RU2209945C1 - Method of stimulation of hydrocarbon pool in its development and device for method embodiment - Google Patents

Method of stimulation of hydrocarbon pool in its development and device for method embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2209945C1
RU2209945C1 RU2002111631/03A RU2002111631A RU2209945C1 RU 2209945 C1 RU2209945 C1 RU 2209945C1 RU 2002111631/03 A RU2002111631/03 A RU 2002111631/03A RU 2002111631 A RU2002111631 A RU 2002111631A RU 2209945 C1 RU2209945 C1 RU 2209945C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
hydraulic cylinder
hydraulic
under
pipe string
Prior art date
Application number
RU2002111631/03A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Арсентех"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Арсентех" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Арсентех"
Priority to RU2002111631/03A priority Critical patent/RU2209945C1/en
Priority to PCT/RU2003/000177 priority patent/WO2003093640A1/en
Priority to US10/513,238 priority patent/US20060249286A1/en
Priority to AU2003231432A priority patent/AU2003231432A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2209945C1 publication Critical patent/RU2209945C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/02—Generating seismic energy
    • G01V1/133—Generating seismic energy using fluidic driving means, e.g. highly pressurised fluids; using implosion
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/003—Vibrating earth formations

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; applicable in increase of recovery of pool hydrocarbon materials in process of pool development with use of wells. SUBSTANCE: method includes lowering into well of pipe string with hydraulic cylinder accommodating plunger and located in pipe string lower part; stimulation of producing formation by hydraulic impacts by releasing in pulse regime of fluid column above plunger into space under plunger in each motion of the latter to its uppermost position. Hydraulic cylinder bottom is plugged. Prior to each releasing of fluid column weight, space of hydraulic cylinder under plunger is freed from fluid. In this case, rigid hydraulic impacts are delivered on bottom of hydraulic cylinder. Impact force is regulated by weight of fluid column and length of hydraulic cylinder for acceleration of fluid column under gravitation to required final velocity for performance of hydraulic impacts. Device for embodiment of claimed method includes pipe string with expanded part, hydraulic cylinder secured to pipe string below pipe expanded part, plunger with check valve installed in hydraulic cylinder for plunger coming out of it in its upper must position and communication of space above plunger with space under plunger through expanded part of pipe string and tie-rod. One end of tie-rod is fastened to plunger, and the other end is connected to means for forced motion of plunger. Said means is secured to wellhead. Hydraulic cylinder has plugged bottom which restricts plunger extreme lower position and provided possibility of formation of airtight chamber under plunger without fluid in its full volume at each motion of plunger upward. Chamber length is selected to meet conditions of fluid column acceleration above plunger under gravitation up to required final velocity required for performance of hydraulic impact by this fluid column on hydraulic cylinder bottom with preset force. EFFECT: higher efficiency of stimulation of producing formation due to increased power of hydraulic impacts directly on bottomhole and as a result, increased zone of stimulation of hydrocarbon pool. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для повышения отдачи сырья углеводородной залежи в процессе ее разработки с использованием скважин. Воздействие может быть направлено на нагнетательные и/или добывающие скважины, при снижении показателей их работы, и может быть осуществлено также через нагнетательные и/или добывающие скважины, а также через любые другие скважины в процессе разработки залежи. The invention relates to the oil and gas industry and can be used to increase the yield of raw hydrocarbon deposits in the process of its development using wells. The impact can be directed to the injection and / or production wells, with a decrease in their performance, and can also be carried out through the injection and / or production wells, as well as through any other wells in the process of developing the deposit.

Известен способ воздействия на углеводородную залежь при ее разработке, включающий передачу молекулярно-волновых колебаний от излучателя гидромолота, установленного на устье скважины, по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) через ее верхний торец и по столбу жидкости в скважине через его верхний уровень на продуктивный пласт, причем одновременно с передачей молекулярно-волновых колебаний в скважине повышают давление путем подачи жидкости от насоса с аккумулятором давления, подсоединенных вводом к НКТ на устье скважины, и создают гидравлические удары в столбе жидкости скважины путем периодического перекрытия ввода насоса излучателем гидромолота при передаче от него молекулярно-волновых колебаний на НКТ и столб жидкости в скважине (см., например, патент РФ 2107814, опубл. в БИ 9, 1998 г. A known method of influencing a hydrocarbon reservoir during its development, including the transfer of molecular wave vibrations from the emitter of a hydraulic hammer installed at the wellhead, through a tubing string through its upper end and through a liquid column in the well through its upper level to the productive formation, and simultaneously with the transfer of molecular wave vibrations in the well, increase the pressure by supplying fluid from a pump with a pressure accumulator connected by an input to the tubing at the wellhead and create hydraulic shocks in the liquid column of the well by periodically shutting off the pump inlet by the emitter of the hydraulic hammer while transmitting molecular wave oscillations from it to the tubing and the liquid column in the well (see, for example, RF patent 2107814, published in BI 9, 1998

