RU2221141C1 - Process of treatment of critical area of formation - Google Patents
Process of treatment of critical area of formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2221141C1 RU2221141C1 RU2002113308/03A RU2002113308A RU2221141C1 RU 2221141 C1 RU2221141 C1 RU 2221141C1 RU 2002113308/03 A RU2002113308/03 A RU 2002113308/03A RU 2002113308 A RU2002113308 A RU 2002113308A RU 2221141 C1 RU2221141 C1 RU 2221141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- source
- formation
- thermogasochemical
- well
- additional
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может с успехом использоваться для повышения продуктивности скважин в осложненных геолого-физических условиях, при низкой проницаемости коллекторов, повышенной вязкости нефти, при загрязнении призабойной зоны парафиновыми, асфальтосмолистыми, шламовыми, солевыми и другими отложениями, продуктами химических реакций. Может использоваться также для реанимации и повышения продуктивности водозаборных скважин.The invention relates to the oil industry and can be successfully used to increase the productivity of wells in complicated geological and physical conditions, with low permeability of reservoirs, increased oil viscosity, contamination of the bottomhole zone with paraffin, asphalt, tar, sludge, salt and other deposits, products of chemical reactions. It can also be used for resuscitation and increase the productivity of water wells.
Известны способы термогазохимического и барического воздействий на призабойную зону пласта (ПЗП), включающие горение твердых порохов и жидкостей без герметичных камер на забое скважины (патент РФ № 1480412, кл. Е 21 В 42/24, 1995; патент США № 45135582, МКИ Е 21 В 43/26, 1994). Применение данных способов позволяет оказывать механическое, тепловое и физико-химическое воздействие продуктами горения на прискважинную зону продуктивных пластов, однако в осложненных геолого-физических условиях пластов они недостаточно эффективны. Недостатками известных способов являются малая глубина воздействия на ПЗП, обусловленная затруднениями проникновения температурного поля и продуктов горения в пласт во время горения пороховых зарядов. Из-за малого времени горения пиротехнических пороховых зарядов и малой проницаемости околоскважинной пористой среды (по сравнению с проводимостью каналов трубного и затрубного пространств скважины) основная доля энергии воздействия в известном способе реализуется лишь на трубном объеме скважины (в том числе и создаваемое температурное поле). От парафиновых, асфальтосмолистых отложений очищаются лишь внутренняя поверхность колонны скважины и область перфорационных отверстий.Known methods of thermogasochemical and pressure effects on the bottom-hole formation zone (PZP), including the combustion of solid propellants and fluids without pressurized chambers at the bottom of the well (RF patent No. 1480412, CL E 21 B 42/24, 1995; US patent No. 45135582, MKI E 21 B 43/26, 1994). The application of these methods allows you to provide mechanical, thermal and physico-chemical effects of combustion products on the borehole zone of productive formations, however, in complicated geological and physical conditions of the formations, they are not effective enough. The disadvantages of the known methods are the small depth of impact on the bottomhole zone, due to the difficulties of penetration of the temperature field and combustion products into the formation during the burning of powder charges. Due to the short burning time of the pyrotechnic powder charges and the low permeability of the near-wellbore porous medium (as compared with the conductivity of the channels of the pipe and annular spaces of the well), the main share of the impact energy in the known method is realized only on the pipe volume of the well (including the created temperature field). Only the inner surface of the well string and the area of perforations are cleaned of paraffin, asphalt-tar deposits.
Известен также способ обработки призабойной зоны скважины, включающий сжигание на забое порохового заряда с подачей туда до сжигания раствора кислоты, с последующим продавливанием в ПЗП нагретого в результате сжигания заряда указанного раствора (патент РФ № 2091570, МПК Е 21 В 43/27, бюл. № 27, 1997). Применение данного способа для повышения фильтрационных свойств ПЗП в осложненных условиях недостаточно эффективно, так как операции термогазохимического воздействия и задавки кислоты в пласт по времени существенно разделены, поэтому эффект от их совместного действия незначительно превышает эффект от сочетания, например, одного из упомянутых выше способов с последующей традиционной солянокислотной обработкой.There is also a method of processing the bottom-hole zone of a well, which includes burning a powder charge at the bottom with supplying an acid solution there before burning, followed by forcing the solution heated up as a result of burning the charge in the bottomhole zone (RF patent No. 2091570, IPC E 21 V 43/27, bull. No. 27, 1997). The application of this method to increase the filtration properties of the BCP under difficult conditions is not effective enough, since the operations of thermogasochemical exposure and injection of acid into the formation are substantially separated by time, therefore, the effect of their combined action slightly exceeds the effect of combining, for example, one of the above methods with the subsequent traditional hydrochloric acid treatment.
Известен способ обработки продуктивного пласта, включающий термогазохимическое, барическое, волновое воздействия на продуктивный пласт путем сжигания на интервале пласта твердотопливного смесевого заряда и одновременно с горением проведение солянокислотной обработки пласта (патент РФ № 2176728, МПК Е 21 В 43/25, 43/27, 2000 г. - прототип).A known method of processing a productive formation, including thermogasochemical, pressure, wave effects on the productive formation by burning a solid fuel mixed charge at the interval of the formation and simultaneously with burning conducting hydrochloric acid treatment of the formation (RF patent No. 2176728, IPC E 21 V 43/25, 43/27, 2000 - prototype).
