RU2203410C1 - Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well - Google Patents

Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well Download PDF

Info

Publication number
RU2203410C1
RU2203410C1 RU2001124279A RU2001124279A RU2203410C1 RU 2203410 C1 RU2203410 C1 RU 2203410C1 RU 2001124279 A RU2001124279 A RU 2001124279A RU 2001124279 A RU2001124279 A RU 2001124279A RU 2203410 C1 RU2203410 C1 RU 2203410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
electric motor
heater
interval
heated
Prior art date
Application number
RU2001124279A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Шипулин
Ю.Д. Кожемякин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Рэнес"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Рэнес" filed Critical Закрытое акционерное общество "Рэнес"
Priority to RU2001124279A priority Critical patent/RU2203410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2203410C1 publication Critical patent/RU2203410C1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry, completion of operating holes and restoration of output dropped due to mud grouting of bed. SUBSTANCE: electric motor , heater positioned beneath and packers are sunk into well on tubing string. Packers insulate heated interval of well located opposite to productive pool and electric motor from heated interval of well. Cold fluid is pumped, follows lines of electric motor and then is fed into heater. Heated fluid is driven into insulated heated interval of well and further into pool. In this case electric motor is separated additionally by packer from part of well lying above to form cooled interval of well. Cold fluid is pumped from surface into tubing string, follows lines of electric motor in cooled interval of well and is directed through holes in end sections of length of tubing string before feeding into heater. Electric motor and heater are mechanically joined by above-mentioned length of tubing string. Electric motor is employed in drive of heater converting mechanical energy to thermal energy by means of transmission of rotation from electric motor to shaft passing inside length of tubing string. EFFECT: increased heating temperature of fluid in insulated interval of well, raised reliability of method. 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие закупоривания (кольматации) пласта асфальто-смолистыми и парафиновыми образованиями. The invention relates to mining and can be used to develop and restore the production rate of production wells, which decreased as a result of plugging (mudding) of the formation by asphalt-resinous and paraffin formations.

Известен способ гидроразрыва пласта (Гатиев С.М. и др. Взаимодействие на призабойную зону нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 1966), по которому изолируют пакерами интервал пласта и повышением давления производят его гидроразрыв. A known method of hydraulic fracturing (Gatiev S.M. et al. Interaction on the bottom-hole zone of oil and gas wells. - M .: Nedra, 1966), which isolate the interval of the formation with packers and increase the pressure to fracture it.

К недостаткам этого способа следует отнести его невысокую эффективность, необходимость использования колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и громоздких насосных установок для подачи жидкости в подпакерное пространство, что требует значительных материальных и трудовых затрат. The disadvantages of this method include its low efficiency, the need to use a string of tubing and bulky pumping units to supply fluid to the under-packer space, which requires significant material and labor costs.

Известен скважинный дроссельный нагреватель (Дегтярев Б.В., Бухгалтер Э. Б. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в Северных районах. -М. : Недра, 1976), основанный на преобразовании энергии давления жидкости в теплоту. A well-known throttle heater (Degtyarev B.V., Accountant E. B. The fight against hydrates in the operation of gas wells in the Northern regions. -M.: Nedra, 1976), based on the conversion of the energy of liquid pressure into heat.

Однако применение дроссельного нагревателя связано с высокими затратами ввиду использования не менее трех колонн НКТ, а также с низким кпд из-за гидравлического сопротивления и потерь давления в резьбовых соединениях НКТ. However, the use of a throttle heater is associated with high costs due to the use of at least three tubing columns, as well as low efficiency due to hydraulic resistance and pressure losses in the threaded tubing joints.

Известен способ гидроразрыва пласта (Соловьев Г.Н. и др. Патент 2046184, "Способ гидравлического разрыва пласта", кл. Е 21 В 43/26, 1995), взятый за прототип, в котором повышение давления в изолированном участке пласта осуществляют нагревом жидкости посредством установки электронагревателя. A known method of hydraulic fracturing (Solovyov G.N. et al. Patent 2046184, "Method for hydraulic fracturing, class E 21 B 43/26, 1995), taken as a prototype, in which the pressure is increased in an isolated section of the reservoir by heating the fluid by installing an electric heater.

Недостаток заключается в малом количестве энергии, передаваемой в призабойную зону. The disadvantage is the small amount of energy transmitted to the bottomhole zone.