Недостатком известного способа является большие потери энергии при передаче ударного импульса через жидкий волновод, длина которого может доходить до 4500 м. The disadvantage of this method is the large energy loss when transmitting a shock pulse through a liquid waveguide, the length of which can reach up to 4500 m

Известен способ воздействия на углеводородную залежь при ее разработке, включающий нанесение ударов падающим грузом и создание упругих колебаний в нефтенасыщенном пласте в процессе разработки залежи эксплуатационными скважинами, при этом удары по нефтенасыщенному пласту проводят через забой эксплуатационных скважин (см., например, авт. свид. СССР 1710709, опубл. в БИ 5, 1992 г.). There is a method of influencing a hydrocarbon reservoir during its development, including applying impacts with a falling load and creating elastic vibrations in the oil-saturated formation during the development of the reservoir by production wells, while impacts on the oil-saturated formation are conducted through the bottom of production wells (see, for example, auth. USSR 1710709, published in BI 5, 1992).

Недостатком известного способа является низкая эффективность, связанная с тем, что груз, падая, испытывает сопротивление со стороны скважинной жидкости, снижающей его скорость, а, следовательно, и кинетическую энергию. Кроме того, груз, находящийся в скважинной жидкости, создает меньшую силу за счет объема жидкости, вытесняемой грузом (уменьшается его эффективный вес). The disadvantage of this method is the low efficiency associated with the fact that the load, falling, experiences resistance from the well fluid, reducing its speed, and, therefore, kinetic energy. In addition, the load in the borehole fluid creates less force due to the volume of fluid displaced by the load (its effective weight decreases).

Известно устройство для воздействия на углеводородную залежь при ее разработке, включающее акустический концентратор и отражатель волн конической формы с острием в верхней части, соединенный с генератором силовых волн на его конце, сообщенным с жидким волноводом, при этом концентратор и отражатель волн выполнены в виде усеченных конусов, герметично соединенных между собой своими большими основаниями и снабжены гидромолотом, пропущенным через меньшее основание концентратора волн с возможностью его возвратно-поступательного движения с клапаном, бойком и патрубком, сечение отражателя волн выполнено с уменьшающимся по экспоненте сечением, излучатель выполнен с сечением, уменьшающимся по аналитической зависимости (см., например, авт. свид. СССР 1701896, опубл. В БИ 48, 1996). A device is known for influencing a hydrocarbon deposit during its development, including an acoustic concentrator and a conical wave reflector with a tip in the upper part, connected to a power wave generator at its end in communication with a liquid waveguide, and the concentrator and wave reflector are made in the form of truncated cones sealed together by their large bases and equipped with a hydraulic hammer passed through the smaller base of the wave concentrator with the possibility of its reciprocating motion with a valve, a striker and a nozzle, the cross section of the wave reflector is made with an exponentially decreasing cross section, the emitter is made with a cross section decreasing in the analytical dependence (see, for example, ed. certificate of the USSR 1701896, published in BI 48, 1996).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность из-за передачи ударных волн на глубину скважины, которая может быть глубиной до 4,5 км. A disadvantage of the known device is its low efficiency due to the transmission of shock waves to the depth of the well, which can be up to 4.5 km deep.

Наиболее близким аналогом изобретения в части способа является способ воздействия на углеводородную залежь при ее разработке, включающий спуск в скважину колонны труб с гидроцилиндром в нижней части и помещенным в нем плунжером, и воздействие на продуктивный пласт гидравлическими ударами путем разгрузки в импульсном режиме веса столба жидкости над плунжером в пространство под плунжером при каждом перемещении последнего в крайнее верхнее положение (см., например, патент РФ 2136851, опубл. 10.09.1999). The closest analogue of the invention in terms of the method is a method of influencing a hydrocarbon reservoir during its development, including lowering a pipe string with a hydraulic cylinder in the lower part and a plunger placed in it, and impacting the reservoir with hydraulic shocks by unloading in a pulsed mode the weight of the liquid column above a plunger into the space under the plunger each time the latter is moved to its highest position (see, for example, RF patent 2136851, publ. 09/10/1999).

Наиболее близким аналогом изобретения в части устройства является устройство для воздействия на углеводородную залежь при ее разработке, включающее колонну труб с расширенной частью, гидроцилиндр, закрепленный на колонне труб ниже расширенной ее части, плунжер с обратным клапаном, установленный в гидроцилиндре с возможностью выхода из него в крайнем верхнем положении и сообщения пространства над плунжером с пространством под плунжером через расширенную часть колонны и тягу, один конец которой закреплен к плунжеру, а другой - к средству на устье скважины для принудительного перемещения плунжера (см., например, вышеупомянутый патент РФ 2136851). The closest analogue of the invention in terms of the device is a device for influencing a hydrocarbon reservoir during its development, including a pipe string with an expanded part, a hydraulic cylinder mounted on a pipe string below its expanded part, a plunger with a check valve installed in the hydraulic cylinder with the possibility of exit from it into the upper position and the communication space above the plunger with the space under the plunger through the extended part of the column and the rod, one end of which is fixed to the plunger, and the other to means wellhead for forced displacement of the plunger (see., e.g., the aforementioned Russian patent 2136851).