Эффективность данного способа для повышения добычи нефти в осложненных условиях разработки пластов недостаточно высока. Волновое воздействие и солянокислотная обработка, осуществляемые по данному способу, не оказывают заметного влияния на изменение фильтрационных характеристик ПЗП из-за малых амплитуд и высоких (порядка нескольких килогерц) частот колебаний давления, реализуемого в известном способе режима горения, что обуславливает малую глубину воздействия упругими колебаниями на ПЗП (менее 1 м) из-за небольшой глубины проникновения паров соляной кислоты в ПЗП и их низкой концентрации, что недостаточно для существенного изменения размеров поровых каналов породы. Реализация низкочастотного импульсного режима горения в известном способе существенно ограничена внешним давлением и глубиной скважин, а повышение концентрации паров соляной кислоты - компонентными соотношениями обеспечения активного процесса горения смесей. Реализация способа не обеспечивает создания дополнительных каналов фильтрации в ПЗП после окончания процессов горения и последующего падения давления на забое скважины. Функциональные возможности способа, например, возможности изменения в широком диапазоне параметров термогазохимического воздействия (скорости горения заряда, теплотворной способности, объема газовыделения и др.) ограничены конкретным заявленным хлоросодержащим твердотопливным составом.The effectiveness of this method to increase oil production in complicated conditions of reservoir development is not high enough. The wave action and hydrochloric acid treatment carried out by this method do not have a noticeable effect on the change in the filtering characteristics of the PZP due to small amplitudes and high (of the order of several kilohertz) pressure oscillation frequencies realized in the known method of combustion mode, which leads to a small depth of exposure to elastic vibrations on PZP (less than 1 m) due to the small depth of penetration of hydrochloric acid vapors into the PZP and their low concentration, which is insufficient for a significant change in the size of pore cells als breed. The implementation of the low-frequency pulsed combustion mode in the known method is significantly limited by external pressure and the depth of the wells, and the increase in the concentration of hydrochloric acid vapor is constituted by component ratios of the active mixture burning process. The implementation of the method does not provide for the creation of additional filtration channels in the BCP after the end of the combustion processes and the subsequent pressure drop at the bottom of the well. The functionality of the method, for example, the possibility of changing in a wide range of parameters of thermogasochemical effects (charge burning rate, calorific value, gas evolution volume, etc.) is limited by the particular claimed chlorine-containing solid fuel composition.
Задачей изобретения является повышение эффективности обработки призабойной зоны пласта путем увеличения глубины и интенсивности теплового, химического и виброволнового воздействия на пласт, расширение функциональных возможностей способа.The objective of the invention is to increase the efficiency of processing the bottom-hole zone of the formation by increasing the depth and intensity of thermal, chemical and microwave exposure to the formation, expanding the functionality of the method.
Для решения поставленной задачи в известном способе обработки призабойной зоны скважины, включающем термогазохимическое, барическое, волновое воздействия на продуктивный пласт путем сжигания на забое термогазохимического источника, согласно изобретению используют дополнительный источник термохимического воздействия, состоящий из реагирующих между собой и/или со скважинной, и/или пластовой жидкостями компонентов, которые соединяют в момент сжигания термогазохимического источника или после этого и внедряют под действием давления образующихся газов, например пороховых, в пласт при одновременном воздействии упругими колебаниями преимущественно низких частот.To solve the problem in the known method of processing the bottom-hole zone of the well, including thermogasochemical, baric, wave effects on the reservoir by burning the bottom of the thermogasochemical source, according to the invention, an additional source of thermochemical action is used, consisting of reacting with each other and / or with the borehole, and / or reservoir fluids of components that are connected at the time of burning the thermogasochemical source or after that and injected under pressure o forming gases, for example, powder gases, into the formation with simultaneous exposure to elastic vibrations of predominantly low frequencies.
Вышеуказанные отличительные от прототипа признаки предложенного способа проявляются в возникновении нового режима воздействия на пласт, который характеризуется не только добавочным интенсивным тепловыделением непосредственно в среде пласта за счет химического реагирования компонентов внедряемого туда жидкого дополнительного термохимического источника, но и интенсифицированием под действием глубоко распространяющихся в пласт низкочастотных упругих колебаний как процессов внедрения газов, жидкостей и суспензий в пористую среду и процессов теплопереноса, так и процессов химического реагирования, в условиях повышенных температур, компонентов дополнительного источника с поверхностью трещин и поровых каналов пласта; результируются в возникновении новых эффектов очистки и создании дополнительных несмыкающихся каналов фильтрации в пласте, в достижении максимальной глубины воздействия на ПЗП, выражают новое, синергетическое тепло-газовое, тепловое, химическое и виброволновое воздействие на пласт.The above distinguishing features from the prototype of the proposed method are manifested in the emergence of a new regime of stimulation of the formation, which is characterized not only by intensive additional heat release directly in the formation medium due to the chemical reaction of the components of the introduced additional liquid thermochemical source, but also by intensification under the influence of low-frequency elastic oscillations as the processes of incorporation of gases, liquids and suspensions into a porous medium and heat transfer processes, as well as chemical reaction processes, at elevated temperatures, components of an additional source with the surface of cracks and pore channels of the formation; result in the emergence of new cleaning effects and the creation of additional non-adjacent filtering channels in the formation, in achieving the maximum depth of impact on the bottomhole formation zone, they express a new, synergistic heat-gas, thermal, chemical and vibration microwave effect on the formation.
