RU2285788C2 - Oil production method with force application to reservoir and downhole equipment for above method realization - Google Patents
Oil production method with force application to reservoir and downhole equipment for above method realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285788C2 RU2285788C2 RU2004133020/03A RU2004133020A RU2285788C2 RU 2285788 C2 RU2285788 C2 RU 2285788C2 RU 2004133020/03 A RU2004133020/03 A RU 2004133020/03A RU 2004133020 A RU2004133020 A RU 2004133020A RU 2285788 C2 RU2285788 C2 RU 2285788C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- reservoir
- formation
- downhole equipment
- mechanical stresses
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначается для добычи нефти из нефтяных залежей с одновременным физическим воздействием на пласты с целью повышения нефтеотдачи в осложненных геолого-промысловых условиях, в особенности на поздних стадиях разработки.The invention relates to the oil industry and is intended for oil production from oil deposits with simultaneous physical impact on reservoirs in order to increase oil recovery in complicated geological and production conditions, especially in the late stages of development.
Известны различные способы и устройства для создания в скважинной жидкости многократных имплозий с целью повышения продуктивности скважин и интенсификации нефтедобычи (Попов А.А.Имплозия в процессах нефтедобычи. - М.: Недра, 1996, 192 с.). Недостатком данных способов является невозможность совмещения их с процессами непрерывной эксплуатации скважин, кроме того, энергия создаваемых повышений и понижений давления локализуется внутри скважин в скважинной жидкости и лишь незначительно реализуется в эффектах очистки и повышения трещиноватости пористой среды в областях околоскважинной среды вблизи перфорационных каналов.There are various methods and devices for creating multiple implosions in a borehole fluid in order to increase well productivity and intensify oil production (A. Popov, A. Implosia in oil production processes. - M .: Nedra, 1996, 192 p.). The disadvantage of these methods is the impossibility of combining them with the processes of continuous operation of wells, in addition, the energy of the created increases and decreases in pressure is localized inside the wells in the borehole fluid and is only slightly realized in the effects of cleaning and increasing the fracturing of the porous medium in the areas of the near-borehole medium near the perforation channels.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины (ПЗП), включающий отбор нефти и создание многократных имплозионно-депрессионных воздействий на забой скважины в конце каждого цикла качания станка-качалки (Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М., "Недра", 1990 г., с.106-109). Известный способ позволяет одновременно обрабатывать граничащую с перфорационными каналами, трещинами вскрытия прискважинную зону и отбирать нефть из скважины. Однако эффективность воздействия на ПЗП и пласт возмущениями механических напряжений при реализации способа мала, так как энергия осуществляемого воздействия в основном уходит на образование трубных волн по скважинной жидкости и лишь малая ее часть передается в ПЗП и пласт. В связи с этим отсутствуют условия для инициирования микро- и макроперестройки матрицы геологической среды и не выполняются условия для благоприятных изменений ее проницаемости, полей напряжений и насыщенностей в ПЗП и в пласте в целом, которые приводили бы к увеличению притока к скважине. Не менее важно и то, что реализация известного способа происходит при дополнительном существенном нагружении приводящих элементов конструкции штангового насоса и дополнительных затратах электроэнергии, что вызывает искажения оптимальных настроек работы насоса и сокращает межремонтный период его работы.Closest to the proposed invention in technical essence is a method of oil production and treatment of the bottomhole zone of the well (BHP), which includes the selection of oil and the creation of multiple implosive-depressive effects on the bottom of the well at the end of each swing cycle of the pumping unit (Popov A.A. Impact effects on the bottom-hole zone of wells. M., Nedra, 1990, pp. 106-109). The known method allows you to simultaneously process bordering on perforation channels, opening cracks in the borehole zone and select oil from the well. However, the effectiveness of the impact on the bottomhole formation zone and formation by disturbances of mechanical stresses during the implementation of the method is small, since the energy of the effect is mainly spent on the formation of tube waves through the well fluid and only a small part of it is transferred to the bottomhole zone and formation. In this regard, there are no conditions for initiating micro- and macro-restructuring of the matrix of the geological environment and conditions for favorable changes in its permeability, stress and saturation fields in the bottomhole formation zone and in the formation as a whole, which would lead to an increase in the inflow to the well, are not fulfilled. No less important is the fact that the implementation of the known method occurs with additional substantial loading of the drive elements of the design of the sucker rod pump and additional energy costs, which causes distortions in the optimal settings of the pump and reduces the overhaul period of its operation.