Недостатком известного решения, как в части способа так и устройства, является их низкая эффективность, обусловленная тем, что полученный гидравлический удар является демпфированным (не жестким) с потерей значительной доли энергии. Объясняется это тем, что описанный выше гидравлический удар осуществляют по слою жидкости. Этот слой и демпфирует удар (ударный импульс). A disadvantage of the known solution, both in terms of the method and the device, is their low efficiency, due to the fact that the resulting water hammer is damped (not hard) with the loss of a significant fraction of the energy. This is explained by the fact that the hydraulic shock described above is carried out on a liquid layer. This layer dampens the shock (shock pulse).

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности воздействия на продуктивный пласт за счет возможности увеличения мощности гидравлических ударов непосредственно на забое скважины и, как следствие, увеличение зоны воздействия на углеводородную залежь. The technical result of the invention is to increase the effectiveness of the impact on the reservoir due to the possibility of increasing the power of hydraulic shocks directly at the bottom of the well and, as a result, increasing the area of impact on the hydrocarbon reservoir.

Необходимый технический результат в части способа достигают тем, что по способу воздействия на углеводородную залежь при ее разработке, включающему спуск в скважину колонны труб с гидроцилиндром в нижней части и помещенным в нем плунжером, и воздействие на продуктивный пласт гидравлическими ударами путем разгрузки в импульсном режиме веса столба жидкости над плунжером в пространство под плунжером при каждом перемещении последнего в крайнее верхнее положение, согласно изобретению гидроцилиндр выполняют с заглушенным днищем, а перед каждой разгрузкой веса столба жидкости пространство гидроцилиндра под плунжером освобождают от жидкости, при этом осуществляют жесткие гидравлические удары по днищу гидроцилиндра, силу которых регулируют весом столба жидкости и длиной гидроцилиндра для разгона столба жидкости под действием гравитации до требуемой конечной скорости под эти гидравлические удары. The necessary technical result in terms of the method is achieved by the fact that by the method of influencing the hydrocarbon reservoir during its development, which includes lowering into the well a pipe string with a hydraulic cylinder in the lower part and a plunger placed in it, and impacting the reservoir with hydraulic shocks by unloading in the pulse mode of weight a liquid column above the plunger into the space under the plunger with each movement of the latter to the highest position, according to the invention, the hydraulic cylinder is performed with a blanked bottom, and before zhdoy unloading weight column liquid cylinder space below the plunger is freed from the fluid, wherein the carry hard water hammer on the bottom of the hydraulic cylinder, the force of which is adjusted in weight of the liquid column and the length of the hydraulic cylinder to accelerate the fluid column under the action of gravity to the desired final speed under these pressure surges.

Необходимый технический результат в части устройства достигается тем, что устройство для воздействия на углеводородную залежь при ее разработке, включающее колонну труб с расширенной частью, гидроцилиндр, закрепленный на колонне труб ниже расширенной ее части, плунжер с обратным клапаном, установленный в гидроцилиндре с возможностью выхода из него в крайнем верхнем положении и сообщения пространства над плунжером с пространством под плунжером через расширенную часть колонны и тягу, один конец которой закреплен к плунжеру, а другой - к средству на устье скважины для принудительного перемещения плунжера, согласно изобретению гидроцилиндр выполнен с заглушенным днищем, которое ограничивает крайнее нижнее положение плунжера, и возможностью образования герметичной камеры под плунжером и без жидкости во всем ее объеме при каждом перемещении плунжера вверх, при этом длина камеры выбрана из условия разгона столба жидкости над плунжером под действием гравитации до требуемой конечной скорости, необходимой для совершения гидравлического удара этим столбом жидкости по днищу гидроцилиндра заданной силы. The required technical result in terms of the device is achieved by the fact that the device for influencing the hydrocarbon reservoir during its development, including a pipe string with an expanded part, a hydraulic cylinder mounted on a pipe string below its expanded part, a plunger with a check valve installed in the hydraulic cylinder with the possibility of exit him in the highest position and the communication space above the plunger with the space under the plunger through the extended part of the column and rod, one end of which is fixed to the plunger, and the other to means at the wellhead for forced movement of the plunger, according to the invention, the hydraulic cylinder is made with a plugged bottom that limits the extreme lower position of the plunger, and the possibility of forming a sealed chamber under the plunger and without fluid in its entire volume with each movement of the plunger up, the chamber length being selected from acceleration conditions of the liquid column above the plunger under the action of gravity to the required final speed necessary to perform a hydraulic shock with this liquid column on the bottom hydraulic cylinder of a given force.