В целях оптимизации способа и увеличения охвата воздействием целесообразно предварительно осуществлять создание дополнительных каналов фильтрации на продуктивном интервале скважины, например, проведением дополнительной щелевой, гидропескоструйной, сверлящей перфорации стенок скважины и пласта, а также, после этого, путем сжигания на забое пороховых генераторов давления, например типа ПГД-БК, создавать там импульсы повышенного давления и инициировать начальный процесс трещинообразования в пласте. Кроме того, можно интенсифицировать охват воздействием предварительным проведением гидроразрыва пласта. В этом случае возможно осуществление реагирования компонентов закрепляющего трещины состава, например, проппанта, при последующем термогазохимическом воздействии, что обеспечивает упрочнение состава и предотвращает его вынос из трещин.In order to optimize the method and increase the impact coverage, it is advisable to preliminarily create additional filtration channels on the productive interval of the well, for example, by conducting an additional slit, sandblast, drilling perforation of the walls of the well and the formation, and also after that by burning downstream powder generators of pressure, for example type PGD-BK, create high pressure pulses there and initiate the initial process of formation of cracks in the reservoir. In addition, the coverage can be intensified by the impact of preliminary hydraulic fracturing. In this case, it is possible to carry out the reaction of the components of the fixing crack composition, for example, proppant, with subsequent thermogasochemical action, which provides hardening of the composition and prevents its removal from the cracks.
В случаях сильного заполнения поровых каналов и трещин ПЗП естественными кольматантами или внесенными в процессах бурения и эксплуатации полезно предварительно прокачкой жидкости или газожидкостной смеси через спускаемый на трубах гидродинамический генератор колебаний давления в режиме циркуляции через затрубное пространство, а также в циклах задавка жидкости в пласт - излив осуществлять закачку кислот, растворителей, растворов ПАВ и очистку перфорационных каналов, а также поровых каналов и трещин ПЗП от твердых кольматирующих частиц и высоковязких жидких кольматантов.In cases of strong filling of pore channels and PZP cracks with natural muds or introduced during drilling and operation, it is useful to pre-pump the fluid or gas-liquid mixture through the hydrodynamic pressure oscillator in the circulation mode through the annulus, as well as in the cycles of filling fluid into the reservoir - spout to carry out the injection of acids, solvents, surfactant solutions and the cleaning of perforation channels, as well as pore channels and cracks in the bottom-hole zone from solid clogging parts ITs and highly viscous liquid colmatants.
В определенных геолого-физических условиях для обеспечения избирательности воздействия целесообразно предварительно, с использованием спускаемого на трубах гидродинамического генератора колебаний давления, проводить газо-водоизоляцию выделенных интервалов пласта, например, осадкообразующими, гелеобразующими и другими реагентами.In certain geological and physical conditions, to ensure the selectivity of the impact, it is advisable to preliminarily, using the hydrodynamic generator of pressure fluctuations launched on the pipes, carry out gas-water isolation of the selected intervals of the formation, for example, sediment-forming, gel-forming and other reagents.
Трубное пространство выше термогазохимического источника можно пакеровать. Это оптимально осуществлять заполнением трубного пространства составами, обладающими неньютоновскими свойствами, например псевдопластичными. В определенных условиях для достижения оптимального барического воздействия на пласт целесообразно до сжигания термогазохимического источника трубное пространство скважины на устье герметизировать с установкой регулятора давления. Для повышения эффективности обработки целесообразно в осложненных условиях пониженной проницаемости пластов регулированием скорости горения термогазохимического источника повышать давление пороховых газов на перфорированном интервале скважины и инициировать процесс разрыва пласта в поле упругих колебаний. В целях избирательного воздействия на породы коллектора и внутрипоровые кольматанты целесообразно одновременно проводить химическую обработку пласта, например с применением кислот.The tube space above the thermogasochemical source can be packaged. This is best done by filling the tube space with compositions having non-Newtonian properties, for example pseudoplastic. Under certain conditions, in order to achieve optimal pressure on the formation, it is advisable to seal the pipe space of the well at the wellhead with a pressure regulator before burning the thermogasochemical source. In order to increase the processing efficiency, it is advisable, under complicated conditions of reduced permeability of the formations, by controlling the burning rate of the thermogasochemical source, to increase the pressure of the powder gases at the perforated interval of the well and initiate the process of fracturing in the field of elastic vibrations. In order to selectively affect the reservoir rocks and the inter-pore colmatants, it is advisable to simultaneously conduct chemical treatment of the formation, for example using acids.
Компоненты дополнительного термохимического источника можно подавать на забой одновременно или раздельно до сжигания термогазохимического источникаThe components of an additional thermochemical source can be fed to the face simultaneously or separately before burning the thermogasochemical source
В качестве компонентов дополнительного термохимического источника возможно использование кислот, щелочей, воды, водонефтекислотных эмульсий, а также слитков, мелкодисперсных порошков или суспензий металлов или их сплавов, например, магния, натрия, алюминия или других веществ, вступающих в экзотермическую реакцию.As components of an additional thermochemical source, it is possible to use acids, alkalis, water, oil-water emulsions, as well as ingots, fine powders or suspensions of metals or their alloys, for example, magnesium, sodium, aluminum or other substances that enter into an exothermic reaction.
В целях увеличения глубины термохимического воздействия в компоненты дополнительного термохимического источника возможно добавление замедлителя их взаимной реакции.In order to increase the depth of thermochemical effects in the components of an additional thermochemical source, it is possible to add a moderator of their mutual reaction.
Горение термогазохимического источника можно осуществлять при предварительном заполнении скважины на продуктивном интервале раствором кислоты, например, соляной, а слиток, мелкодисперсный порошок или суспензию металла доставлять на забой в герметичном контейнере, изготовленном из легкоразрушаемого металла, например алюминия или его сплавов.Combustion of a thermogasochemical source can be carried out by prefilling a well at a productive interval with a solution of acid, for example, hydrochloric, and delivering an ingot, fine powder or a suspension of metal to the bottom in an airtight container made of easily destructible metal, for example aluminum or its alloys.
