RU2208145C1

RU2208145C1 - Device for heat treatment of bottomhole formation zone

Info

Publication number: RU2208145C1
Application number: RU2001129393/03A
Authority: RU
Inventors: В.С. Литвиненко; шов Б.Б. Кудр; Б.Б. Кудряшов; Г.Н. Соловьев; Э.А. Загривный
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет)
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: mining; applicable in heat treatment of producing formation of high-viscosity oil, restoration of hydraulic communication of formation with well, increase of formation oil recovery and well production rate, and renewal operation of unprofitable wells for oil, natural gas, fresh, mineral and thermal waters. SUBSTANCE: device has heater metal body and power supply cable. Located along body axis are disk electrodes with perforation and grouped into alternating pairs. Lower disk electrodes are fastened to current conductor. Upper disk electrodes are connected to body. Heat-resistant insulators are located in interdisk intervals of current conductor and body. Heater body is filled with conducting fluid. Device is provided with water-supply system including discharge valve located in body coaxially to heater body, tubing pipes and connected to them water-supplying pipe with pump having controlled drive and vessel with water. Heat-resistant packer is located above body of discharge valve and voltage regulator. Discharge valve body has holes through which water passes to cavity of formation producing section shutoff by heat resistant packer. EFFECT: provided restoration of hydraulic communication of formation with well, increased oil recovery from formations with high-viscosity oil and well production rate, and renewal of operation of unprofitable wells for oil, natural gas, and fresh, mineral and thermal waters. 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может применяться для тепловой обработки продуктивного пласта высоковязкой нефти, восстановления гидравлической связи пласта со скважиной, увеличения нефтеотдачи пластов и дебита скважин, а также возобновления эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды. The invention relates to mining and can be used for heat treatment of a productive formation with highly viscous oil, restoration of hydraulic connection between a formation and a well, increase in oil recovery and production rate of wells, as well as the resumption of unprofitable wells for oil, natural gas, fresh, mineral and thermal waters.

Известен скважинный генератор теплоты, авторское свидетельство 381726, кл. Е 21 В 43/24, включающий коаксиальное расположение электродов, к которым подключается постоянный ток. Однако скважинный генератор теплоты не позволяет передать достаточно большие мощности для эффективного воздействия на призабойную зону продуктивного пласта. Well-known heat generator, copyright 381726, class. E 21 V 43/24, including the coaxial arrangement of the electrodes to which DC is connected. However, the downhole heat generator does not allow transmitting sufficiently large powers for effective impact on the bottom-hole zone of the reservoir.

Известно электронагревательное устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины, патент РФ 2169830, кл. Е 21 В 36/04, 43/24, взятый нами за прототип, включающее корпус нагревателя, силовой кабель питания, диски-электроды, установленные на токопроводе, размещенном по оси корпуса. Диски-электроды выполнены с перфорацией и собраны в чередующиеся пары, где верхние диски-электроды соединены с корпусом, а нижние закреплены на токопроводе, причем в междисковых интервалах токопровода и корпуса размещены термостойкие изоляторы, а корпус нагревателя заполнен токопроводящей жидкостью до уровня самого верхнего диска-электрода. Недостатками этого устройства является то, что прогрев продуктивного пласта осуществляется в незамкнутом интервале скважины со значительными потерями теплоты по оси скважины выше устройства, а также отсутствие устройства, обеспечивающего нагнетание жидкости в продуктивный пласт с поверхности, что снижает технологические возможности термического воздействия на призабойную зону пласта. Known electric heating device for heat treatment of the bottom-hole zone of the well, RF patent 2169830, class. E 21 V 36/04, 43/24, taken by us as a prototype, including a heater casing, a power supply cable, electrode disks mounted on a current lead placed along the axis of the casing. Disks-electrodes are made with perforation and assembled in alternating pairs, where the upper disks-electrodes are connected to the case and the lower ones are fixed on the current lead, and heat-resistant insulators are placed in the inter-disk intervals of the current lead and the case, and the heater case is filled with conductive liquid up to the level of the uppermost disk electrode. The disadvantages of this device is that the heating of the reservoir is carried out in the open interval of the well with significant heat losses along the axis of the well above the device, as well as the absence of a device that provides fluid injection into the reservoir from the surface, which reduces the technological possibilities of thermal effects on the bottom-hole formation zone.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение продуктивности пласта за счет увеличения передачи тепловой энергии в единицу времени в призабойную зону продуктивного пласта с меньшими потерями, а также за счет различных способов термических воздействий (циклическое паротепловое воздействие, импульсно-дозированное тепловое воздействие, непрерывное нагнетание теплоносителя в пласт). The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely increasing the productivity of the formation by increasing the transfer of thermal energy per unit time to the bottomhole zone of the productive formation with less loss, and also due to various methods of thermal effects (cyclic steam and thermal exposure, pulsed-dosed thermal exposure, continuous injection of coolant into the reservoir).