Кроме того:
внешняя поверхность днища гидроцилиндра оперта на забой скважины;
устройство снабжено хвостовиком, закрепленным в забое скважины, а внешняя поверхность днища гидроцилиндра оперта на хвостовик;
обратный клапан выполнен в виде мембраны, закрепленной на верхнем торце плунжера и перекрывающей канал последнего;
в качестве средства на устье скважины для принудительного перемещения плунжера использован станок-качалка;
расширенная часть колонны выполнена перфорированной.Moreover:
the outer surface of the bottom of the hydraulic cylinder is supported on the bottom of the well;
the device is equipped with a shank fixed in the bottom of the well, and the outer surface of the bottom of the hydraulic cylinder is supported on the shank;
the check valve is made in the form of a membrane mounted on the upper end of the plunger and blocking the channel of the latter;
a rocking machine was used as a tool at the wellhead for forcibly moving the plunger;
the expanded part of the column is perforated.

Вышеописанный гидравлический удар в основном зависит от высоты столба жидкости над плунжером и длины камеры под плунжером, где происходит разгон жидкости под действием гравитации. Более точные данные могут быть получены с учетом диаметра камеры, реологических свойств жидкости, составляющей ее столб над плунжером, гидравлических сопротивлений при разгрузке столба жидкости. В любом случае обеспечивают жесткий гидравлический удар по днищу камеры. Энергия удара может достигать 800 кДж. Этот удар передают, например, через забой скважины или цементный мост, или якорь непосредственно в углеводородную залежь (слагающие ее продуктивные пласты), генерируя в ней сейсмическую волну, распространяющуюся вглубь нее (далеко за пределы призабойной зоны) на большие расстояния (в т.ч. за счет волноводных свойств залежи) и вызывающую увеличение добычи углеводородов, например, нефти в окружающих добывающих скважинах на расстоянии до нескольких километров от скважины-излучателя. Если воздействие осуществляют в нагнетательной скважине или на нагнетательную скважину, то таким воздействием увеличивают фильтрационные свойства продуктивного пласта залежи. The above hydraulic shock mainly depends on the height of the liquid column above the plunger and the length of the chamber under the plunger, where the liquid is accelerated by gravity. More accurate data can be obtained taking into account the diameter of the chamber, the rheological properties of the liquid, its pillar above the plunger, and hydraulic resistance during unloading of the liquid column. In any case, they provide a hard hydraulic blow to the bottom of the chamber. Impact energy can reach 800 kJ. This shock is transmitted, for example, through the bottom of a well or a cement bridge, or an anchor directly to a hydrocarbon reservoir (productive formations), generating a seismic wave propagating deep into it (far beyond the bottomhole zone) over long distances (including due to the waveguide properties of the deposit) and causing an increase in hydrocarbon production, for example, oil in the surrounding producing wells at a distance of several kilometers from the emitting well. If the effect is carried out in the injection well or on the injection well, then this effect increases the filtration properties of the productive formation reservoir.

Принцип работы предлагаемого способа и устройства пояснен на примере их конкретного применения и представленных чертежах, на которых иллюстрируется: фиг. 1 - устройство в продольном сечении; фиг. 2 - плунжер с двумя каналами и мембранным обратным клапаном. The principle of operation of the proposed method and device is illustrated by the example of their specific application and the presented drawings, which illustrate: FIG. 1 - device in longitudinal section; FIG. 2 - a plunger with two channels and a membrane check valve.