Также во многих случаях целесообразно в качестве дополнительного термохимического источника использовать легкоплавкое вещество, вступающее в интенсивную экзотермическую реакцию с водной средой.Also, in many cases, it is advisable to use a fusible substance, which enters into an intense exothermic reaction with an aqueous medium, as an additional thermochemical source.
В составе хотя бы одного из компонентов дополнительного термохимического источника рационально использовать вещества, способные растворять внутрипоровые кольматанты и/или породу пласта или вещества, продукты реакции которых способны выполнять аналогичное воздействие.In the composition of at least one of the components of the additional thermochemical source, it is rational to use substances capable of dissolving the inter-pore mud and / or formation rock or substances whose reaction products are capable of performing a similar effect.
В качестве термогазохимического источника оптимально использовать заряд из твердотопливного материала, горение которого происходит без доступа воздуха, а компонентный состав образующихся пороховых газов обеспечивает снижение вязкости нефти, растворение углеводородных и других кольматантов в пласте.As a thermogasochemical source, it is optimal to use a charge from a solid propellant material, the combustion of which occurs without air access, and the component composition of the resulting powder gases provides a decrease in the viscosity of oil, dissolution of hydrocarbon and other colmatants in the reservoir.
Для повышения эффективности воздействия упругими колебаниями возможно в качестве термогазохимического источника использовать сборку из элементов твердотопливных зарядов с одинаковой или различной скоростью горения, создающую при последовательном воспламенении каждого из элементов последовательность импульсов давления газов в скважине. При этом достигается полнообъемное внедрение компонентов дополнительного термохимического источника в пласт и появляются дополнительные возможности управления частотой и длительностью вышеупомянутых импульсов.To increase the effectiveness of the impact of elastic vibrations, it is possible to use an assembly of solid fuel charges with the same or different burning rates as a thermogasochemical source, which creates a sequence of gas pressure pulses in the well during successive ignition of each element. In this case, a full-volume introduction of the components of an additional thermochemical source into the reservoir is achieved and additional possibilities arise for controlling the frequency and duration of the above-mentioned pulses.
Интенсивные низкочастотные упругие колебания возможно производить в процессе сжигания термогазохимического источника газодинамическим генератором, спускаемым на забой скважины вместе с вышеупомянутым источником.Intensive low-frequency elastic vibrations can be produced in the process of burning a thermogasochemical source by a gas-dynamic generator, launched to the bottom of the well together with the aforementioned source.
При этом дополнительный источник термохимического воздействия рационально подавать в герметичных контейнерах, изготовленных в виде пустотелого цилиндра и размещенных внутри трубных полостей газодинамического генератора.In this case, an additional source of thermochemical influence is rationally applied in sealed containers made in the form of a hollow cylinder and placed inside the tube cavities of a gas-dynamic generator.
Для расширения амплитудно-частотного диапазона генерации и оптимального использования мощности термогазохимического источника целесообразно в процессе его сжигания низкочастотные упругие колебания генерировать сужением потока газа до критических сечений, созданием сверхзвуковой скорости истечения газа и скачков уплотнения, при этом поток газа закручивать и инициировать процесс низкочастотной неустойчивости и вибрационного горения термогазохимического источника. При таком режиме горения термогазохимического источника возможно получение высокоамплитудных колебаний давления и расхода в потоке генерируемого газа, которые инициируют создание совпадающих по частоте и еще более мощных скачков уплотнений в сверхзвуковом истекающем потоке. При этом воздействие на пласт упругими колебаниями можно осуществлять и при пониженных скоростях горения зарядов с существенным повышением времени обработки.To expand the amplitude-frequency range of generation and the optimal use of the power of a thermogasochemical source, it is advisable to generate low-frequency elastic oscillations by narrowing the gas flow to critical sections, creating a supersonic gas flow rate and compression shocks during its combustion, while twisting the gas flow and initiating the process of low-frequency instability and vibration burning thermogasochemical source. With this mode of combustion of a thermogasochemical source, it is possible to obtain high-amplitude fluctuations in pressure and flow rate in the generated gas stream, which initiate the creation of coincident frequency and even more powerful shock waves in the supersonic flowing stream. In this case, the impact on the reservoir by elastic vibrations can be carried out at reduced rates of combustion of charges with a significant increase in processing time.
Для повышения эффективности воздействия и для оптимизации процесса вытеснения компонент дополнительного термохимического источника в трубное пространство продуктивного интервала скважины целесообразно упругие колебания создавать газодинамическим генератором, снабженным трубой-резонатором, среда которого до сжигания термогазохимического источника находится под пониженным давлением, например атмосферным, и изолируется от давления скважинной жидкости клапаном, который разрушается по команде с наземного пульта управления при поджигании включенного в него порохового наполнителя. Возникающий в момент разрыва клапана мощный ударный импульс давления и последующие колебания давления в потоке газов разрушают оболочки контейнеров и инициируют вытеснение компонентов дополнительного термохимического источника в трубное пространство скважины, их смешение и реагирование.To increase the efficiency of the impact and to optimize the process of displacing the components of the additional thermochemical source into the pipe space of the productive interval of the well, it is advisable to create elastic vibrations with a gas-dynamic generator equipped with a resonator tube, the medium of which is under reduced pressure, for example atmospheric, and isolated from the pressure of the well before burning the thermo-gas chemical source fluid valve, which is destroyed by a command from the ground control panel when under Egan powder filler included therein. The powerful shock pulse of pressure that occurs at the time of valve rupture and subsequent pressure fluctuations in the gas stream destroy the shells of the containers and initiate the displacement of the components of the additional thermochemical source into the borehole space, their mixing and reaction.
