RU2273730C1 - Water production method - Google Patents

Water production method Download PDF

Info

Publication number
RU2273730C1
RU2273730C1 RU2004121722/03A RU2004121722A RU2273730C1 RU 2273730 C1 RU2273730 C1 RU 2273730C1 RU 2004121722/03 A RU2004121722/03 A RU 2004121722/03A RU 2004121722 A RU2004121722 A RU 2004121722A RU 2273730 C1 RU2273730 C1 RU 2273730C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
boreholes
production
water
acoustic
formation
Prior art date
Application number
RU2004121722/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004121722A (en
Inventor
Виктор Сергеевич Подобед (RU)
Виктор Сергеевич Подобед
Евгений Яковлевич Мартынов (RU)
Евгений Яковлевич Мартынов
Владимир Владимирович Мазаев (RU)
Владимир Владимирович Мазаев
Original Assignee
Виктор Сергеевич Подобед
Владимир Владимирович Мазаев
Евгений Яковлевич Мартынов
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 Виктор Сергеевич Подобед, Владимир Владимирович Мазаев, Евгений Яковлевич Мартынов filed Critical Виктор Сергеевич Подобед
Priority to RU2004121722/03A priority Critical patent/RU2273730C1/en
Publication of RU2004121722A publication Critical patent/RU2004121722A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2273730C1 publication Critical patent/RU2273730C1/en

Links

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: water production from boreholes.
SUBSTANCE: method involves drilling production and injection borehole systems; penetrating borehole by perforation thereof; applying vibroacoustic pressure oscillations to formation, wherein the pressure oscillations are excited by acoustic borehole tools lowered in boreholes; producing water from boreholes. Injection borehole pipes are not perforated and are filled with working liquid. Acoustic oscillations are initially applied to production boreholes so that pressure in production boreholes preliminarily filled with fracturing liquid should be at least 2 times greater than formation breakdown pressure. Acoustic borehole device is located within perforation area. After crack opening water is lifted from production boreholes. During water lifting acoustic pressure oscillations are applied to formation through injection boreholes.
EFFECT: provision of water production in dry territories, increased economy and efficiency.

Description

Изобретение относится к добывающей промышленности и может быть использовано для интенсификации притоков подземных вод из обводненных зон, насыщенных водой пористых глубинных подземных пластов и ее добычи из буровых скважин.The invention relates to the mining industry and can be used to intensify groundwater inflows from flooded areas saturated with water from porous deep underground formations and its production from boreholes.

В добывающей промышленности для интенсификации притока жидких полезных ископаемых широко используется метод гидроразрыва для создания трещин в прискважинной зоне пласта (патент RU N2183739, МПК Е 21 В 43/26, публ. 2002.06.20), который заключается в использовании порохового генератора давления ПГД, помещенного в область перфорации обсадной трубы, заполненной жидкостью разрыва. После подрыва порохового заряда гидродинамический импульс высокого давления образует в пласте систему трещин, которые расклиниваются расклинивающим агентом в виде калиброванного пропланта, и трещины не имеют возможности смыкаться, этим и достигается повышение продуктивности пласта.In the mining industry, to intensify the influx of liquid minerals, the hydraulic fracturing method is widely used to create cracks in the near-wellbore zone of the formation (patent RU N2183739, IPC E 21 V 43/26, publ. 2002.06.20), which consists in using a powder PGD pressure generator placed into the perforation region of the casing filled with a fracturing fluid. After the powder charge is blown up, a high-pressure hydrodynamic pulse forms a system of cracks in the formation that are wedged by a proppant in the form of a calibrated proplant, and the cracks do not have the ability to close together, thereby increasing the productivity of the formation.

Такая технология требует больших затрат энергии, значительного расхода пороховых зарядов и химических веществ.Such a technology requires a large expenditure of energy, a significant consumption of powder charges and chemicals.

Известен способ (патент RU №2203412, Е 21 В 43/26, опубл. 2003.04.27) создания гидроударов при помощи плунжера насоса, осуществляющего нагнетание давления в насосно-компрессорной трубе (НКТ) и его сброс при выходе плунжера в крайнее верхнее положение. Импульсы давления распространяются в закрытой, полностью заполненной жидкостью скважине, а продуктивный нижележащий интервал изолируют цементирующим мостом. Импульсы давления, большего, чем давление разрыва горной породы, приводит к образованию и распространению трещин, которые расклиниваются обломочным материалом.The known method (patent RU No. 2203412, E 21 B 43/26, publ. 2003.04.27) create a water hammer using a pump plunger that pumps pressure in the tubing and its discharge when the plunger exits to its highest position. Pressure pulses propagate in a closed well completely filled with liquid, and the productive underlying interval is isolated by a cementing bridge. Impulses of pressure greater than the rock fracture pressure lead to the formation and propagation of cracks that are wedged by debris.