В скважине 1, заполненной скважинной жидкостью 2, на необходимой глубине устанавливают предлагаемое устройство, которое закреплено в нижней части колонны труб 3. Нижняя часть колонны труб 3 выполнена расширенной 4 и, например, с перфорационными отверстиями 5. Ниже расширенной части 4 закреплен гидроцилиндр 6. В гидроцилиндре 6 установлен плунжер 7 с возможностью выхода из гидроцилиндра в крайнем верхнем положении и сообщения пространства над плунжером с пространством под плунжером через расширенную часть 4 колонны труб 3. Устройство имеет тягу 8. Один ее конец закреплен к плунжеру 7, а другой - к средству на устье скважины для принудительного перемещения плунжера, например, к станку-качалке (на чертежах не показан). Плунжер 7 выполнен с обратным клапаном, который может быть выполнен в виде шарика 9 (фиг. 1), опирающегося на седло 10 плунжера 7, и конической пружины 11. Конструкция обратного клапана может быть любой. Так на фиг. 2 показана конструкция обратного клапана в виде эластичной мембраны 12, закрепленной в центральной части верхнего торца плунжера 7. В любом случае плунжер 7 имеет канал 13 (или каналы фиг. 2), соединяющий пространство 14 над плунжером и камеру 15 (пространство под плунжером). Гидроцилиндр 6 выполнен с заглушенным днищем. Оно ограничивает крайнее нижнее положение плунжера. Сам гидроцилиндр выполнен с возможностью образования герметичной камеры под плунжером 7 и без жидкости во всем ее объеме при каждом перемещении этого плунжера вверх. Для этого гидроцилиндр 6 рассчитан на устойчивость от смятия внешним избыточным гидростатическим давлением на глубине скважины в условиях дополнительного действия гидродинамических нагрузок от гидравлического удара. Под большие избыточные гидравлические нагрузки должны быть рассчитаны и уплотнения работающей пары "гидроцилиндр-плунжер". При этом длина камеры гидроцилинра 6 под плунжером 7 выбрана из условия разгона столба жидкости над плунжером 7 под действием гравитации до требуемой конечной скорости, необходимой для совершения гидравлического удара этим столбом жидкости по днищу гидроцилиндра 6 заданной силы. Внешняя поверхность днища гидроцилиндра 6 может быть оперта на забой скважины 1 или на зацементированную в забое скважины 1 трубу 16 (фиг. 1). Позицией 17 показана расширенная часть канала 13. In the well 1, filled with the borehole fluid 2, the proposed device is installed at the required depth, which is fixed in the lower part of the pipe string 3. The lower part of the pipe string 3 is made expanded 4 and, for example, with perforation holes 5. A hydraulic cylinder 6 is fixed below the expanded part 4. In the hydraulic cylinder 6, a plunger 7 is installed with the possibility of exiting the hydraulic cylinder in its highest position and communicating the space above the plunger with the space under the plunger through the expanded part 4 of the pipe string 3. The device has rods 8. One of its ends is fixed to the plunger 7, and the other to the tool at the wellhead for forcibly moving the plunger, for example, to a rocking machine (not shown in the drawings). The plunger 7 is made with a check valve, which can be made in the form of a ball 9 (Fig. 1), resting on the seat 10 of the plunger 7, and a conical spring 11. The design of the check valve can be any. So in FIG. 2 shows the design of the check valve in the form of an elastic membrane 12 fixed in the central part of the upper end of the plunger 7. In any case, the plunger 7 has a channel 13 (or channels of FIG. 2) connecting the space 14 above the plunger and the chamber 15 (space under the plunger). The hydraulic cylinder 6 is made with a muffled bottom. It limits the lowermost position of the plunger. The hydraulic cylinder itself is configured to form a sealed chamber under the plunger 7 and without liquid in its entire volume with each movement of this plunger up. For this, the hydraulic cylinder 6 is designed for resistance to crushing by external excess hydrostatic pressure at the depth of the well under the conditions of the additional action of hydrodynamic loads from water hammer. Under large excess hydraulic loads, the seals of the working pair "hydraulic cylinder-plunger" must also be calculated. The length of the chamber of the hydraulic cylinder 6 under the plunger 7 is selected from the condition of acceleration of the liquid column above the plunger 7 under the action of gravity to the required final speed necessary to perform a hydraulic shock with this column of liquid on the bottom of the hydraulic cylinder 6 of a given force. The outer surface of the bottom of the hydraulic cylinder 6 can be supported on the bottom of the well 1 or on the pipe 16 cemented in the bottom of the well 1 (Fig. 1). Position 17 shows the expanded part of the channel 13.

Принцип осуществления способа и работы устройства. The principle of the method and operation of the device.

В забой скважины 1 зацементирована труба 16, на которую установлена колонна труб 3 (точнее гидроцилиндр 6, закрепленный ниже расширенной части 4 колонны труб 3). Возможно и непосредственное опирание днища гидроцилиндра 6 на забой скважины 1. Плунжер 7 размещен в гидроцилиндре 6, при этом пространство над плунжером заполнено скважинной жидкостью 2 и составляет столб жидкости. Шарик 9 обратного клапана опирается на седло 10 плунжера 7 и тем самым исключает переток жидкости 2 из пространства 14 над плунжером в пространство под ним (герметичную камеру 15). Вес столба скважинной жидкости 2 над плунжером и пружина 11 прижимают шарик 9 к седлу 10 плунжера 7. В случае другого конструктивного исполнения обратного клапана (фиг.2) эластичная мембрана 12 перекрывает каналы 13 плунжера 7 и вес столба скважинной жидкости 2, находящейся над плунжером 7, способствует (наряду с ее упругими свойствами) герметизации камеры 15. In the bottom of the well 1, a pipe 16 is cemented, on which a pipe string 3 is installed (more precisely, a hydraulic cylinder 6 fixed below the expanded part 4 of the pipe string 3). It is also possible to directly support the bottom of the hydraulic cylinder 6 to the bottom of the well 1. The plunger 7 is placed in the hydraulic cylinder 6, while the space above the plunger is filled with borehole fluid 2 and constitutes a column of liquid. The ball 9 of the check valve rests on the seat 10 of the plunger 7 and thereby eliminates the flow of fluid 2 from the space 14 above the plunger into the space below it (sealed chamber 15). The weight of the column of borehole fluid 2 above the plunger and the spring 11 presses the ball 9 against the seat 10 of the plunger 7. In the case of another design of the check valve (figure 2), the elastic membrane 12 blocks the channels 13 of the plunger 7 and the weight of the column of borehole fluid 2 located above the plunger 7 , contributes (along with its elastic properties) to seal the chamber 15.