В целях оптимизации способа и максимального проявления синергетических эффектов целесообразно воздействие низкочастотными упругими колебаниями на пласт осуществлять в диапазоне частот 1-800 Гц.In order to optimize the method and maximize the manifestation of synergistic effects, it is advisable to effect low-frequency elastic vibrations on the formation in the frequency range 1-800 Hz.
С целью рационального использования энергии термогазохимического источника и концентрации энергии упругих колебаний в наиболее загрязненных зонах пласта целесообразно воздействие упругими колебаниями на пласт осуществлять со ступенчатым понижением частоты. Поскольку большая часть энергии упругих колебаний высоких частот поглощается вблизи скважины, а упругие колебания низких частот распространяются в пласт достаточно глубоко, то при этом в процессе горения заряда последовательно обрабатываются сначала ближняя, наиболее загрязненная область призабойной зоны пласта, а затем, по мере очистки, происходит последовательный перенос области воздействия в глубь пласта.In order to rationally use the energy of the thermogasochemical source and the concentration of energy of elastic vibrations in the most polluted zones of the formation, it is advisable to effect elastic vibrations on the formation with a stepwise decrease in frequency. Since most of the energy of elastic vibrations of high frequencies is absorbed near the well, and elastic vibrations of low frequencies propagate deep enough into the formation, in the process of burning the charge, the nearest, most polluted region of the bottom-hole zone of the formation is sequentially processed, and then, as it is cleaned up, sequential transfer of the area of influence into the depth of the reservoir.
В особо сложных случаях сильной загрязненности перфорационных каналов скважины и призабойной зоны, при низком пластовом давлении, для повышения эффективности способа следует воздействие упругими колебаниями осуществлять одновременно по крайней мере с двумя частотами - низкой и высокой, например, одновременно с частотой 80 Гц и с частотой не менее 1500 Гц. Механизмы воздействия упругими колебаниями высоких и низких частот на внутрипоровый кольматант различны - высокочастотные упругие колебания воздействуют на межфазовые границы, способствуют уменьшению адгезии флюидов к твердой поверхности и отрыву кольматирующего вещества от поверхности пор, а низкочастотные колебания обладают объемным действием, разрушают структуру высоковязкого кольматанта и снижают его эффективную вязкость. Поэтому воздействие одновременно по крайней мере с двумя указанными частотами существенно улучшают условия для разжижения и эффективного удаления вязких асфальтосмолистых, парафиновых и других загрязнений из пласта и способствуют повышению эффективности обработки в осложненных условиях.In particularly difficult cases of severe contamination of the perforation channels of the well and the bottomhole zone, at low reservoir pressure, to increase the efficiency of the method, elastic vibrations should be carried out simultaneously with at least two frequencies - low and high, for example, simultaneously with a frequency of 80 Hz and with a frequency of less than 1500 Hz. The mechanisms of action of elastic high-frequency and low-frequency vibrations on the interstitial co-matting agent are different - high-frequency elastic vibrations act on interphase boundaries, help reduce fluid adhesion to a solid surface and detach colmatizing matter from the pore surface, and low-frequency vibrations have a volumetric effect, destroy the structure of a highly viscous colmatant and reduce it effective viscosity. Therefore, exposure simultaneously with at least two of the indicated frequencies significantly improves the conditions for liquefying and effectively removing viscous asphalt, tar, and other contaminants from the formation and contribute to increasing the efficiency of processing in difficult conditions.
Для максимального развития процессов трещинообразования в пласте целесообразно воздействие низкочастотными упругими колебаниями осуществлять на доминантной частоте распространения упругих волн в породе пласта. Для пород различной плотности и структуры доминантные частоты наблюдаются в диапазоне 20-180 Гц. При воздействии на доминантной частоте происходит максимальное снижение прочности структуры породы пласта, и процесс образования трещин при возрастании давления существенно облегчается.To maximize the development of cracking processes in the formation, it is advisable to effect low-frequency elastic vibrations at the dominant propagation frequency of elastic waves in the formation rock. For rocks of different density and structure, dominant frequencies are observed in the range of 20-180 Hz. When exposed to a dominant frequency, a maximum decrease in the strength of the formation rock structure occurs, and the process of cracking with increasing pressure is significantly facilitated.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В целях оптимизации предварительно осуществляют создание дополнительных каналов фильтрации на продуктивном интервале скважины, например, проведением дополнительной щелевой, гидропескоструйной, сверлящей перфорации стенок скважины, а затем для инициирования процесса начального трещинообразования в пласте в скважину опускают пороховые генераторы импульсов давления и производят их сжигание.In order to optimize, preliminary creation of additional filtration channels is carried out on the productive interval of the well, for example, by conducting an additional slit, sandblasting, drilling perforation of the walls of the well, and then powder generators of pressure pulses are lowered into the well to initiate the process of initial cracking in the formation and they are burned.
На каротажном кабеле опускают в заполненную жидкостью скважину термогазохимический источник, состоящий из нескольких элементов твердотопливных зарядов с различной скоростью горения, в сборе с газодинамическим генератором и контейнерами, содержащими компоненты дополнительного термохимического источника, которые могут быть размещены, например, непосредственно внутри трубных каналов газодинамического генератора, и устанавливают выходные отверстия генератора на уровне нижних перфорационных отверстий интервала перфорации.A thermogasochemical source consisting of several elements of solid propellant charges with different burning rates, assembled with a gas-dynamic generator and containers containing components of an additional thermochemical source, which can be placed, for example, directly inside the pipe channels of a gas-dynamic generator, is lowered into a well-logged cable into a well-logged cable, and set the outlet openings of the generator at the level of the lower perforations of the perforation interval.
