US20110259593A1 (en) | Method of over-pressured well fracturing with periodic shock waves | |
RU2627345C1 (en) | Development method of high-viscosity oil or bitumen deposit with application of hydraulic fracture | |
RU2085721C1 (en) | Method for treating down-hole zone of bed | |
RU2361071C2 (en) | Method of raising oil yield and facility for omplementation of this method | |
RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
RU2094590C1 (en) | Method for vibrating cementation of casing pipes in wells | |
RU2066746C1 (en) | Method for recovery of dry oil and gas wells | |
RU2191887C2 (en) | Method of increasing well productivity in recovery of hydrocarbons | |
RU2059801C1 (en) | Method for recovery of high-viscosity oil from formation by mining and heat-stimulation | |
RU2447278C2 (en) | Method of hydraulic fracturing of bed | |
RU2168006C1 (en) | Method of oil wells treatment | |
RU2713285C1 (en) | Method for investigation of height and direction of formation fracturing | |
RU146794U1 (en) | BOTTOM DEVICE FOR SHOCK WAVE INFLUENCE ON PRODUCTIVE LAYERS | |
RU2406817C1 (en) | Oil deposit development method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061110 |