Посредством тяги 8 станок-качалка поднимает плунжер 7 из гидроцилиндра 6. При подъеме плунжера 7 под ним образуется камера 15 без жидкости во всем ее объеме. При подъеме плунжера в расширенную часть 4 колонны труб 3 образуется зазор между их боковыми поверхностями. Происходит разгрузка в импульсном режиме веса столба жидкости над плунжером в пространство под плунжером (при каждом перемещении последнего в крайнее верхнее положение). В пространство под плунжером (камеру 15, свободную от жидкости) устремляется скважинная жидкость 2, находящаяся в пространстве над плунжером. Если имеются перфорационные отверстия в расширенной части 4 колонны труб 3, то жидкость поступает и из скважины 1. Жидкость под действием гравитации устремляется вниз и, набирая скорость, падает на днище гидроцилиндра 6. При этом разгоняется весь столб скважинной жидкости 2, размещенный в скважине 1 над плунжером 7, находящимся в верхнем своем положении. Длина разгона всего столба скважинной жидкости определяется длиной камеры 15 гидроцилиндра 6. В конце разгона жидкость жестко ударяет по днищу гидроцилиндра, поскольку он не заполнен жидкостью, которая демпфирует удар. При этом, перед каждой разгрузкой веса столба жидкости пространство гидроцилиндра под плунжером освобождают от жидкости путем его перемещения вверх. В итоге осуществляют последовательные жесткие гидравлические удары по днищу гидроцилиндра. Силу ударов регулируют весом столба жидкости и длиной гидроцилиндра для разгона столба жидкости под действием гравитации до требуемой конечной скорости под эти гидравлические удары. Образующиеся при этом ударные импульсы передают на трубу 16 (в случае опирания устройства на забой, то непосредственно по нему) и через нее и забой скважины 1 воздействует на углеводородную залежь (продуктивный пласт). При использовании трубы 16 можно более эффективно передать ударные импульсы в продуктивный пласт, лежащий ниже забоя скважины 1. Окружающая порода, являясь демпфером, смягчит ударные импульсы. Поэтому целесообразность применения того или иного конструктивного решения определяется производственной необходимостью. Если ударные импульсы необходимо передать на большую глубину, то целесообразно использовать зацементированную на забое скважины 1 трубу 16. В случае необходимости воздействовать ударными импульсами на призабойную зону скважины 1 целесообразно использовать второй вариант. By means of traction 8, the rocking machine lifts the plunger 7 from the hydraulic cylinder 6. When the plunger 7 is lifted, a chamber 15 is formed under it without liquid in its entire volume. When lifting the plunger in the expanded part 4 of the pipe string 3, a gap is formed between their side surfaces. In the pulsed mode, the weight of the liquid column is unloaded above the plunger into the space under the plunger (each time the latter is moved to its highest position). In the space under the plunger (chamber 15, free of fluid) rushes downhole fluid 2, located in the space above the plunger. If there are perforations in the expanded part 4 of the pipe string 3, then the fluid also flows from the well 1. The fluid rushes down under the action of gravity and, picking up speed, falls on the bottom of the hydraulic cylinder 6. In this case, the entire column of borehole fluid 2 located in the well 1 is accelerated. above the plunger 7, which is in its upper position. The length of the acceleration of the entire column of the borehole fluid is determined by the length of the chamber 15 of the hydraulic cylinder 6. At the end of the acceleration, the liquid hard hits the bottom of the hydraulic cylinder, since it is not filled with the liquid that dampens the impact. Moreover, before each unloading of the weight of the liquid column, the space of the hydraulic cylinder under the plunger is freed from the liquid by moving it up. As a result, successive hard hydraulic blows are carried out on the bottom of the hydraulic cylinder. The force of the shock is regulated by the weight of the liquid column and the length of the hydraulic cylinder to accelerate the liquid column under the action of gravity to the required final speed for these hydraulic impacts. The shock pulses generated in this case are transmitted to the pipe 16 (in the case of supporting the device to the bottom, then directly through it) and through it and the bottom of the well 1 acts on the hydrocarbon reservoir (reservoir). When using the pipe 16, shock pulses can be more efficiently transmitted to the reservoir lying below the bottom of the well 1. The surrounding rock, being a damper, will soften the shock pulses. Therefore, the feasibility of applying one or another constructive solution is determined by production necessity. If the shock pulses must be transmitted to a greater depth, then it is advisable to use the pipe 16 cemented at the bottom of the well 1. If necessary, use the second option to use shock pulses on the bottom hole zone of the well 1.