С наземного пульта управления подают напряжение по геофизическому кабелю и воспламеняют первый твердотопливный элемент термогазохимического источника, а затем пороховой заряд разрывного клапана трубы резонатора, среда которого заполнена воздухом под атмосферным давлением. Образующийся ударный импульс давления разрушает контейнеры с компонентами дополнительного термохимического источника и при последующем относительно медленном горении первого твердотопливного элемента образующиеся пороховые газы повышенного давления проходят через сечения газодинамического генератора и вытесняют компоненты дополнительного источника термохимического воздействия из трубного пространства генератора в колонное пространство продуктивного интервала скважины, где происходит их смешение. При воспламенении последующих твердотопливных элементов с повышенной скоростью горения и одновременным воздействием ударными колебаниями давления и расхода потока газа от выхода газодинамического генератора.A voltage is supplied from the ground control panel via a geophysical cable and the first solid fuel element of a thermogasochemical source is ignited, and then the powder charge of the bursting valve of the resonator pipe, the medium of which is filled with air under atmospheric pressure, is ignited. The resulting pressure shock pulse destroys containers with components of an additional thermochemical source and, with subsequent relatively slow combustion of the first solid fuel element, the generated high-pressure powder gases pass through the sections of the gas-dynamic generator and displace the components of the additional source of thermochemical influence from the generator tube space into the column space of the production interval of the well, where their confusion. When igniting subsequent solid fuel elements with an increased burning rate and the simultaneous impact of shock fluctuations in pressure and gas flow rate from the exit of the gas-dynamic generator.
Благодаря высокоамплитудному колебательному воздействию происходит разрушение вязких асфальтосмолистых, парафиновых и других загрязнений, повышается скорость и глубина проникновения горячих газов и жидких компонент дополнительного термохимического источника в пласт, существенно интенсифицируются тепловыделение и теплопередача, фазовые переходы и химические реакции. Прорывающийся в пласт из скважины газ расширяет существующие каналы и трещины, создает новую разветвленную сеть трещин, в глубине которых происходит не только добавочное интенсивное тепловыделение за счет химического реагирования компонент внедряемого туда жидкого дополнительного термохимического источника, но и интенсифицирование под виброволновым воздействием как процессов теплопереноса, так и процессов химического реагирования (в условиях повышенных температур) компонент дополнительного источника и пороховых газов с поверхностью трещин и поровых каналов пласта. В результате происходит эффективная очистка фильтра скважины, а после сгорания термогазохимического источника и падения давления в призабойной зоне пласта образуются дополнительные несмыкающихся каналы фильтрации с существенным улучшением ее фильтрационных характеристик.Due to the high-amplitude vibrational effect, the destruction of viscous asphalt-resinous, paraffin and other contaminants occurs, the speed and depth of penetration of hot gases and liquid components of an additional thermochemical source into the formation increase, heat release and heat transfer, phase transitions and chemical reactions are significantly intensified. Gas breaking into the reservoir from the well expands existing channels and cracks, creates a new branched network of cracks, in the depth of which there is not only an additional intense heat release due to the chemical reaction of the components of the additional liquid thermochemical source introduced there, but also the intensification of the heat transfer processes under the microwave influence and chemical reaction processes (at elevated temperatures) the components of the additional source and powder gases from the surface Tew cracks and pore channels of the formation. As a result, the well filter is effectively cleaned, and after combustion of the thermogasochemical source and pressure drop in the bottom-hole formation zone, additional non-contacting filtration channels are formed with a significant improvement in its filtration characteristics.
Покажем возможность применения способа для обработки ПЗП на практическом примере.We show the possibility of applying the method for processing a PPP using a practical example.
В неработающую эксплуатационную скважину, заполненную раствором хлорида кальция плотностью 1,16 г/см3 на каротажном кабеле опускают на глубину нижнего края интервала перфорации 1420 м собранную компоновку, состоящую из твердотопливного заряда, газодинамического генератора и контейнера с дополнительным термохимическим источником, размещенным внутри ускорительной трубы газодинамического генератора. В качестве твердотопливного заряда используют сборку из элементов длиной 0,6 м. Заряд имеет следующие характеристики: марка РСТ-4 К ОСТ В 84-439, диаметр 68 мм, общая масса 55 кг, теплота сгорания 860-890 ккал/кг, скорость горения в диапазоне внешних давлений 10,0-60,0 МПа 10-40 мм/сек, объем газовыделения 900 дм3/кг, температура горения 2500К, чувствительность к трению 18 класс, к удару 0% взрыва, температура воспламенения 168-171°С. Ток запуска пиротехнического заряда (нагрева проволочной спирали 2) составляет 1,5 А. Заряд вставляется в 89-мм насосно-компрессорную трубу.In an idle production well filled with a solution of calcium chloride with a density of 1.16 g / cm 3 on a wireline, the assembled assembly consisting of a solid fuel charge, a gas dynamic generator, and a container with an additional thermochemical source located inside the accelerator pipe is lowered to the depth of the lower edge of the perforation interval 1420 m gas dynamic generator. An assembly of elements with a length of 0.6 m is used as a solid fuel charge. The charge has the following characteristics: grade PCT-4 K OST B 84-439, diameter 68 mm, total weight 55 kg, calorific value 860-890 kcal / kg, burning rate in the range of external pressures 10.0-60.0 MPa 10-40 mm / s, gas evolution volume 900 dm 3 / kg, combustion temperature 2500K, sensitivity to friction 18 class, 0% shock impact, ignition temperature 168-171 ° С . The starting current of the pyrotechnic charge (heating wire spiral 2) is 1.5 A. The charge is inserted into the 89-mm tubing.