Задача решается тем, что устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины, содержащее металлический корпус нагревателя, заполненный токопроводящей жидкостью, размещенные по оси металлического корпуса нагревателя, выполненные с перфорацией и собранные в чередующиеся пары в виде верхних дисков-электродов, соединенных с металлическим корпусом нагревателя, и нижних дисков-электродов, закрепленных на токопроводе, термостойкие изоляторы, размещенные в междисковых интервалах токопровода и металлического корпуса нагревателя, и силовой кабель питания, согласно изобретению снабжено водоподающей системой, включающей выпускной клапан, расположенный в корпусе, соединенном соосно с верхней частью металлического корпуса нагревателя, насосно-компрессорные трубы и соединенную с ними водоподающую трубу с насосом с регулируемым приводом и емкостью с водой, при этом устройство снабжено регулятором напряжения и термостойким пакером, расположенным над корпусом выпускного клапана для образования изолированной полости продуктивного участка, подпитываемой водой из емкости через выпускной клапан и отверстия, выполненные в его корпусе. The problem is solved in that the device for heat treatment of the bottom-hole zone of the well, comprising a metal housing of the heater, filled with conductive fluid, arranged along the axis of the metal housing of the heater, made with perforation and assembled in alternating pairs in the form of upper disk electrodes connected to the metal housing of the heater, and lower disk-electrodes mounted on the current lead, heat-resistant insulators located in the inter-disk intervals of the current lead and the metal housing of the heater, and forces The power supply cable according to the invention is equipped with a water supply system including an exhaust valve located in a housing connected coaxially with the upper part of the metal housing of the heater, tubing and a water supply pipe connected to them with a pump with an adjustable drive and a water tank, the device equipped with a voltage regulator and a heat-resistant packer located above the outlet valve body to form an isolated cavity of the productive section, fed by water from the tank Erez formed in the housing and opening the discharge valve.

Устройство обеспечивает восстановление гидравлической связи пласта со скважиной, увеличение нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью и дебита скважин, а также возобновление эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды. The device provides restoration of hydraulic connection between the formation and the well, increased oil recovery from highly viscous oil and production rates, as well as the resumption of the operation of unprofitable wells for oil, natural gas, fresh, mineral and thermal waters.

Устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважин поясняется чертежом, на котором представлена его общая схема. A device for heat treatment of the bottom-hole zone of the wells is illustrated in the drawing, which shows its General scheme.

Устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважин содержит корпус нагревателя 1, верхняя часть которого соединена с корпусом 2 с выпускным клапаном 3, причем оба корпуса расположены по одной оси. Устройство содержит высоковольтный силовой кабель питания 4 и колонну НКТ 5, соединенную с верхней частью корпуса устройства. На токопроводе 6 размещены диски-электроды 7, 8. Диски-электроды выполнены с перфорацией и собраны в чередующиеся пары, где верхние диски-электроды 7 соединены с корпусом 1, а нижние диски-электроды 8 закреплены на токопроводе 6 через термостойкие изоляторы 9, причем в междисковых интервалах токопровода 6 и корпуса нагревателя 1 размещены термостойкие изоляторы 10, а корпус нагревателя 1 заполнен токопроводящей жидкостью 11. Верхняя часть корпуса, свободная от дисков-электродов 7 и 8, образует паровую зону 12. Устройство содержит водоподающую трубу 13, оснащенную насосом 14, регулируемым приводом 15 и регулятором напряжения 16, связывающий систему питания с устройством, один конец водоподающей трубы 13 соединен с колонной НКТ 5, а другой конец соединен с емкостью 17, заполненной котловой водой. Над корпусом 2, на конце НКТ установлен термостойкий пакер 18. A device for heat treatment of the bottom-hole zone of wells includes a heater body 1, the upper part of which is connected to the body 2 with an exhaust valve 3, both of which are located on the same axis. The device comprises a high-voltage power supply cable 4 and a tubing string 5 connected to the upper part of the device body. Electrode disks 7, 8 are placed on the current lead 6. The electrode disks are perforated and assembled in alternating pairs, where the upper electrode disks 7 are connected to the housing 1 and the lower electrode disks 8 are mounted on the current lead 6 through heat-resistant insulators 9, and heat-resistant insulators 10 are placed in the interdisk intervals of the current lead 6 and the housing of the heater 1, and the housing of the heater 1 is filled with conductive fluid 11. The upper part of the housing, free of disk electrodes 7 and 8, forms a vapor zone 12. The device contains a water supply pipe 13, equipped with a pump 14, an adjustable drive 15 and a voltage regulator 16, connecting the power supply system with the device, one end of the water supply pipe 13 is connected to the tubing string 5, and the other end is connected to the tank 17 filled with boiler water. Above the housing 2, at the end of the tubing, a heat-resistant packer 18 is installed.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