Известен способ воздействия на призабойную зону нефтяной скважины (Шипулин А.В., Загривный Э.А., Кудряшов Б.Б. и др. Патент 2164597, "Термодинамический способ воздействия на призабойную зону"), в котором нагрев жидкости производят за счет турбулентного движения жидкости при ее механическом перемешивании. A known method of influencing the bottom-hole zone of an oil well (Shipulin A.V., Zagrivny E.A., Kudryashov B.B. et al. Patent 2164597, "Thermodynamic method of influencing the bottom-hole zone"), in which the fluid is heated by turbulent fluid movement during its mechanical stirring.

Однако электродвигатель устройства не охлаждается, допустимый нагрев призабойной зоны скважины ограничен температурными характеристиками изоляции электродвигателя. However, the electric motor of the device is not cooled, the permissible heating of the bottomhole zone of the well is limited by the temperature characteristics of the insulation of the electric motor.

Известно устройство для обработки прифильтровой части пласта (Л.А.Лившиц. Патент 1537798, Е 21 В 43/25), способ применения которого принят за прототип и включает спуск в скважину электродвигателя, нижерасположеного нагревателя, пакеров, изолирование пакерами нагреваемого интервала скважины и электродвигателя от нагреваемого интервала скважины, закачку холодной жидкости, которая обтекает электродвигатель, и подачу ее в нагреватель с последующим вытеснением нагретой жидкости. A device is known for processing the prefilter part of the formation (L.A. Livshits. Patent 1537798, Е 21 В 43/25), the method of application of which is adopted as a prototype and includes the descent into the well of an electric motor, a downstream heater, packers, isolation by packers of a heated interval of the well and an electric motor from the heated interval of the well, the injection of cold fluid, which flows around the electric motor, and its supply to the heater, followed by the displacement of the heated fluid.

Однако устройство для осуществления способа имеет сложную конструкцию, применяется трубчатый нагреватель, ненадежный в среде высоких давлений, необходимы два кабеля питания электродвигателя и нагревателя с переменной длиной для обработки прифильтровой зоны и откачки скважинной жидкости на разных глубинах, откачка жидкости производится без НКТ, предлагаемая конструкция пакера не рассчитана на высокие давления. However, the device for implementing the method has a complex structure, a tubular heater is used, unreliable in high pressure environments, two power cables for the electric motor and a variable-length heater are required to process the filter zone and pump out the well fluid at different depths, pump out the fluid without tubing, the proposed packer design not designed for high pressures.

Задачей изобретения является увеличение температуры нагрева жидкости в изолированном интервале скважины, повышение надежности. The objective of the invention is to increase the temperature of the heating fluid in the isolated interval of the well, increasing reliability.

Задача решается тем, что, используя термодинамический способ воздействия на призабойную зону скважины, включающий спуск в скважину электродвигателя, нижерасположенного нагревателя, пакеров, изолирование пакерами нагреваемого интервала скважины против продуктивного пласта и электродвигателя от нагреваемого интервала скважины, закачку холодной жидкости, которая обтекает электродвигатель, и подачу ее в нагреватель с последующим вытеснением нагретой жидкости в изолированный нагреваемый интервал скважины и далее в пласт, спуск в скважину электродвигателя, нижерасположенного нагревателя и пакеров осуществляют на колонне насосно-компрессорных труб, отделяют дополнительно пакером электродвигатель от вышележащей части скважины для образования охлаждаемого интервала скважины, закачку холодной жидкости осуществляют с поверхности в НКТ с последующим ее обтеканием электродвигателя в охлаждаемом интервале скважины и направлением перед подачей в нагреватель через отверстия на концевых участках отрезка НКТ, соединяющего механически электродвигатель и нагреватель, при этом для изолирования нагреваемого интервала скважины используют пакер, рассчитанный на высокое давление, а электродвигатель применяют для привода нагревателя, преобразующего механическую энергию в тепловую путем передачи вращения от электродвигателя к нагревателю валом, проходящим внутри отрезка НКТ. The problem is solved in that, using the thermodynamic method of influencing the bottom-hole zone of the well, including the descent into the well of an electric motor, a downstream heater, packers, isolating the packers of the heated well interval against the reservoir and the electric motor from the heated well interval, injecting cold fluid that flows around the electric motor, and supplying it to the heater, followed by displacement of the heated fluid into an isolated heated interval of the well and then into the formation, descent into the well Well, the electric motor, the downstream heater and packers are carried out on the tubing string, the motor is additionally separated by the packer from the overlying part of the well to form a cooled interval of the well, cold fluid is pumped from the surface into the tubing, followed by its flow over the electric motor in the cooled interval of the well and direction before feeding into the heater through openings at the end sections of the tubing segment, which connects the mechanically electric motor and the heater, with how to isolate the well interval heated using packer designed for high pressures, and the motor used to drive the heater, which converts mechanical energy into heat by transmitting rotation from the motor to the heater shaft extending inside the tubing segment.