Известно устройство для создания многократной имплозии на забое скважины (Попов А.А. Имплозия в процессах нефтедобычи. - М.: Недра, 1996, с.113-115). Недостатками данного изобретения являются низкая эффективность импульсного воздействия на пласт, невозможность совмещения воздействия с процессом добычи нефти из скважины.A device is known for creating multiple implosions at the bottom of a well (Popov A.A. Implosion in oil production processes. - M .: Nedra, 1996, p.113-115). The disadvantages of this invention are the low efficiency of the pulsed impact on the reservoir, the inability to combine the impact with the process of oil production from the well.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для добычи нефти и обработки ПЗП, включающее установленный на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) корпус штангового насоса с клапаном и отверстиями в верхней части и установленный в корпусе на колонне насосных штанг с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном (Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М.: Недра, 1990. - с.108-109.).Известное устройство позволяет откачивать нефть из скважины и одновременно создавать в скважинной жидкости многократные имплозии и возмущения давления, однако при его работе не осуществляется заметного воздействия возмущениями механических напряжений на достаточно удаленные от перфорационных каналов прискважинные зоны и пласт, происходят дополнительные энергозатраты и вносятся отрицательные возмущения в работу штангового насоса.Closest to the proposed invention in technical essence is a device for oil production and processing of PPP, including a rod pump housing mounted on a string of tubing (tubing) with a valve and holes in the upper part and mounted in a housing on a string of pump rods with the possibility of return progressive movement of the plunger with a discharge valve (Popov AA Impact effects on the bottomhole zone of wells. M .: Nedra, 1990. - p.108-109.). The known device allows pumping oil from the well and at the same time create multiple implosions and pressure disturbances in the borehole fluid, however, during its operation, there is no noticeable impact of mechanical stresses on well zones and reservoirs sufficiently distant from the perforation channels, additional energy costs occur and negative perturbations are introduced into the operation of the sucker rod pump.
Задачей изобретения является повышение эффективности добычи нефти путем оптимизации физического воздействия, использования избыточных энергозатрат работы электродвигателей штангового насоса и создания наиболее благоприятных условий для передачи энергии возбуждаемых в скважине при работе штангового насоса возмущений давлений и напряжений в ПЗП и пласт, обеспечение максимальной глубины воздействия при снижении энергозатрат, расширение функциональных возможностей способа и устройства.The objective of the invention is to increase the efficiency of oil production by optimizing the physical impact, using excessive energy costs of the operation of the electric motors of the sucker rod pump and creating the most favorable conditions for the transmission of energy of pressure and stress disturbances excited in the well during the operation of the sucker rod pump in the bottomhole formation and formation, ensuring maximum exposure depth while reducing energy costs , expanding the functionality of the method and device.