В качестве газодинамического генератора используется генератор ГДС, создающий ударные колебания расхода и давления пороховых газов при протекании их со сверхзвуковой скоростью через критические сечения сопел с созданием обратной связи для обеспечения низкочастотного вибрационного горения заряда. Генератор имеет гидродинамическую связь с зарядом и снабжен трубой-резонатором, внутритрубное пространство которого изолируется от внешнего давления разрывным пороховым клапаном.A gas generator is used as a gas-dynamic generator, which generates shock fluctuations in the flow rate and pressure of powder gases when they flow at a supersonic speed through critical sections of the nozzles with the creation of feedback to ensure low-frequency vibration combustion of the charge. The generator has a hydrodynamic connection with the charge and is equipped with a resonator tube, the in-tube space of which is isolated from external pressure by a bursting powder valve.
Перед спуском сборки в скважину проводится дополнительная перфорация продуктивного интервала перфоратором ПКС-105 с плотностью 10 отв/м. Кроме того, производятся спуск в скважину порохового генератора импульсов давления типа ПГД-БК и его сжигание.Before the assembly is launched into the well, additional perforation of the productive interval is carried out with a PKS-105 puncher with a density of 10 holes / m. In addition, a powder generator of pressure pulses of the PGD-BK type is launched into the well and burned.
Перед спуском в скважину в ускорительную 89 мм трубу генератора вставляется и фиксируется по ее оси контейнер из алюминиевой фольги в виде пустотелого цилиндра с внешним диаметром 70 мм и диаметром центрального канала 20 мм, длиной 6,9 м, содержащий 10 кг мелкодиспергированного (пылевидного) вещества на основе металлического сплава, при реагировании с водой выделяющего 4500 ккал/кг тепла, что является дополнительным источником термохимического воздействия. Сборка регулируется с учетом глубины погружения (забойного давления). Определяются и регулируются подвинчиванием труб зазоры между твердотопливным зарядом, генератором и контейнерами. На каротажном кабеле сборка опускается в скважину, устье скважины герметизируется с установкой клапана-регулятора давления, который открывает трубное пространство скважины при давлении, превышающем 15 МПа.Before being lowered into the well, an aluminum foil container is inserted and fixed along its axis into the accelerator 89 mm in the form of a hollow cylinder with an external diameter of 70 mm and a diameter of the central channel of 20 mm, a length of 6.9 m, containing 10 kg of finely dispersed (dusty) substance based on a metal alloy, when reacting with water, it generates 4500 kcal / kg of heat, which is an additional source of thermochemical effect. Assembly is adjusted for immersion depth (bottomhole pressure). The gaps between the solid fuel charge, the generator and the containers are determined and adjusted by screwing the pipes. On the well-logging cable, the assembly is lowered into the well, the wellhead is sealed with the installation of a pressure regulating valve, which opens the pipe space of the well at a pressure exceeding 15 MPa.
После подготовки скважины к обработке подают напряжение на проволочную спираль заряда. По команде с пульта управления воспламеняется первый, а затем, по поверхности контакта, последующие медленно горящие элементы заряда. Воспламеняется по команде с пульта управления пороховой заряд разрывного клапана. Происходят разрушение оболочки контейнера, вытеснение и плавление вещества дополнительного термохимического источника в трубное пространство продуктивного интервала скважины. После сгорания первых элементов самовоспламеняются по поверхности контакта последующие элементы заряда с повышенной скоростью горения. В ускорительной камере генератора наступает сверхзвуковой режим истечения газа через сопло. Генерируются мощные ударные колебания с частотой 80 Гц. Происходят резкое повышение давления на забое скважины и внедрение, с созданием дополнительных трещин, образующихся газов, а также вещества дополнительного термохимического источника (мелкодисперсных частиц и расплавленных капель) в пласт. Время вытеснения данного вещества в ствол скважины и его внедрения в пласт составляет около 3 минут. При этом выделяется около 48900 ккал тепла от сгорания твердотопливных зарядов. Время реагирования вещества дополнительного термохимического источника с водой продолжается около 7 минут. При этом выделяется около 45000 ккал дополнительного тепла, причем большая часть - в порах и трещинах пласта, где после сгорания зарядов продолжается реагирование вещества дополнительного термохимического источника с пластовой жидкостью (водой).After preparing the well for processing, voltage is applied to the wire charge spiral. On command from the control panel, the first, and then, on the contact surface, subsequent slowly burning charge elements are ignited. Ignited on command from the control panel, the powder charge of the bursting valve. The destruction of the shell of the container, the displacement and melting of the substance of an additional thermochemical source into the pipe space of the productive interval of the well occur. After combustion of the first elements, subsequent charge elements with an increased burning rate self-ignite on the contact surface. In the accelerator chamber of the generator, a supersonic regime of gas outflow through the nozzle sets in. Powerful shock vibrations with a frequency of 80 Hz are generated. There is a sharp increase in pressure at the bottom of the well and penetration, with the creation of additional cracks, generated gases, as well as substances of an additional thermochemical source (fine particles and molten droplets) into the formation. The time of displacement of this substance into the wellbore and its introduction into the formation is about 3 minutes. At the same time, about 48,900 kcal of heat from the combustion of solid fuel charges is released. The reaction time of the substance of an additional thermochemical source with water lasts about 7 minutes. At the same time, about 45,000 kcal of additional heat is released, most of it in the pores and fractures of the formation, where after the combustion of the charges, the reaction of the additional thermochemical source with the formation fluid (water) continues.
По окончании процесса горения и завершении обработки сборка на геофизическом кабеле извлекается на поверхность. Скважина сдается для проведения завершающих работ: промывки забоя и исследований.At the end of the combustion process and the completion of processing, the assembly on the geophysical cable is removed to the surface. The well is surrendered for the completion of work: flushing the face and research.