Пример устройства для реализации предлагаемого способа, поясняется чертежом, на котором: 1 - скважина, 2 - колонна НКТ; 3 - электродвигатель; 4 - нагреватель; 5 - отрезок НКТ; 6 - вал; 7 - пакеры; 8 - отверстия; 9 - перфорационные отверстия обсадной колонны; тонкие стрелки - подача холодной жидкости с поверхности; жирные стрелки - циркуляция нагреваемой жидкости. An example of a device for implementing the proposed method is illustrated in the drawing, in which: 1 - well, 2 - tubing string; 3 - electric motor; 4 - heater; 5 - tubing section; 6 - shaft; 7 - packers; 8 - holes; 9 - perforation holes of the casing string; thin arrows - supply of cold liquid from the surface; bold arrows - circulation of the heated fluid.

Способ реализуют следующим образом. В скважину 1 до глубины продуктивного пласта опускают колонну НКТ 2, на нижнем конце которой помещают направленный валом вниз электродвигатель 3. Нагреватель 4 размещают ниже электродвигателя и соединяют с электродвигателем отрезком НКТ 5, внутри которой помещают вал 6, соединяющий роторы электродвигателя 3 и нагревателя 4. Электродвигатель 3 отделяют пакерами 7 от нагревателя 4 и от вышележащей части скважины. Колонна НКТ 2, а также отрезок НКТ 5 имеют отверстия 8 на концевых участках, не перекрываемых пакером 7. При спуске колонны НКТ 2 нагреватель 4 располагают напротив перфорационных отверстий обсадной колонны 9. The method is implemented as follows. A tubing string 2 is lowered into the well 1 to the depth of the reservoir, at the lower end of which the electric motor 3 is directed downward. The heater 4 is placed below the electric motor and connected to the electric motor by a tubing segment 5, inside of which is placed a shaft 6 connecting the rotors of electric motor 3 and heater 4. The electric motor 3 is separated by packers 7 from the heater 4 and from the overlying part of the well. The tubing string 2, as well as the tubing segment 5, have openings 8 at the end sections not covered by the packer 7. When lowering the tubing string 2, the heater 4 is located opposite the perforation holes of the casing string 9.

Колонна НКТ 2, которую опускают в скважину 1, служит для размещения на ее нижнем конце электродвигателя 3 и нагревателя 4, а также для подачи жидкости с поверхности. Электродвигатель 3 предназначен для привода нагревателя 4. Отрезок НКТ 5 необходим для механического соединения электродвигателя 3 и нагревателя 4. Вал 6, проходящий внутри отрезка НКТ 5, предназначен для передачи вращения от электродвигателя 3 к нагревателю 4. Пакеры 7 служат для изоляции электродвигателя 3 от нагреваемого интервала скважины и от затрубного пространства. Отверстия 8 на концевых участках колонны НКТ и отрезка НКТ необходимы для подачи жидкости в изолированный интервал скважины. Через перфорационные отверстия обсадной колонны 9 нагретую жидкость доставляют в продуктивный пласт. The tubing string 2, which is lowered into the well 1, is used for placement on its lower end of the electric motor 3 and heater 4, as well as for supplying liquid from the surface. The electric motor 3 is designed to drive the heater 4. The length of the tubing 5 is necessary for the mechanical connection of the electric motor 3 and the heater 4. The shaft 6 passing inside the length of the tubing 5 is designed to transmit rotation from the electric motor 3 to the heater 4. The packers 7 are used to isolate the electric motor 3 from the heated well interval and from annulus. Holes 8 at the end sections of the tubing string and the tubing segment are necessary for supplying fluid to the isolated interval of the well. Through the perforations of the casing 9, the heated fluid is delivered to the reservoir.

В качестве электродвигателя 3 используют типовой двигатель от серийного погружного электронасоса (УЭЦН), по техническим характеристикам соответствующий для работы в скважинных условиях. As an electric motor 3, a typical engine from a serial submersible electric pump (ESP) is used, which is suitable for operation in borehole conditions by technical characteristics.