Для решения поставленной задачи в известном способе добычи нефти, включающем отбор нефти штанговым насосом и создание в скважинной жидкости многократных возмущений давления в процессе работы штангового насоса, согласно изобретению возмущения давления в скважинной жидкости создают как при ходе насосных штанг вверх, так и вниз и одновременно создают локальные возмущения механических напряжений в окружающих скважину породах, при этом их расположение по глубине скважины выбирают непосредственно напротив продуктивного интервала пласта, а возмущения механических напряжений концентрируют непосредственно вблизи внутренней поверхности обсадной колонны или открытого ствола скважины по ограниченным участкам ее длины для передачи энергии импульсов сжатия окружающих пород в глубь пласта или дополнительно передают по насосно-компрессорным трубам на зумпф скважины и создают импульсные сжатия подстилающих продуктивный пласт пород для распространения по его границам также поверхностных волн.To solve the problem in the known method of oil production, including the selection of oil by a rod pump and the creation of multiple pressure disturbances in the well fluid during the operation of the sucker pump, according to the invention, pressure disturbances in the well fluid are generated both during the pump rods up and down and simultaneously create local disturbances of mechanical stresses in the rocks surrounding the well, while their location along the depth of the well is chosen directly opposite the productive interval of the formation, and disturbances of mechanical stresses are concentrated directly near the inner surface of the casing string or open wellbore along limited sections of its length to transfer the energy of compression pulses of the surrounding rocks into the formation or additionally transmitted through tubing to the sump of the well and create pulsed compression of the underlying formation propagation of surface waves along its boundaries.
С целью достижения максимальной глубины воздействия при дополнительной передаче возмущений механических напряжений по насосно-компрессорным трубам на зумпф скважины целесообразно его укреплять, например установкой цементного моста.In order to achieve maximum exposure depth with additional transmission of mechanical stress disturbances through tubing to the sump of the well, it is advisable to strengthen it, for example, by installing a cement bridge.
В определенных геолого-физических условиях для повышения эффективности воздействия с расширением спектра физических эффектов и повышением глубины воздействия на пласт целесообразно при ходе насосных штанг дополнительно создавать в окружающих скважину породах импульсные возмущения электромагнитных волн. При длительном постоянном поступлении электромагнитных импульсов в пласт, даже относительно слабых, в определенных условиях возможно проявление эффекта Тесла. Каждый последующий электромагнитный импульс проходит уже по частично ионизированной предыдущим импульсом флюидонасыщенной среде - и глубина проникновения энергии импульсов постоянно возрастает, а в целом при длительном воздействии данная глубина может достигать значимых для охвата пласта величин с возникновением благоприятных изменений полей напряжений и насыщенностей в его среде.In certain geological and physical conditions, in order to increase the efficiency of the impact with expanding the spectrum of physical effects and increasing the depth of the impact on the formation, it is advisable to additionally create pulse disturbances of electromagnetic waves in the rocks surrounding the well during pumping. With prolonged constant supply of electromagnetic pulses into the formation, even relatively weak, under certain conditions, the Tesla effect may manifest. Each subsequent electromagnetic pulse passes already through the fluid-saturated medium partially ionized by the previous pulse - and the penetration depth of the pulse energy is constantly increasing, and as a whole with prolonged exposure, this depth can reach values significant for the formation coverage with the occurrence of favorable changes in the stress and saturation fields in its medium.
Для создания наиболее благоприятных условий для притока дополнительной нефти к скважине целесообразно предварительно проводить обработку призабойной зоны пласта с использованием гидродинамических генераторов упругих колебаний и очистку коллектора пласта от кольматантов и продуктов окислительной полимеризации углеводородов.To create the most favorable conditions for additional oil flow to the well, it is advisable to pre-treat the bottom-hole zone of the formation using hydrodynamic generators of elastic vibrations and clean the reservoir collector of muds and products of oxidative polymerization of hydrocarbons.