Осуществление заявленного технического решения позволяет обеспечить синергетическое термогазохимическое и виброволновое воздействие на призабойную зону пласта, повысить эффективность ее обработки в 1,5-2 раза, расширить область применения по геолого-физическим условиям и характеристикам пластов и скважин, способствовать решению проблемы утилизации запасов ракетного топлива.Implementation of the claimed technical solution allows us to provide a synergistic thermogaschemical and vibration microwave effect on the bottomhole formation zone, increase its processing efficiency by 1.5-2 times, expand the scope of the geological and physical conditions and characteristics of the layers and wells, and contribute to solving the problem of utilizing rocket fuel reserves.
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113308/03A RU2221141C1 (en) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Process of treatment of critical area of formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113308/03A RU2221141C1 (en) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Process of treatment of critical area of formation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002113308A RU2002113308A (en) | 2003-11-27 |
| RU2221141C1 true RU2221141C1 (en) | 2004-01-10 |
Family
ID=32091119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002113308/03A RU2221141C1 (en) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Process of treatment of critical area of formation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2221141C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460873C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-09-10 | Олег Павлович Маковеев | Powder generator of pressure and method for its implementation |
| US10927627B2 (en) | 2019-05-14 | 2021-02-23 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US11204224B2 (en) | 2019-05-29 | 2021-12-21 | DynaEnergetics Europe GmbH | Reverse burn power charge for a wellbore tool |
| US11255147B2 (en) | 2019-05-14 | 2022-02-22 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| RU2780194C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-09-20 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for intensifying oil production from a reservoir |
| US11454098B2 (en) | 2020-05-20 | 2022-09-27 | Saudi Arabian Oil Company | Methods for wellbore formation using thermochemicals |
| US11578549B2 (en) | 2019-05-14 | 2023-02-14 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US11753889B1 (en) | 2022-07-13 | 2023-09-12 | DynaEnergetics Europe GmbH | Gas driven wireline release tool |
| US11808093B2 (en) | 2018-07-17 | 2023-11-07 | DynaEnergetics Europe GmbH | Oriented perforating system |
| US11946728B2 (en) | 2019-12-10 | 2024-04-02 | DynaEnergetics Europe GmbH | Initiator head with circuit board |
-
2002
- 2002-05-21 RU RU2002113308/03A patent/RU2221141C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460873C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-09-10 | Олег Павлович Маковеев | Powder generator of pressure and method for its implementation |
| US11808093B2 (en) | 2018-07-17 | 2023-11-07 | DynaEnergetics Europe GmbH | Oriented perforating system |
| US10927627B2 (en) | 2019-05-14 | 2021-02-23 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US11255147B2 (en) | 2019-05-14 | 2022-02-22 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US11578549B2 (en) | 2019-05-14 | 2023-02-14 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US11204224B2 (en) | 2019-05-29 | 2021-12-21 | DynaEnergetics Europe GmbH | Reverse burn power charge for a wellbore tool |
| US11946728B2 (en) | 2019-12-10 | 2024-04-02 | DynaEnergetics Europe GmbH | Initiator head with circuit board |
| US11454098B2 (en) | 2020-05-20 | 2022-09-27 | Saudi Arabian Oil Company | Methods for wellbore formation using thermochemicals |
| RU2780194C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-09-20 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for intensifying oil production from a reservoir |
| US11753889B1 (en) | 2022-07-13 | 2023-09-12 | DynaEnergetics Europe GmbH | Gas driven wireline release tool |
| RU2816619C1 (en) * | 2023-06-23 | 2024-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method of pumping hydrochloric acid into watered oil formation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240110465A1 (en) | Cracking permeability increasing method combining hydraulic fracturing and methane in-situ combustion explosion | |
| US3422760A (en) | Gas-generating device for stimulating the flow of well fluids | |
| US7845410B2 (en) | Openhole perforating | |
| US9080432B2 (en) | Energetic material applications in shaped charges for perforation operations | |
| RU2358100C2 (en) | Procedure of hydraulic break of reservoir in well | |
| US10858922B2 (en) | System and method of delivering stimulation treatment by means of gas generation | |
| RU2221141C1 (en) | Process of treatment of critical area of formation | |
| US4049056A (en) | Oil and gas well stimulation | |
| US3674093A (en) | Method and apparatus for stimulating the flow of oil wells | |
| RU2002113308A (en) | The method of processing bottom-hole formation zone | |
| RU2087693C1 (en) | Method of treating bottom-hole zone of well | |
| RU2456443C1 (en) | Gas generator for oil and gas wells | |
| CA3067961A1 (en) | Plasma-pulsed hydraulic fracture with carbonaceous slurry | |
| RU2200832C2 (en) | Method of treatment of critical area of formation and gear for its realization | |
| RU2282026C1 (en) | Thermogaschemical well stimulation method with the use of coiled tubing | |
| RU2103493C1 (en) | Method for treating productive bed | |
| RU2105874C1 (en) | Method for treating down-hole zone of well bed | |
| RU2105875C1 (en) | Method for treating down-hole zone of well bed | |
| RU2072423C1 (en) | Method and device for downhole treatment of well | |
| RU2191259C2 (en) | Method of well productivity increasing | |
| RU2138623C1 (en) | Well completion method | |
| RU2071556C1 (en) | Device for thermo-gas-chemical treatment of productive stratum | |
| RU2172400C2 (en) | Method of treatment of producing formation in bottom-hole zone and packer for method embodiment | |
| RU2744286C1 (en) | Well bottomhole treatment device | |
| RU2147335C1 (en) | Method for completion of well |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100522 |