Принцип работы нагревателя 4 основан на диссипации механической энергии в тепловую. Нагрев жидкости производят за счет турбулентного движения жидкости при ее механическом перемешивании (патент 2046184) или путем ее прокачивания по контуру: выход погружного скважинного электронасоса - гидравлическое сопротивление - изолированный пакерами интервал скважины - вход погружного скважинного электронасоса. The principle of operation of the heater 4 is based on the dissipation of mechanical energy into heat. The fluid is heated due to the turbulent movement of the fluid with its mechanical stirring (patent 2046184) or by pumping it along the circuit: the output of the submersible borehole electric pump - hydraulic resistance - the interval of the borehole isolated by the packers - the entrance of the submersible borehole electric pump.

Для осуществления нагрева с поверхности через колонну НКТ 2 в изолированный интервал скважины закачивают жидкость и подают электропитание к электродвигателю 3. Электродвигатель 3 приводит во вращение нагреватель 4, происходит нагрев жидкости в изолированном интервале скважины. При закачке с поверхности холодной жидкости нагретая жидкость вытесняется в пласт. Холодная жидкость перед поступлением в изолированный нагреваемый интервал скважины обтекает электродвигатель 3, охлаждая его. To carry out heating from the surface through the tubing string 2, a fluid is pumped into the isolated interval of the well and power is supplied to the electric motor 3. The electric motor 3 drives the heater 4, the fluid is heated in the isolated interval of the well. When injected from the surface of a cold fluid, the heated fluid is forced into the reservoir. Cold liquid before entering the isolated heated interval of the well flows around the electric motor 3, cooling it.

Первоначальный нагрев жидкости при охлаждении электродвигателя производится за счет его потерь (электрического и магнитного сопротивления статора и ротора, трения и вентиляции), а также за счет поступления теплоты из нагреваемого интервала через пакер, отрезок НКТ и обсадную колонну. The initial heating of the liquid during cooling of the electric motor is due to its losses (electrical and magnetic resistance of the stator and rotor, friction and ventilation), as well as due to heat from the heated interval through the packer, tubing section and casing.

Пакер на нижнем конце колонны НКТ отделяет изолированный интервал скважины от затрубного пространства и должен быть рассчитан на высокое давление. Пакер на отрезке НКТ между электродвигателем 3 и нагревателем 4 служит только для разделения нагреваемого и охлаждаемого изолированных интервалов скважины и не испытывает разности давлений, следовательно, может иметь упрощенную конструкцию. A packer at the lower end of the tubing string separates the isolated interval of the well from the annulus and must be designed for high pressure. The packer on the tubing section between the electric motor 3 and the heater 4 serves only to separate the heated and cooled isolated intervals of the well and does not experience a pressure difference, therefore, it can have a simplified design.

Возможны два технологических варианта. Two technological options are possible.

1. Жидкость закачивают с поверхности в изолированный интервал скважины, нагревают для создания давления и осуществления декольматации и гидроразрыва пласта, затем закачивают новую порцию жидкости. 1. The fluid is pumped from the surface into the isolated interval of the well, heated to create pressure and implement decolmation and hydraulic fracturing, then a new portion of the fluid is pumped.

2. Осуществляют непрерывную подачу жидкости с поверхности, нагревают ее в изолированном интервале скважины, доставляют в продуктивный пласт для поддержания пластового давления и прогрева пластового флюида. 2. A continuous supply of fluid from the surface is carried out, it is heated in an isolated interval of the well, delivered to the reservoir to maintain reservoir pressure and warm the reservoir fluid.

Преимущества предлагаемого нагревателя заключаются в возможности нагрева жидкости в изолированном интервале пласта до высоких температур без опасения вывода из строя электродвигателя, имеющего ограниченные температурные характеристики изоляции. Повышение температуры жидкости способствует декольматации, увеличивает нагрев пласта. The advantages of the proposed heater are that it is possible to heat the fluid in the isolated interval of the formation to high temperatures without fear of damage to the electric motor, which has limited thermal characteristics of the insulation. Increasing the temperature of the fluid promotes decolmation, increases the heating of the formation.