Поставленная задача решается также тем, что известное устройство для добычи нефти, содержащее установленный на колонне насосно-компрессорных труб корпус насоса с всасывающим клапаном и установленный в корпусе на колонне насосных штанг с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном, согласно изобретению снабжено дополнительной колонной насосно-компрессорных труб, состоящей из двух трубных частей, соединенных телескопически с возможностью свободного возвратно-поступательного перемещения, при этом верхняя трубная часть сверху соединена с хвостовиком насоса, а нижняя трубная часть установлена с упором на забой скважины, на нижнем конце верхней трубной части размещен центрирующий конический поршень, а на верхнем конце нижней трубной части установлен цанговый отклонитель механических напряжений, кроме того выше центрирующего конического поршня в верхней трубной части размещен обратный клапан, а выше данного клапана, а также между центрирующим коническим поршнем и цанговым отклонителем в частях дополнительных насосно-компрессорных труб, выполнены дренажные отверстия.The problem is also solved by the fact that the known device for oil production, comprising a pump housing with a suction valve mounted on a tubing string and a plunger with a pressure valve mounted in a housing on a string of pump rods with the possibility of reciprocating motion, is equipped with an additional column according to the invention tubing, consisting of two pipe parts, connected telescopically with the possibility of free reciprocating movement, at The upper pipe part is connected from above to the pump shank, and the lower pipe part is mounted with emphasis on the bottom of the well, a centering conical piston is placed at the lower end of the upper pipe part, and a collet deflector of mechanical stresses is installed at the upper end of the lower pipe part, also above the centering conical a check valve is located in the upper tube part, and above this valve, as well as between the centering conical piston and the collet deflector in parts of the additional pump GOVERNMENTAL pipes are made drain holes.
Для увеличения амплитуд и остроты создаваемых импульсных возмущений давления и напряжения целесообразно колонну насосно-компрессорных труб выше корпуса насоса снабжать по крайней мере одной удлинительной муфтой с регулируемой упругостью, выполненной с возможностью добавочного удлинения под действием осевой нагрузки.To increase the amplitudes and acuity of the generated pressure and voltage perturbations, it is advisable to provide the tubing string above the pump casing with at least one extension sleeve with adjustable elasticity, made with the possibility of additional extension under the action of axial load.
С этой же целью также возможно телескопическое соединение трубных частей дополнительных насосно-компрессорных труб снабжать затворно-спусковым устройством.For the same purpose, it is also possible to provide telescopic connection of pipe parts of additional tubing to provide a shutter-release device.
Для расширения функциональных возможностей физического воздействия цанговый отклонитель механических напряжений возможно выполнять с возможностью преобразования импульсов механических напряжений в импульсы электромагнитного поля, например с использованием пъезо-электрического элемента.To expand the functionality of the physical impact, a collet deflector of mechanical stresses can be configured to convert pulses of mechanical stresses into pulses of an electromagnetic field, for example using a piezoelectric element.
Для повышения эффективности функционирования оборудования в условиях местных и протяженных отклонений геометрии проводки скважин от вертикали целесообразно трубные части основных и дополнительных насосно-компрессорных труб снабжать центраторами, размещенными на их внешней поверхности.To increase the efficiency of the equipment’s functioning in conditions of local and extended deviations of the geometry of the wells from the vertical, it is advisable to equip the tubular parts of the main and additional tubing with centralizers located on their outer surface.
С целью расширения функциональных возможностей оборудования при использовании штанговых насосов с большой подачей пластовой жидкости возможно нижнюю трубную часть дополнительных насосно-компрессорных труб снабжать вставным гидродинамическим генератором упругих колебаний, работающим на потоке откачиваемой пластовой жидкости и размещенным на уровне продуктивного пласта, выше дренажных отверстий в трубе.In order to expand the functionality of the equipment when using sucker rod pumps with a large supply of formation fluid, it is possible to provide the lower pipe part of the additional tubing with an inserted hydrodynamic generator of elastic vibrations operating on the flow of the pumped-out formation fluid and placed at the level of the reservoir, above the drainage holes in the pipe.
В определенных геолого-физических условиях залегания пласта для расширения диапазона воздействия на пласт по амплитудам и создаваемым в его геологической среде напряжениям оптимально нижнюю трубную часть дополнительных насосно-компрессорных труб устанавливать с упором на цементный мост.In certain geological and physical conditions of occurrence of the formation in order to expand the range of action on the formation in terms of amplitudes and the stresses created in its geological environment, it is optimal to install the lower pipe part of the additional tubing with an emphasis on the cement bridge.