Недостатком этого способа являются высокие энергетические затраты, возникновение больших ударных нагрузок, необходимость специальных нагнетательных материалов для расклинивания трещин. Кроме того, подобные способы не могут быть использованы для добычи воды из буровых скважин в засушливых или пустынных районах земного шара.The disadvantage of this method is the high energy costs, the occurrence of large shock loads, the need for special injection materials for wedging cracks. In addition, such methods cannot be used to extract water from boreholes in arid or desert regions of the globe.

Известен выбранный в качестве прототипа способ обработки призабойной зоны пласта, а также водозаборных скважин (патент RU 2191896, Е21В 43/25, опубл. 2002.10.27). Способ включает виброволновое воздействие на призабойную зону пласта с использованием гидродинамического генератора колебаний, снижение давления на забое скважины ниже пластового с одновременным виброволновым воздействием и повышение давления в отсутствии воздействия, смену давления производят циклически, а в циклах повышения давления производят гидродинамическое тестирование призабойной зоны скважины, а в циклах понижения давления производят корректировку режима обработки и судят о целесообразности прекращения циклов обработки.Known as a prototype is a method of processing a bottomhole formation zone, as well as water wells (patent RU 2191896, ЕВВ 43/25, publ. 2002.10.27). The method includes vibrating the bottom hole of the formation using a hydrodynamic oscillation generator, reducing the bottom hole pressure below the formation with simultaneous vibrating and increasing the pressure in the absence of pressure, changing the pressure cyclically, and in the pressure increasing cycles, hydrodynamic testing of the bottom hole of the well, and in pressure reduction cycles, the treatment mode is adjusted and judged on the advisability of terminating the processing weave.

Недостатки этого способа аналогичны недостаткам вышеуказанных аналогов и заключаются в высоких энергетических и прочих затратах.The disadvantages of this method are similar to the disadvantages of the above analogues and are in high energy and other costs.

Задачей предлагаемого способа является устранение перечисленных недостатков, обеспечение сбора и добычи воды в засушливых районах, повышение экономичности и эффективности способа.The objective of the proposed method is to eliminate the above disadvantages, ensuring the collection and production of water in arid areas, increasing the efficiency and effectiveness of the method.

Поставленная задача с достижением указанного технического результата достигается за счет того, что в способе добычи воды, включающем бурение системы добывающих и нагнетательных скважин, вскрытие добывающих скважин перфорацией, виброволновое воздействие на пласт акустическими колебаниями давления, возбуждаемыми акустическими скважинными устройствами, погруженными в скважины, и непрерывный подъем воды из добывающих скважин, при этом трубы нагнетательных скважин не вскрывают перфорацией и заполняют их рабочей жидкостью, а воздействие акустическими колебаниями давления осуществляют сначала в добывающих скважинах, создавая при этом давление, превышающее давление разрыва пласта не менее чем в 2 раза, заполняя ее предварительно жидкостью разрыва, а акустическое скважинное устройство располагают в зоне перфорации, причем после раскрытия трещин начинают подъем воды из добывающих скважин, в процессе которого воздействие на пласт акустическими колебаниями давления осуществляют через нагнетательные скважины.The task with the achievement of the specified technical result is achieved due to the fact that in the method of water production, including drilling a system of production and injection wells, opening production wells by perforation, microwave exposure to the formation by acoustic pressure fluctuations excited by acoustic borehole devices immersed in the wells, and continuous the rise of water from production wells, while the pipes of injection wells are not opened by perforation and fill them with a working fluid, but acoustic pressure fluctuations are carried out first in production wells, while creating a pressure exceeding the formation fracture pressure by at least 2 times, pre-filling it with a fracture fluid, and the acoustic downhole device is placed in the perforation zone, and after opening the cracks, water rise from the production wells begin , during which the impact on the reservoir by acoustic pressure fluctuations is carried out through injection wells.