Частота ударов (ударных импульсов) зависит от частоты перемещений плунжера, которую задает средство принудительного перемещения плунжера, например, станка-качалки. Обычно она составляет до 10-12 качаний в минуту. Вместо станка-качалки можно использовать любой спускоподъемный узел, например электромагнит, лебедку. Учитывая большую высоту столба скважинной жидкости, а следовательно, и его массу, можно уменьшить ход плунжера 7, что позволит повысить частоту импульсов. Столб скважинной жидкости может соответствовать глубине скважины либо быть меньше. В последнем случае высоту скважинной жидкости можно искусственно ограничить, установив пакер (на фиг. не показан, т. к. прием общеизвестен). Скважину 1 для воздействия на углеводородную залежь можно специально пробурить либо использовать одну из малопродуктивных или выведенных из эксплуатации. The frequency of impacts (shock pulses) depends on the frequency of movement of the plunger, which is determined by the means of forced movement of the plunger, for example, a rocking machine. Usually it is up to 10-12 swings per minute. Instead of a rocking machine, you can use any hoisting unit, such as an electromagnet, a winch. Given the large height of the column of well fluid, and therefore its mass, it is possible to reduce the stroke of the plunger 7, which will increase the frequency of the pulses. A column of well fluid may correspond to the depth of the well or be smaller. In the latter case, the height of the borehole fluid can be artificially limited by installing a packer (not shown in Fig., Since the technique is well known). Well 1 for impact on a hydrocarbon deposit can be specially drilled or use one of the unproductive or decommissioned.

Claims (7)

1. Способ воздействия на залежь углеводородного сырья при ее разработке, включающий спуск в скважину колонны труб с гидроцилиндром в нижней части и помещенным в нем плунжером и воздействие на продуктивный пласт гидравлическими ударами путем разгрузки в импульсном режиме веса столба жидкости над плунжером в пространство под плунжером при каждом перемещении последнего в крайнее верхнее положение, отличающийся тем, что гидроцилиндр выполняют с заглушенным днищем, а перед каждой разгрузкой веса столба жидкости пространство гидроцилиндра под плунжером освобождают от жидкости, при этом осуществляют жесткие гидравлические удары по днищу гидроцилиндра, силу которых регулируют весом столба жидкости и длиной гидроцилиндра для разгона столба жидкости под действием гравитации до требуемой конечной скорости под эти гидравлические удары. 1. A method of influencing a hydrocarbon reservoir during its development, including the descent of a pipe string into the well with a hydraulic cylinder at the bottom and a plunger placed in it and impacting the reservoir with hydraulic shocks by pulsating the weight of the liquid column above the plunger in a pulsed mode into the space under the plunger each movement of the latter to its highest position, characterized in that the hydraulic cylinder is executed with a blanked bottom, and before each unloading the weight of the liquid column the space of the hydraulic cylinder under the plunger, they are freed from the liquid, while hard hydraulic blows are carried out on the bottom of the hydraulic cylinder, the force of which is regulated by the weight of the liquid column and the length of the hydraulic cylinder to accelerate the liquid column under the action of gravity to the required final speed for these hydraulic impacts. 2. Устройство для воздействия на залежь углеводородного сырья при ее разработке, включающее колонну труб с расширенной частью, гидроцилиндр, закрепленный на колонне труб ниже расширенной ее части, плунжер с обратным клапаном, установленный в гидроцилиндре с возможностью выхода из него в крайнем верхнем положении и сообщения пространства над плунжером с пространством под плунжером через расширенную часть колонны и тягу, один конец которой закреплен к плунжеру, а другой - к средству на устье скважины для принудительного перемещения плунжера, отличающееся тем, что гидроцилиндр выполнен с заглушенным днищем, которое ограничивает крайнее нижнее положение плунжера, и возможностью образования герметичной камеры под плунжером без жидкости в полном ее объеме при каждом перемещении плунжера вверх, при этом длина камеры выбрана из условия разгона столба жидкости над плунжером под действием гравитации до требуемой конечной скорости, необходимой для совершения гидравлического удара этим столбом жидкости по днищу гидроцилиндра заданной силы. 2. A device for influencing a hydrocarbon reservoir during its development, including a pipe string with an expanded part, a hydraulic cylinder mounted on a pipe string below its expanded part, a plunger with a check valve installed in the hydraulic cylinder with the possibility of exit from it in its highest position and communication the space above the plunger with the space under the plunger through the extended part of the string and the rod, one end of which is fixed to the plunger, and the other to the tool at the wellhead for forced movement of the plunger ra, characterized in that the hydraulic cylinder is made with a plugged bottom, which limits the extreme lower position of the plunger, and the possibility of forming a sealed chamber under the plunger without fluid in its entirety each time the plunger is moved upward, while the length of the chamber is selected from the condition of acceleration of the liquid column above the plunger under the influence of gravity to the required final speed necessary to perform a hydraulic shock with this column of liquid along the bottom of the hydraulic cylinder of a given force. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внешняя поверхность днища гидроцилиндра оперта на забой скважины. 3. The device according to p. 2, characterized in that the outer surface of the bottom of the hydraulic cylinder is supported on the bottom of the well. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено хвостовиком, закрепленным в забое скважины, а внешняя поверхность днища гидроцилиндра оперта на хвостовик. 4. The device according to p. 2, characterized in that it is equipped with a shank fixed in the bottom of the well, and the outer surface of the bottom of the hydraulic cylinder is supported on the shank. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что обратный клапан выполнен в виде мембраны, закрепленной на верхнем торце плунжера и перекрывающей канал последнего. 5. The device according to p. 2, characterized in that the check valve is made in the form of a membrane mounted on the upper end of the plunger and overlapping the channel of the latter. 6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве средства на устье скважины для принудительного перемещения плунжера использован станок-качалка. 6. The device according to p. 2, characterized in that a rocking machine is used as a means at the wellhead for forced movement of the plunger. 7. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что расширенная часть колонны выполнена перфорированной. 7. The device according to p. 2, characterized in that the expanded part of the column is perforated.
RU2002111631/03A 2002-05-06 2002-05-06 Method of stimulation of hydrocarbon pool in its development and device for method embodiment RU2209945C1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111631/03A RU2209945C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Method of stimulation of hydrocarbon pool in its development and device for method embodiment
PCT/RU2003/000177 WO2003093640A1 (en) 2002-05-06 2003-04-18 Method and device for producing wave action on a production stratum
US10/513,238 US20060249286A1 (en) 2002-05-06 2003-04-18 Method and device for producing wave action on a production stratum
AU2003231432A AU2003231432A1 (en) 2002-05-06 2003-04-18 Method and device for producing wave action on a production stratum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111631/03A RU2209945C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Method of stimulation of hydrocarbon pool in its development and device for method embodiment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2209945C1 true RU2209945C1 (en) 2003-08-10