В предложенном изобретении реализуется новый, более эффективный механизм физического вибросейсмического воздействия на ПЗП и пласт в процессах отбора нефти, связанный не только с повышением качества передачи энергии импульсов возмущений давлений и напряжений из скважины в окружающую геологическую среду, но и с тем, что новое качество инициирует высвобождение собственной энергии пласта, сопровождающееся трещинообразованием, перестройкой структурной матрицы пород под действием естественных горных напряжений, что в свою очередь обеспечивает подпитку энергией распространяющегося в среде импульса и значительную глубину воздействия, при этом оптимально используются конструктивные и энергетические ресурсы и возможности штанговых насосов. Энергия на создание возмущений давлений и напряжений при работе заявляемого оборудования поступает от двигателей штангового насоса, которая в обычных условиях работы (в том числе и в известном изобретении) расходуется бесполезно, так как электродвигатели совершают избыточную работу для поднятия всего столба жидкости (от клапана плунжера до устья скважины) плунжером в НКТ для откачки в течение одного хода лишь ее малой части. В заявляемом оборудовании данная избыточная работа преобразуется в энергию для физического воздействия на пласт.The proposed invention implements a new, more effective mechanism of physical vibroseismic effects on the bottomhole formation and formation in oil extraction processes, associated not only with improving the quality of energy transfer of impulses of pressure and stress disturbances from the well to the surrounding geological environment, but also with the fact that the new quality initiates the release of the formation's own energy, accompanied by cracking, restructuring of the structural matrix of rocks under the influence of natural mountain stresses, which in turn provides It enhances the energy supply of the impulse propagating in the medium and the considerable depth of the impact, while the structural and energy resources and the capabilities of sucker rod pumps are optimally used. The energy for creating pressure and voltage perturbations during the operation of the claimed equipment comes from the motors of the sucker rod pump, which under normal operating conditions (including the well-known invention) is wasted useless, since the electric motors perform excessive work to raise the entire liquid column (from the plunger valve to wellhead) with a plunger in the tubing for pumping out only a small part of it during one stroke. In the claimed equipment, this excess work is converted into energy for physical impact on the reservoir.
В известном изобретении (прототип) непосредственное использование возмущения давления в жидкости при имплозии для возбуждения сейсмических волн в окружающих скважину породах неэффективно, так как подобная излучающая система обладает свойствами сильного низкочастотного фильтра. При выходе импульса давления из излучающих окон (сечения втекания имплозионной полости) значительная часть энергии (низкочастотная часть спектра) преобразуется в энергию трубных волн, которые не излучают из скважины, при этом в окружающие скважину породы излучается лишь малая часть энергии волны, соответствующая части высокочастотного спектра (на частотах более десятков кГц), которая к тому же испытывает сильное поглощение уже вблизи скважины. Влияние данной волны заметно лишь в малых областях среды вблизи перфорационных каналов скважины, а частота ее излучения в пласт не совпадает с частотой, соответствующей временным процессам усталостного развития трещин и смачивания. Поэтому незначительное трещинообразование вблизи перфорационных каналов не сопровождается какими-либо заметными сдвижками или перестройкой пластовой среды. В результате не оказывается заметного положительного влияния ни на характеристики стоков-скважин, ни на фильтрационные поля пласта в целом.In the known invention (prototype), the direct use of a fluid pressure perturbation during implosion to excite seismic waves in the rocks surrounding a well is inefficient, since such a radiating system has the properties of a strong low-pass filter. When the pressure pulse exits the emitting windows (the leak-in section of the implosion cavity), a significant part of the energy (the low-frequency part of the spectrum) is converted into the energy of pipe waves that do not emit from the well, while only a small part of the wave energy corresponding to part of the high-frequency spectrum is radiated into the surrounding well bore (at frequencies of more than tens of kHz), which also experiences strong absorption already near the well. The influence of this wave is noticeable only in small areas of the medium near the perforation channels of the well, and the frequency of its radiation into the formation does not coincide with the frequency corresponding to the temporary processes of the fatigue development of cracks and wetting. Therefore, insignificant crack formation near perforation channels is not accompanied by any noticeable shifts or restructuring of the formation medium. As a result, there is no noticeable positive effect either on the characteristics of well stocks or on the filtration fields of the formation as a whole.