Claims (1)

Термодинамический способ воздействия на призабойную зону скважины, включающий спуск в скважину электродвигателя, нижерасположенного нагревателя, пакеров, изолирование пакерами нагреваемого интервала скважины против продуктивного пласта и электродвигателя от нагреваемого интервала скважины, закачку холодной жидкости, которая обтекает электродвигатель, и подачу ее в нагреватель с последующим вытеснением нагретой жидкости в изолированный нагреваемый интервал скважины и далее в пласт, отличающийся тем, что спуск в скважину электродвигателя, нижерасположенного нагревателя и пакеров осуществляют на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), отделяют дополнительно пакером электродвигатель от вышележащей части скважины для образования охлаждаемого интервала скважины, закачку холодной жидкости осуществляют с поверхности в НКТ с последующим ее обтеканием электродвигателя в охлаждаемом интервале скважины и направлением перед подачей в нагреватель через отверстия на концевых участках отрезка НКТ, соединяющего механически электродвигатель и нагреватель, при этом для изолирования нагреваемого интервала скважины используют пакер, рассчитанный на высокое давление, а электродвигатель применяют для привода нагревателя, преобразующего механическую энергию в тепловую путем передачи вращения от электродвигателя к нагревателю валом, проходящим внутри отрезка НКТ. Thermodynamic method of influencing the bottom-hole zone of a well, including lowering an electric motor, a downstream heater, packers into the well, isolating packers of the heated well interval against the reservoir and the electric motor from the heated well interval, injecting cold fluid that flows around the electric motor, and supplying it to the heater, followed by displacement heated fluid in an isolated heated interval of the well and further into the reservoir, characterized in that the descent into the well of electric motors a gatel, a downstream heater and packers are carried out on a tubing string (tubing), an electric motor is further separated by a packer from the overlying part of the well to form a cooled interval of the well, cold fluid is pumped from the surface into the tubing, followed by its flow over the electric motor in the cooled interval of the well and the direction before feeding into the heater through the holes in the end sections of the tubing section connecting the electric motor and the heater mechanically, while for zolirovaniya heated wellbore using a packer designed for high pressures, and the motor used to drive the heater, which converts mechanical energy into heat by transmitting rotation from the motor to the heater shaft extending inside the tubing segment.
RU2001124279A 2001-08-27 2001-08-27 Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well RU2203410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124279A RU2203410C1 (en) 2001-08-27 2001-08-27 Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124279A RU2203410C1 (en) 2001-08-27 2001-08-27 Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2203410C1 true RU2203410C1 (en) 2003-04-27

Family

ID=20252949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001124279A RU2203410C1 (en) 2001-08-27 2001-08-27 Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2203410C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564311C1 (en) * 2014-10-13 2015-09-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of production of high viscous oil and bitumen
RU2597303C1 (en) * 2015-08-27 2016-09-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of high-viscosity oil and bitumen deposits development
RU2703591C1 (en) * 2018-12-05 2019-10-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СервисНефтегазТехнологии" Flow well heater

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564311C1 (en) * 2014-10-13 2015-09-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of production of high viscous oil and bitumen
RU2597303C1 (en) * 2015-08-27 2016-09-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of high-viscosity oil and bitumen deposits development
RU2703591C1 (en) * 2018-12-05 2019-10-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СервисНефтегазТехнологии" Flow well heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5979559A (en) Apparatus and method for producing a gravity separated well
US7610964B2 (en) Positive displacement pump
US6926504B2 (en) Submersible electric pump
US4523644A (en) Thermal oil recovery method
US7207381B2 (en) Downhole pump driven by injection water
US8079417B2 (en) Wireline retrievable dsg/downhole pump system for cyclic steam and continuous steam flooding operations in petroleum reservoirs
CA2070727C (en) Electrical submersible pump for lifting heavy oils
US7306042B2 (en) Method for completing a well using increased fluid temperature
US10914149B2 (en) Artificial lift
RU2203410C1 (en) Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well
RU103845U1 (en) DEVICE FOR DEVELOPING DEPOSITS OF HIGH-VISCOUS OIL OR BITUMEN
US9353611B2 (en) Method and apparatus for the downhole injection of superheated steam
CA2724058A1 (en) Steam driven pump for sagd system
RU2599653C1 (en) Well operation method
US20150159474A1 (en) Hydrocarbon production apparatus
WO2016040220A1 (en) Bottom hole injection with pump
RU2595032C1 (en) Downhole pump unit for production of bituminous oil
RU2713290C1 (en) Well pumping unit for simultaneous separate operation of two formations
RU2726704C1 (en) Flexible pipes with double walls with downhole pump driven by flow
RU2749658C1 (en) Method for developing high-viscosity oil deposits by cyclic steam method
RU2732940C1 (en) Unit with screw pumps for simultaneous and separate production of oil from multilayer well
RU2176313C1 (en) Method of thermodynamic stimulation of bottom-hole zone
RU2690588C2 (en) Method of super-viscous oil field development
US6076599A (en) Methods using dual acting pumps or dual pumps to achieve core annular flow in producing wells
RU2733563C2 (en) Method of producing bituminous oil from a horizontal well

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070828