Для увеличения объемов и скоростей движения воды в пористых насыщенных массивах используется возможность получения дилатансии (изменение объема за счет пластической, необратимой деформации геоматериала, порождение микроскважин и микротрещин) скелета матрицы породы пласта. Скважинное акустическое устройство (патент RU №2191258) работает в зоне пластической деформации, создавая давление, превышающее в 2 и более раз давление гидроразрыва, которое определяется геологической структурой и, например, для месторождений Западной Сибири составляет 26-28 МПа. Существенным признаком для достижения поставленной задачи является необходимость создания условий проведения гидроразрыва пласта в каждой вводимой в эксплуатацию добывающей скважине, т.к. при этом создаются условия поддержания в водосодержащем пласте условий дилатансии скелета матрицы породы и сохранения трещин в раскрытом состоянии. Акустическое воздействие на частоте свыше 2 кГц приводит к высокой скорости деформации, что в свою очередь повышает величину динамического воздействия на породу и значительно выше статической прочности, что создает определенные возможности достижения пластичности в материале скелета матрицы породы.To increase the volumes and velocities of water movement in porous saturated massifs, the possibility of obtaining dilatancy (volume change due to plastic, irreversible deformation of the geomaterial, the generation of micro wells and microcracks) of the skeleton of the rock matrix is used. The downhole acoustic device (patent RU No. 2191258) works in the zone of plastic deformation, creating a pressure that is 2 times or more the fracture pressure, which is determined by the geological structure and, for example, for fields in Western Siberia is 26-28 MPa. An essential sign to achieve this goal is the need to create conditions for hydraulic fracturing in each commissioned production well, because this creates conditions for maintaining in a water-containing formation the conditions of dilatancy of the skeleton of the rock matrix and maintaining cracks in the open state. Acoustic impact at a frequency of more than 2 kHz leads to a high deformation rate, which in turn increases the value of the dynamic impact on the rock and is significantly higher than the static strength, which creates certain opportunities to achieve plasticity in the material of the skeleton of the rock matrix.

Указанные значения увеличения действующих давлений связаны с созданием и поддержанием значительной дилатансии скелета матрицы породы и изменением объема породы как в сторону уменьшения, так и увеличения (разрыхления), что является результатом изменения упругости скелета породы до значений пластической деформации.The indicated values of the increase in effective pressures are associated with the creation and maintenance of significant dilatancy of the skeleton of the rock matrix and the change in the volume of the rock both towards decreasing and increasing (loosening), which is the result of a change in the elasticity of the rock skeleton to plastic deformation values.

Чем выше давление, создаваемое акустическим излучением, тем больше трещин образуется при гидроразрыве пласта. Наличие и количество вертикальных и горизонтальных трещин, в первую очередь, зависит от глубины залегания водонасыщенного пласта, а также от наличия и величины вертикальных и горизонтальных литостатических давлений месторождения. Это означает, что все критические состояния пористой матрицы определяются эффективными напряжениями. Пористость зависит от объемных деформаций и от перового давления. Когда объем пор достигает критического уровня, происходит важное изменение: уплотнение геоматериала сменяется на его разрыхление, что может быть объяснено только процессом дилатансии - изменение объема скелета матрицы породы, что приводит к образованию фильтрационных потоков насыщающей жидкости.The higher the pressure created by acoustic radiation, the more cracks form during hydraulic fracturing. The presence and number of vertical and horizontal cracks, first of all, depends on the depth of the water-saturated formation, as well as on the presence and magnitude of the vertical and horizontal lithostatic pressures of the field. This means that all critical states of the porous matrix are determined by effective stresses. Porosity depends on volumetric deformations and on feather pressure. When the pore volume reaches a critical level, an important change occurs: the compaction of the geomaterial is replaced by its loosening, which can only be explained by the dilatancy process - a change in the volume of the skeleton of the rock matrix, which leads to the formation of filtering flows of the saturating liquid.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Добывающие скважины перфорируют, заполняют жидкостью разрыва, например водой, опускают в них акустические скважинные устройства, например, описанные в патентах RU №2140519, RU №2191258, и производят гидроразрыв пласта, создавая акустическое давление - 56 МПа, превышающее давление разрыва породы в 2 или более раз. Об осуществлении процесса гидроразрыва судят по спаду уровня воды в добывающей скважине, затем акустические скважинные устройства извлекают из добывающих скважин и опускают в нагнетательные, заполненные рабочей жидкостью, осуществляя акустическое воздействие на пласт созданием избыточного давления, а из добывающих скважин с помощью насосов начинают поднимать воду. В качестве рабочей жидкости и жидкости разрыва используют любую имеющуюся техническую воду.Production wells are perforated, filled with a fracturing fluid, for example, water, acoustic downhole devices are lowered into them, for example, described in patents RU No. 2140519, RU No. 2191258, and hydraulic fracturing is performed, creating an acoustic pressure of 56 MPa, exceeding the rock fracture pressure of 2 or more than once. The implementation of the hydraulic fracturing process is judged by the drop in the water level in the producing well, then the acoustic downhole devices are removed from the producing wells and lowered into the injection wells filled with the working fluid, applying acoustic pressure to the formation by creating excess pressure, and water is raised from the producing wells using pumps. Any available process water is used as the working fluid and the fracturing fluid.

Таким образом, предложенный способ добычи воды представляет собой новую технологию сбора и добычи воды на поверхность в условиях полного отсутствия промышленной воды на огромных пространствах и территориях. Экономичность и эффективность предложенного способа очевидна.Thus, the proposed method of water production is a new technology for collecting and extracting water to the surface in the absence of industrial water in vast spaces and territories. Efficiency and effectiveness of the proposed method is obvious.

Claims (1)

Способ добычи воды из буровых скважин, включающий бурение системы добывающих и нагнетательных скважин, вскрытие добывающих скважин перфорацией, воздействие на пласт акустическими колебаниями давления, возбуждаемыми акустическими скважинными устройствами, погруженными в скважины, и непрерывный подъем воды из добывающих скважин, при котором трубы нагнетательных скважин не вскрывают перфорацией и заполняют их рабочей жидкостью, при этом воздействие акустическими колебаниями давления осуществляют сначала в добывающих скважинах, создавая при этом давление, превышающее давление разрыва пласта не менее чем в 2 раза, добывающие скважины заполняют предварительно жидкостью разрыва и располагают акустические скважинные устройства в зоне перфорации, а после раскрытия трещин в пласте начинают подъем воды из добывающих скважин, в процессе которого воздействие на пласт акустическими колебаниями давления осуществляют через нагнетательные скважины.A method of producing water from boreholes, including drilling a system of producing and injection wells, opening the production wells by perforation, exposing the formation to acoustic pressure fluctuations excited by acoustic borehole devices submerged into the wells, and continuously raising water from production wells in which the injection well pipes are not open with perforation and fill them with a working fluid, while the impact of acoustic pressure fluctuations is carried out first in production wells, creating At the same time, the pressure exceeding the fracture pressure by at least 2 times, the producing wells are pre-filled with the fracturing fluid and the acoustic borehole devices are placed in the perforation zone, and after the formation of cracks in the formation, water begins to rise from the producing wells, during which the formation is exposed acoustic pressure fluctuations are carried out through injection wells.
RU2004121722/03A 2004-07-15 2004-07-15 Water production method RU2273730C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004121722/03A RU2273730C1 (en) 2004-07-15 2004-07-15 Water production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004121722/03A RU2273730C1 (en) 2004-07-15 2004-07-15 Water production method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004121722A RU2004121722A (en) 2006-01-10
RU2273730C1 true RU2273730C1 (en) 2006-04-10

Family

ID=35872384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004121722/03A RU2273730C1 (en) 2004-07-15 2004-07-15 Water production method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273730C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101525983B (en) * 2008-03-04 2012-11-07 普拉德研究及开发股份有限公司 Oil extraction reinforcing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101525983B (en) * 2008-03-04 2012-11-07 普拉德研究及开发股份有限公司 Oil extraction reinforcing method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004121722A (en) 2006-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2343275C2 (en) Method of intensification of natural gas extraction from coal beds
US8082989B2 (en) Method for impulse stimulation of oil and gas well production
RU2366806C1 (en) Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation
RU2612061C1 (en) Recovery method of shale carbonate oil field
RU2327027C2 (en) Processing method of bottomhole zone
RU2324811C1 (en) Method of well productivity improvement (versions)
RU2298650C1 (en) Coal formation hydraulic processing method
RU2612060C1 (en) Method of development of carbonate shaly oil deposits
RU2682409C1 (en) Impulsive hydraulic fracturing method
RU2231631C1 (en) Method of development of an oil pool
RU2351751C2 (en) Method of improving hydro-dynamic connection of borehole with pay-out bed
RU2616052C1 (en) Method development of shaly carbonate oil pays
RU2666845C1 (en) Impulsive hydraulic fracturing method
RU2273730C1 (en) Water production method
RU2675134C1 (en) Impulsive hydraulic fracturing method
RU2258803C1 (en) Production bed treatment method
RU2477799C1 (en) Method for hydraulic treatment of coal bed
RU2383720C1 (en) Procedure of well bottomhole zone treatment
RU2317404C1 (en) Method to create gravel filter in horizontal bore
RU2188322C1 (en) Method of hydraulic treatment of coal seam
RU2211323C2 (en) Method of coal methane recovery from unrelieved seams
RU2584191C2 (en) Method for hydraulic fracturing of productive formation
RU2526922C2 (en) Oil deposit development method
RU2555977C1 (en) Hydrocarbon stimulation production technique
RU2566343C1 (en) Method for pulse-wave treatment of productive formation, and device for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080805

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140716

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160627

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170716