При реализации предложенного изобретения возмущения давлений и напряжений концентрируют непосредственно вблизи внутренней поверхности обсадной колонны или открытого ствола скважины по ограниченным участкам ее длины напротив продуктивного интервала для передачи энергии импульсов сжатия окружающих пород в глубь пласта. При дополнительной передаче импульсов давления от имплозии на зумпф скважины по границам пласта также создают импульсные пакеты поверхностных волн. При этом практически не образуется бесполезной трубной волны по скважинной жидкости и происходит эффективная передача энергии в пласт в виде импульсов сжатия колонны скважины и прилегающей к ней породы или дополнительно импульсов поверхностных волн. Данные импульсы распространяются в пласт с достаточно широким набором частотных гармоник, что вызывает качественно новые эффекты воздействия и определяет достижение новых положительных результатов. При данном воздействии существенно облегчаются и интенсифицируются процессы динамической перестройки матрицы геологической среды пласта, которые сопутствуют процессам трещинообразования и которые, собственно, являются необходимым условием изменения фильтрационных полей в пластах. Кроме того, благодаря воздействию упругими колебаниями на нефтегазонасыщенную среду пласта происходит разрушение вязких асфальто-смолистых, парафиновых и других загрязнений, интенсифицируются теплопередача, фазовые переходы и химические реакции. Происходит существенное снижение эффективной вязкости пластовых флюидов, уменьшается гистерезис смачивания, инициируются и интенсифицируются фильтрационные процессы в низкопроницаемых каналах и микротрещинах геологической среды пласта.When implementing the proposed invention, pressure and stress disturbances are concentrated directly near the inner surface of the casing or open hole in limited sections of its length opposite the productive interval for transferring the energy of compression pulses of the surrounding rocks into the formation. With the additional transmission of pressure pulses from implosion to the sump of the well along the boundaries of the formation, pulsed packets of surface waves are also created. In this case, a useless tube wave is practically not formed through the borehole fluid and there is an effective transfer of energy to the formation in the form of compression pulses of the well string and adjacent rocks or additional pulses of surface waves. These pulses propagate into the reservoir with a fairly wide range of frequency harmonics, which causes qualitatively new effects and determines the achievement of new positive results. With this effect, the processes of dynamic reconstruction of the matrix of the geological environment of the formation, which accompany the processes of crack formation and which, in fact, are a necessary condition for changing the filtration fields in the layers, are significantly facilitated and intensified. In addition, due to the action of elastic vibrations on the oil-gas-saturated environment of the formation, the destruction of viscous asphalt-resinous, paraffin and other contaminants is intensified, heat transfer, phase transitions and chemical reactions are intensified. A significant decrease in the effective viscosity of formation fluids occurs, wetting hysteresis decreases, and filtration processes in low-permeability channels and microcracks of the formation geological environment are initiated and intensified.
Таким образом, при сочетании признаков предлагаемого изобретения максимально полно реализуется процесс физического воздействия на пласты, что приводит к существенным долговременным улучшениям фильтрационных характеристик скважин, положительным изменениям полей напряжений и внутрипоровых давлений по пласту, вовлечению в фильтрационное течение флюидов из ранее застойных нефтенасыщенных размерных зон и локальных участков пласта, увеличению охвата пласта воздействием как по толщине, так и по глубине, повышению нефтеотдачи из залежи.Thus, when combining the features of the present invention, the process of physical impact on the formation is realized to the fullest extent, which leads to significant long-term improvements in the filtration characteristics of the wells, positive changes in the stress fields and pore pressures in the formation, the involvement of fluids from previously stagnant oil-saturated size zones and local areas of the reservoir, increasing the coverage of the reservoir by both thickness and depth, increasing oil recovery from the reservoir.