После сборки устройства и постановки его в область продуктивного пласта обрабатывается зона - изолируется термостойким пакером 18, через регулятор напряжения 16 по высоковольтному силовому кабелю питания 4 на диски-электроды 7, 8 устройства, заполненного токопроводящей жидкостью 11, подают напряжение 3-6 кВ, частотой 50 Гц, после чего от дисков-электродов 8 через жидкость 11 к дискам-электродам 7 потечет ток (стрелки на чертеже показывают направление тока), вызывая интенсивный нагрев жидкости 11, кипение и образование пара, что в свою очередь приведет к теплообмену между стенкой корпуса 1 устройства и внутрискважинной жидкостью. При этом осуществляется подпитка котловой жидкостью изолированной полости продуктивного участка из емкости 17 посредством трубы 13, оснащенной насосом 14 и регулируемым приводом 15 по колонне НКТ 5 через выпускной клапан 3 и отверстия корпуса 2. After assembling the device and placing it in the area of the reservoir, the zone is processed - it is isolated by a heat-resistant packer 18, through a voltage regulator 16 through a high-voltage power supply cable 4, the electrodes 7, 8 of the device filled with conductive liquid 11 are supplied with a voltage of 3-6 kV, frequency 50 Hz, after which current will flow from the electrode electrodes 8 through the liquid 11 to the electrode electrodes 7 (arrows in the drawing show the direction of the current), causing intense heating of the liquid 11, boiling and formation of steam, which in turn leads to heat transfer between the wall of the housing 1 of the device and the downhole fluid. In this case, the boiler fluid is fed with an isolated cavity of the productive section from the tank 17 by means of a pipe 13 equipped with a pump 14 and an adjustable drive 15 along the tubing string 5 through the exhaust valve 3 and the openings of the housing 2.

Устройство теплового воздействия на призабойную зону скважин основано на нагреве жидкости в изолированном продуктивном участке скважины на уровне продуктивного пласта с удельной мощностью 3-9 МВт/м³. Устройство обеспечивает восстановление гидравлической связи пласта со скважиной, увеличение нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью, а также возобновление эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды за счет дополнительных циклических паротепловых, импульсно-дозированных воздействий и непрерывного нагнетания теплоносителя в пласт.The device of thermal action on the bottom-hole zone of wells is based on heating fluid in an isolated producing section of the well at the level of the producing formation with a specific power of 3-9 MW / m ³ . The device provides the restoration of hydraulic connection between the formation and the well, an increase in oil recovery from highly viscous oil, as well as the resumption of the operation of unprofitable wells for oil, natural gas, fresh, mineral and thermal waters due to additional cyclic heat and vapor, pulse-dosed effects and continuous pumping of the coolant into layer.

Claims

A device for heat treatment of the bottomhole zone of the well, comprising a metal housing of the heater filled with conductive fluid, arranged along the axis of the metal housing of the heater, made with perforation and assembled in alternating pairs in the form of upper disk electrodes connected to a metal body of the heater and lower disk electrodes mounted on the current lead, heat-resistant insulators located in the inter-disk intervals of the current lead and the metal housing of the heater, and a power supply cable, characterized in that it is equipped with a water supply system including an exhaust valve located in a housing connected coaxially with the upper part of the metal housing of the heater, tubing and a water supply pipe connected to them with a pump with an adjustable drive and a water tank, while the device is equipped with a voltage regulator and a heat-resistant packer located above the outlet valve body to form an isolated cavity of the productive section, fed by water from the tank through the outlet to a valve and holes made in its body.