Family

ID=29246634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002111631/03A RU2209945C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Method of stimulation of hydrocarbon pool in its development and device for method embodiment

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20060249286A1 (en)
AU (1) AU2003231432A1 (en)
RU (1) RU2209945C1 (en)
WO (1) WO2003093640A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7980301B1 (en) * 2010-01-04 2011-07-19 Sergey Kostrov Method and apparatus for the dampening of shocks in the borehole of wells
CA2674903C (en) * 2007-01-08 2015-07-14 University Of Regina Methods and apparatus for enhanced oil recovery
GB2493907B (en) * 2011-08-15 2018-03-21 Nov Downhole Eurasia Ltd Downhole pulse-generating apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2894724A (en) * 1956-09-07 1959-07-14 Thomas A Andrew Hydraulic vibratory jar
US3209834A (en) * 1962-06-07 1965-10-05 Shell Oil Co Shock inducing well tool
US4220176A (en) * 1978-04-10 1980-09-02 Russell Larry R Methods and apparatus for controlling fluid flow
US4512402A (en) * 1983-05-11 1985-04-23 Sona-Tool Development Ltd. Casing tuned downhole tool
SU1710709A1 (en) * 1989-12-07 1992-02-07 Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт Method of reservoir wave stimulation
RU2075596C1 (en) * 1995-04-11 1997-03-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "Нефтеотдача" Method and device for subjecting deposit to shock wave
US5950726A (en) * 1996-08-06 1999-09-14 Atlas Tool Company Increased oil and gas production using elastic-wave stimulation
US6015010A (en) * 1997-09-10 2000-01-18 Applied Seismic Research Corporation Dual tubing pump for stimulation of oil-bearing formations
RU2140533C1 (en) * 1997-12-25 1999-10-27 Открытое акционерное общество Нефтяная компания "Приобье" Plant for pulse stimulation of pool
US6273690B1 (en) * 1999-06-25 2001-08-14 Harbison-Fischer Manufacturing Company Downhole pump with bypass around plunger

Also Published As

Publication number Publication date
US20060249286A1 (en) 2006-11-09
AU2003231432A1 (en) 2003-11-17
WO2003093640A1 (en) 2003-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6851473B2 (en) Enhancement of flow rates through porous media
US7644759B2 (en) Enhancement of flow rates through porous media
US9863225B2 (en) Method and system for impact pressure generation
US6241019B1 (en) Enhancement of flow rates through porous media
RU2392425C1 (en) Pulse hydrorupture implementation method
US9903170B2 (en) Method employing pressure transients in hydrocarbon recovery operations
RU2409738C1 (en) Pulse hydraulic fracturing method
US5361837A (en) Method for preventing annular fluid flow using tube waves
RU2157446C1 (en) Process and device to excite lateral vibrations of string of pipes in well
US7823638B2 (en) Sound source for stimulation of oil reservoirs
US6250386B1 (en) Process for stimulation of oil wells
RU2209945C1 (en) Method of stimulation of hydrocarbon pool in its development and device for method embodiment
RU2327034C2 (en) Method of productive strata wave processing and device for its fulfillment
RU2150577C1 (en) Method of oil formation development
RU2254456C1 (en) Device for oil extraction and processing of face-adjacent well zone
RU2256782C1 (en) Device for extracting oil and affecting face zone of well
RU2296207C1 (en) Method to excite oscillations in well liquid
RU2258129C1 (en) Method and device to apply vibrator seismic action to oil pool
RU2105143C1 (en) Method and device for treating deposit by elastic vibrations
RU2134778C1 (en) Method and device for wave treatment of oil deposit
RU2674655C1 (en) Method and device for seismic stimulation of productive horizons of oil and gas plants
RU2285788C2 (en) Oil production method with force application to reservoir and downhole equipment for above method realization
RU2000112967A (en) METHOD FOR PROCESSING BOTH ZONE OF THE PRODUCTIVE LAYER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION