RU2276255C1 - Method for vibratory bed treatment in injection wells - Google Patents
Method for vibratory bed treatment in injection wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276255C1 RU2276255C1 RU2004127651/03A RU2004127651A RU2276255C1 RU 2276255 C1 RU2276255 C1 RU 2276255C1 RU 2004127651/03 A RU2004127651/03 A RU 2004127651/03A RU 2004127651 A RU2004127651 A RU 2004127651A RU 2276255 C1 RU2276255 C1 RU 2276255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump unit
- vibrator
- piston pump
- low
- hydraulic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области разработки месторождений.The invention relates to the oil industry, in particular to the field of field development.
Известен способ освоения скважин путем продавки воды под высоким давлением [1].A known method of well development by selling water under high pressure [1].
Сущность этого метода освоения и повышения производительности скважин заключается в том, что в скважину с большим расходом и под высоким давлением закачивается жидкость, не снижающая проницаемость пласта. Благодаря этому в призабойной зоне открываются трещины, расширяются поры и закупоривающий материал жидкостью уносится в глубь пласта.The essence of this method of developing and increasing the productivity of wells is that a fluid is pumped into the well with a high flow rate and under high pressure, which does not reduce the permeability of the formation. Due to this, cracks open in the bottom-hole zone, pores expand and the plugging material is carried away by the fluid deep into the formation.
Кроме того, при осуществлении продавки под высоким давлением за счет остаточной деформации пласта и некоторого разрушения поверхности трещин после снятия давления трещины в некоторых случаях полностью не раскрываются. За счет этого проницаемость зоны увеличивается против той, которая была до обработки.In addition, when selling under high pressure due to residual deformation of the formation and some destruction of the surface of the cracks after relieving the pressure, the cracks in some cases are not fully disclosed. Due to this, the permeability of the zone increases against that which was before processing.
Недостатком способа является то, что при превышении давления нагнетания над пластовым происходит гидравлический разрыв пласта и дальнейший процесс закачки воды в пласт становится неуправляемым.The disadvantage of this method is that when the pressure is higher than the injection pressure above the reservoir, hydraulic fracturing occurs and the further process of pumping water into the reservoir becomes uncontrollable.
Известен способ вибровоздействия на призабойную зону скважин [2].A known method of vibration on the bottom-hole zone of wells [2].
Вибровоздействие на пласт осуществляется с помощью механических, гидравлических и ультразвуковых генераторов волн давления в пористой среде. Наибольшее распространение получили гидравлические вибраторы, создающие волны давления вследствие периодического перекрытия золотником потока нагнетаемой в вибратор жидкости. Золотник с прорезями вдоль образующей цилиндра вращается на цилиндрическом неподвижном стволе, также имеющем продольные щели-прорези. При этом золотник выполняет роль турбинки, вращающейся под действием энергии потока рабочей жидкости.Vibration impact on the reservoir is carried out using mechanical, hydraulic and ultrasonic generators of pressure waves in a porous medium. The most widespread are hydraulic vibrators that create pressure waves due to periodic shutoff of the fluid flow into the vibrator by the spool. The spool with slots along the generatrix of the cylinder rotates on a cylindrical stationary barrel, also having longitudinal slots-slots. In this case, the spool acts as a turbine rotating under the action of the energy of the flow of the working fluid.
Периодические гидравлические удары возникают вследствие перекрытия золотником отверстий в стволе. Для запуска (при полностью перекрытых отверстиях золотника и ствола) гидравлический вибратор имеет пусковые отверстия.Periodic water hammering occurs due to the spool blocking the holes in the barrel. To start (with fully blocked spool and barrel openings), the hydraulic vibrator has launch openings.
В процессе работы вибратора возникают циклические колебания давления и гидравлические удары в трубах, сопровождающиеся импульсным истечением жидкости из донного отверстия ствола.During the operation of the vibrator, cyclic pressure fluctuations and hydraulic shocks occur in the pipes, accompanied by a pulse outflow of fluid from the bottom of the barrel.
Недостатком данного способа является неравномерное вращение золотника (турбинки), которое приводит к созданию неравномерного истечения жидкости из донного отверстия ствола вибратора. В результате пульсации потока обработка или продавка жидкостей в низкопроницаемый пласт будет некачественная.The disadvantage of this method is the uneven rotation of the spool (turbine), which leads to the creation of uneven flow of fluid from the bottom of the hole of the vibrator barrel. As a result of flow pulsation, the processing or delivery of fluids into a low permeability formation will be of poor quality.
Задачей изобретения является оптимизация работы скважинных вибраторов за счет снижения пульсаций потока при обработке или продавке жидкостей в низкопроницаемые пласты.The objective of the invention is to optimize the operation of downhole vibrators by reducing ripple flow during processing or sale of liquids in low permeability formations.
Поставленная задача достигается тем, что устанавливают составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов в нагнетательную линию поршневого насосного агрегата, преобразуют низкочастотный шум поршневого насосного агрегата в ультразвук, выравнивают в нагнетательной линии над гидравлическим вибратором низкочастотные пульсации и создают равномерный поток жидкости в гидравлический вибратор, продавливают в пласт импульсами давлений жидкость с последующим увеличением обработки призабойной зоны.The task is achieved by installing a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators into the discharge line of the piston pump unit, converting the low-frequency noise of the piston pump unit to ultrasound, aligning the low-frequency pulsations in the discharge line above the hydraulic vibrator and creating a uniform fluid flow into the hydraulic vibrator, pushing into reservoir pressure pulses of fluid with a subsequent increase in the treatment of the bottom-hole zone.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в предлагаемом способе осуществляется выравнивание потока жидкости перед вибратором. За счет этого золотник с прорезями (турбинка) в вибраторе начинает вращаться равномерно, а поток жидкости становится непрерывным и плавным.Comparative analysis with the prototype shows that in the proposed method, the alignment of the fluid flow in front of the vibrator. Due to this, the spool with slots (impeller) in the vibrator starts to rotate evenly, and the fluid flow becomes continuous and smooth.
Таким образом, изобретение соответствует критерию «новизны».Thus, the invention meets the criterion of "novelty."
Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями показывает, что создание высоких знакопеременных колебаний на забое скважины известно /2/. Однако не известно, что с помощью резонатора можно уменьшить уровень пульсаций жидкости и стабилизировать работу золотника с прорезями (турбинки), изменяя тем самым режим закачки жидкости в пласт, и выровнять профиль приемистости пласта.Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the creation of high alternating oscillations at the bottom of the well is known / 2 /. However, it is not known that with the help of a resonator it is possible to reduce the level of fluid pulsations and stabilize the operation of the spool with slots (turbines), thereby changing the mode of pumping fluid into the formation, and align the injectivity profile of the formation.
Таким образом, изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».Thus, the invention meets the criterion of "inventive step".
Предлагаемое решение может быть реализовано из стандартных изделий на любых нагнетательных скважинах.The proposed solution can be implemented from standard products in any injection wells.
Таким образом, изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».Thus, the invention meets the criterion of "industrial applicability".
Физические процессы при решении задачиPhysical processes in solving the problem
В современных системах заводнения в подавляющем большинстве случаях на насосных станциях установлены центробежные насосы с электрическим приводом.In modern waterflooding systems, in the vast majority of cases, centrifugal pumps with an electric drive are installed at pumping stations.
На подбор рационального насосного оборудования кустовых насосных станций (КНС) в первую очередь влияет режим закачки воды по нагнетательным скважинам. Отдельные нагнетательные скважины требуют повышенного давления для закачки, а другие обладают высокой приемистостью при сравнительно низких давлениях нагнетания. Даже при сгруппированных скважинах присутствует явление - неравномерности подачи воды в напорном трубопроводе, что приводит к неравномерности подачи воды в нагнетательных линиях.The selection of rational pumping equipment for cluster pumping stations (SPS) is primarily influenced by the mode of water injection through injection wells. Some injection wells require increased injection pressure, while others have high injection rates at relatively low injection pressures. Even with grouped wells, there is a phenomenon - uneven water supply in the pressure pipe, which leads to uneven water supply in the injection lines.
На фиг.1 приведены диаграммы импульсов давления Р, создаваемые вибратором.Figure 1 shows a diagram of pressure pulses P created by a vibrator.
На фиг.2 приведена диаграмма импульсов давления Р с установкой в нагнетательной линии составного акустического преобразователя шума из четвертьволновых преобразователей.Figure 2 shows a diagram of pressure pulses P with installation in the discharge line of a composite acoustic noise converter from quarter-wave converters.
На фиг.3 изображена схема размещения в нагнетательной линии составного акустического преобразователя шума из четвертьволновых резонаторов.Figure 3 shows the layout in the discharge line of a composite acoustic noise transducer from quarter-wave resonators.
На фиг.1 изображена диаграмма импульсов давления Р с неравномерным периодом следования.Figure 1 shows a diagram of pressure pulses P with an uneven period of repetition.
Неравномерность периодов Т следования импульсов давления создается за счет неравномерного вращения золотника (турбинки) во времени, где Т(1)≠Т(2)≠Т(3).The unevenness of the periods T following the pressure pulses is created due to the uneven rotation of the spool (turbine) in time, where T (1) ≠ T (2) ≠ T (3).
На фиг.2 изображена диаграмма импульсов давления Р с равномерным вращением золотника во времени t с периодом Т, где Т(1)=Т(2)=Т(3)=Т(4).Figure 2 shows a diagram of pressure pulses P with uniform rotation of the spool in time t with a period T, where T (1) = T (2) = T (3) = T (4).
Равномерность периодов следования импульсов объясняется равномерностью вращения золотника (турбинки), причиной которой является стабилизация потока жидкости. Стабильность потока создает акустический резонатор, встраиваемый над вибратором в нагнетательную линию, изменяя тем самым режим закачки жидкости в пласт, и выровнять профиль приемистости пласта.The uniformity of the pulse repetition periods is explained by the uniform rotation of the spool (turbine), the reason for which is the stabilization of the fluid flow. The stability of the flow creates an acoustic resonator that is built above the vibrator into the discharge line, thereby changing the mode of pumping fluid into the formation, and align the injectivity profile of the formation.
Схема системы для реализации предлагаемого способа представлена на фиг.3, где 1 - поршневой насосный агрегат (например, ЦА-300 или АН-500);A system diagram for implementing the proposed method is presented in figure 3, where 1 is a piston pump unit (for example, CA-300 or AN-500);
2 - составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов (например, [3]; 3 - насосно-компрессорные трубы; 4 - гидравлический вибратор.2 - composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators (for example, [3]; 3 - tubing; 4 - hydraulic vibrator.
В практике борьбы с шумом в промышленности применяют четвертьволновые резонаторы [4]. В конструктивном отношении - это труба, замкнутая с одного конца акустически жестко, а с другого конца - акустически мягко.In the practice of noise control in industry, quarter-wave resonators are used [4]. Structurally, it is a pipe closed acoustically rigidly from one end and acoustically softly closed from the other end.
Если труба с одного конца (х=l) открыта, а с другого конца (х=l) замкнута акустически жестко, то [5]If the pipe is open at one end (x = l) and acoustically rigidly closed at the other end (x = l), then [5]
и условие для второго конца (х=l) даетand the condition for the second end (x = l) gives
Собственные частоты определяются выражениемNatural frequencies are determined by the expression
где f - частота.where f is the frequency.
Эти резонаторы имеют несколько резонансных частот.These resonators have several resonant frequencies.
Пример расчетаCalculation Example
Известно, что работа центробежных насосных агрегатов сопровождается колебаниями в звуковом диапазоне частот 16 Гц -20 кГц [6].It is known that the operation of centrifugal pumping units is accompanied by oscillations in the sound frequency range of 16 Hz -20 kHz [6].
Выбираем стандартную насосно-компрессорную трубу (НКТ) шестиметровую. Делим ее на 2 м и 4 м, т.е. получаем два резонатора.We choose a standard six-meter tubing (tubing). Divide it by 2 m and 4 m, i.e. we get two resonators.
Тогда для четырехметровой трубы (первый резонатор) при скорости звука в жидкой среде С≈1500 м/с получают (согласно формуле (4)) частоты, которые поглощаются из спектра шума поршневого насосного агрегата: основная частота f=100 Гц и ее гармоники: f≈300 Гц, f≈500 Гц и т.д.Then, for a four-meter pipe (first resonator), at a speed of sound in a liquid medium of C≈1500 m / s, frequencies (according to formula (4)) are obtained that are absorbed from the noise spectrum of the piston pump unit: the fundamental frequency f = 100 Hz and its harmonics: f ≈300 Hz, f≈500 Hz, etc.
Для двухметровой трубы (второй резонатор) при скорости звука в жидкой среде С≈1500 м/с получают (согласно формуле (4)) частоты, которые поглощаются из спектра шума поршневого насосного агрегата: основная частота f≈200 Гц и ее гармоники: f≈600 Гц, f≈1000 Гц и т.д.For a two-meter pipe (second resonator) at a speed of sound in a liquid medium of C≈1500 m / s, frequencies (according to formula (4)) are obtained that are absorbed from the noise spectrum of the piston pump unit: the fundamental frequency is f≈200 Hz and its harmonics: f≈ 600 Hz, f≈1000 Hz, etc.
Для расширения диапазона поглощаемых частот в шуме поршневого насосного агрегата можно добавить набор резонаторов с соответствующими частотами.To expand the range of absorbed frequencies in the noise of a piston pump unit, a set of resonators with appropriate frequencies can be added.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Первая операция. Устанавливают составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов 2 (фиг.3) в нагнетательную линию 3 (фиг.3) поршневого насосного агрегата (например, ЦА-300 или АН-500).First operation. Install a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators 2 (Fig. 3) to the discharge line 3 (Fig. 3) of the piston pump unit (for example, CA-300 or AN-500).
Вторая операция. Преобразуют низкочастотный шум поршневого насосного агрегата в ультразвук.The second operation. Convert the low-frequency noise of the piston pump unit to ultrasound.
Третья операция. Выравнивают пульсации периодов Т(1), Т(2) и Т(3) импульсов давления Р (фиг.1), генерируемого поршневым насосным агрегатом 1 (фиг.3), в нагнетательной линии 3 (фиг.3) над гидравлическим вибратором 4 (фиг.3).The third operation. The pulsations of the periods T (1), T (2) and T (3) of the pressure pulses P (Fig. 1) generated by the piston pump unit 1 (Fig. 3) are aligned in the discharge line 3 (Fig. 3) above the hydraulic vibrator 4 (figure 3).
Четвертая операция. Создают равномерный поток жидкости в гидравлический вибратор.The fourth operation. Create a uniform flow of fluid into the hydraulic vibrator.
Пятая операция. Продавливают равномерно с периодом Т(1), Т(2) и Т(3) импульсами давления (фиг.2) жидкость в пласт с последующим увеличением радиуса обработки призабойной зоны.Fifth operation. Squeeze evenly with a period of T (1), T (2) and T (3) by pressure pulses (figure 2) fluid into the reservoir, followed by an increase in the radius of treatment of the bottomhole zone.
Предложенный способ прошел промысловые испытания на Ван-Еганском на месторождении Тюменской области (куст №10, скважина №900, расход жидкости 240 куб.м/сут, давление 80 атм) на глубине 950 м с составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов и без него.The proposed method has passed field tests at the Van Yegansky field in the Tyumen region (bush No. 10, well No. 900, fluid flow rate 240 cubic meters / day, pressure 80 atm) at a depth of 950 m with and without acoustic noise converter from quarter-wave resonators .
Результаты испытания: пульсация потока снизилась в 2 раза, а забойное давление снизилось на 5 атм.Test results: flow pulsation decreased by 2 times, and bottomhole pressure decreased by 5 atm.
Обоснование результатов промысловых испытанийJustification of the results of field trials
В результате преобразования низких частот, создаваемых поршневым насосным агрегатом, в ультразвуковые произошло повышение эффективности работы насосов за счет снижения их пульсации в области низких частот. Расход воды, подаваемой в вибратор, при этом стал непрерывным и плавным. Повысилась эффективность работы вибратора за счет непрерывной и плавной подачи воды насосом и плавного вращения золотника вибратора. При этом давление над вибратором стало не пульсирующим, а постоянным. Кроме того, периоды следования импульсов давлений при работе вибратора приобретают определенную оптимальную ритмичность во времени (см. фиг.2).As a result of the conversion of the low frequencies generated by the piston pump unit into ultrasonic, an increase in the efficiency of the pumps occurred due to a decrease in their ripple in the low-frequency region. The flow rate of water supplied to the vibrator, while becoming continuous and smooth. The vibrator’s efficiency has been increased due to the continuous and smooth pump water supply and smooth vibrator spool rotation. At the same time, the pressure above the vibrator became not pulsating, but constant. In addition, the periods of the pressure pulses during the operation of the vibrator acquire a certain optimal rhythm in time (see figure 2).
Все эти факторы привели к повышению коэффициента полезного действия вибратора и качества обработки продуктивного пласта за счет увеличения радиуса воздействия.All these factors have led to an increase in the efficiency of the vibrator and the quality of processing of the reservoir by increasing the radius of the impact.
В конечном итоге это способствует повышению технологической эффективности обработки прискважинных зон пластов в нагнетательных.Ultimately, this helps to increase the technological efficiency of processing near-wellbore zones of reservoirs in injection.
Источники информацииInformation sources
1. Эксплуатация системы заводнения пластов. / В.А.Еронин, А.А.Литвинов и др. М.: «Недра», 1967.- С.231-233.1. Operation of the waterflooding system. / V.A. Eronin, A.A. Litvinov et al. M.: “Nedra”, 1967.- P.231-233.
2. Гиматудинов Ш.К. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. -М.: Недра, 1983. С.364-367 [ПРОТОТИП].2. Gimatudinov Sh.K. Reference guide for the design of the development and operation of oil fields. -M .: Nedra, 1983. S.364-367 [PROTOTYPE].
3. Патент RU 2109134, кл.Е 21 В 43/25.3. Patent RU 2109134, class E 21 V 43/25.
4. Борьба с шумом на производстве: Справочник/Е.Я. Юдин, Л.А. Борисов, И.В.Горенштейн и др.; Под общ ред. Е.Я. Юдина. -М.: Машиностроение, 1985. -С. 130-132.4. The fight against noise in the workplace: Reference / E.Ya. Yudin, L.A. Borisov, I.V. Gorenshtein and others; Under the general ed. E.Ya. Yudina. -M.: Engineering, 1985. -C. 130-132.
5. Скучик Е. Основы акустики. T.I. (перевод с немецкого). - М.: ИЛ. 1958.-С.169.5. Bored E. Fundamentals of acoustics. T.I. (translation from German). - M .: IL. 1958.-S. 169.
6. Справочник по технической акустике: Пер с нем. /Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. - Судостроение. 1980. - С. 217-218.6. Handbook of technical acoustics: Per with him. / Ed. M. Hekla and H.A. Mueller. - Shipbuilding. 1980 .-- S. 217-218.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127651/03A RU2276255C1 (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Method for vibratory bed treatment in injection wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127651/03A RU2276255C1 (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Method for vibratory bed treatment in injection wells |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004127651A RU2004127651A (en) | 2006-02-20 |
RU2276255C1 true RU2276255C1 (en) | 2006-05-10 |
Family
ID=36050774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004127651/03A RU2276255C1 (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Method for vibratory bed treatment in injection wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2276255C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447273C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for acoustic balancing of flood front of oil bed |
-
2004
- 2004-09-15 RU RU2004127651/03A patent/RU2276255C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГИМАТУДИНОВ Ш. К. и др., Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, Москва, Недра, 1983, с. 364-367. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447273C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for acoustic balancing of flood front of oil bed |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004127651A (en) | 2006-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10690131B2 (en) | Method and system for minimizing vibration in a multi-pump arrangement | |
CN109184655B (en) | Coiled tubing dragging pulse hydraulic fracturing tool with bottom setting and method | |
RU2630012C1 (en) | Method and for ultrasonic intensification of oil production and device for its implementation | |
RU171177U1 (en) | DEVICE FOR VIBROWAVE INFLUENCE ON PRODUCTIVE LAYERS OF AQUARIUM AND OIL AND GAS WELLS | |
RU2007149587A (en) | METHOD OF PHYSICAL IMPACT AT THE DEVELOPMENT OF A HYDROCARBON DEPOSIT AND A WELL DEPARTMENT FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2542016C1 (en) | Method of well bore zone treatment for productive formation | |
RU2276255C1 (en) | Method for vibratory bed treatment in injection wells | |
WO2014046560A1 (en) | Device for decolmatation of the critical area of exploitation and injection wells | |
RU2359114C2 (en) | Method and facility for simultaneous selective treatment of perforation channels and treatment of bottomhole of conditionally endless thickness layer | |
US20200114400A1 (en) | Cleaning Multi-Stage Centrifugal Pumps | |
EP2647844A1 (en) | Method of pumping fluid | |
US4716555A (en) | Sonic method for facilitating the fracturing of earthen formations in well bore holes | |
RU2354815C1 (en) | Method for development of oil deposit and compensator-radiator of oscillations for well | |
RU2462587C1 (en) | Method of operation of oil-producing high-temperature well | |
RU2175718C2 (en) | Equipment to treat face zone of pool and hydrodynamic generator of flow rate variations for it | |
RU2721614C2 (en) | Method of acoustic action on flow of liquid in tubing string with feedback control | |
RU2620662C1 (en) | Method of dislodgement of electrical centrifugal pump units | |
RU2566343C1 (en) | Method for pulse-wave treatment of productive formation, and device for its implementation | |
RU2206730C1 (en) | Method of pulse-jet stimulation of well and producing formation and device for method embodiment | |
RU173616U1 (en) | Hydraulic vibrator for well treatment | |
RU2296215C1 (en) | Method for well bottom zone treatment | |
RU2473797C1 (en) | Method for intensifying oil extraction from well | |
RU2006115824A (en) | METHOD FOR INCREASING WELL DEBIT | |
RU2780982C1 (en) | Method for petroleum production and apparatus for implementation thereof | |
RU2778117C1 (en) | Method for vibro-wave action in order to restore the productivity of wells with hydraulic fracturing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090916 |