Поскольку заявленный способ реализуется при работе скважинного оборудования, то описание работы способа приведено при изложении раздела описания работы скважинного оборудования.Since the claimed method is implemented during the operation of downhole equipment, a description of the operation of the method is given when setting out a section describing the operation of downhole equipment.
Предложенное скважинное оборудование позволяет периодически создавать при работе штангового насоса непосредственно на интервале продуктивного пласта импульсы ударного сжатия колонны скважины и прилегающих пород, которые эффективно передаются в глубь пласта, а также импульсные возмущения давления на забое скважины, способствующие очистке ПЗП и улучшению притока в скважину. Дополнительно оборудование позволяет генерировать на границах пласта также импульсные пакеты поверхностных волн. Отбор пластовой жидкости при этом не прекращается и оптимальный режим работы штангового насоса не нарушается.The proposed downhole equipment allows you to periodically create during the operation of the sucker rod pump directly on the interval of the productive formation pulses of shock compression of the well string and adjacent rocks, which are effectively transmitted deep into the formation, as well as impulse pressure disturbances at the bottom of the well, which help to clean the bottomhole formation zone and improve the flow into the well. Additionally, the equipment allows generating pulsed packets of surface waves at the formation boundaries. In this case, the selection of formation fluid does not stop and the optimal operation mode of the sucker rod pump is not violated.
Преимущества, а также особенности предлагаемого изобретения, поясняются оптимальными вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором изображен продольный разрез заявляемого скважинного оборудования для добычи нефти с физическим воздействием на пласт, выполненного с упором на цементный мост зумпфа скважины и с элементами для увеличения амплитуд и остроты создаваемых импульсов возмущений давления и напряжения.The advantages, as well as the features of the present invention, are explained by the best options for its implementation with reference to the accompanying drawing, which shows a longitudinal section of the claimed downhole equipment for oil production with physical impact on the formation, made with emphasis on the cement bridge of the sump of the well and with elements for increasing amplitudes and the severity of the generated pulses of pressure and voltage disturbances.
Скважинное оборудование состоит из установленного на колонне НКТ 1 корпуса штангового насоса 2 с всасывающим клапаном 3, колонны насосных штанг 4, плунжера 5 с нагнетательным клапаном 6. Корпус насоса соединен с верхней трубной частью 7 дополнительной колонны НКТ, содержащей обратный клапан 8 и подвинчивающийся снизу центрирующий конический поршень 9. В верхнюю трубную часть телескопически вставлена нижняя трубная часть 10, которая установлена с упором 11 на забой скважины и содержит в верхней части цанговый отклонитель механических напряжений 12. Выше цангового отклонителя в нижней трубной части выполнены дренажные отверстия 13. В оптимальном варианте колонна НКТ выше корпуса насоса снабжена удлинительной муфтой с регулируемой упругостью 14 и в телескопическом соединении верхней и нижней трубных частей дополнительной колонны НКТ расположено затворно-спусковое устройство 15. На насосно-компрессорных трубах размещены центраторы 16.Downhole equipment consists of a rod pump housing 2 mounted on a tubing string 1 with a suction valve 3, sucker rod string 4, a plunger 5 with a pressure valve 6. The pump housing is connected to the upper pipe part 7 of an additional tubing string containing a check valve 8 and a centering screw that is screwed up from below conical piston 9. The lower pipe part 10 is telescopically inserted into the upper tube part, which is mounted with a stop 11 on the bottom of the well and contains a collet deflector in the upper part 12. The drainage holes 13 are made above the collet deflector in the lower pipe part. Optionally, the tubing string above the pump housing is equipped with an extension sleeve with adjustable elasticity 14 and a shutter-release device 15 is located in the telescopic connection of the upper and lower pipe parts of the additional tubing string. tubing placed centralizers 16.
Скважинное оборудование работает следующим образом.Downhole equipment operates as follows.
Для повышения эффективности излучения из скважины необходимо помимо трубных волн по скважинной жидкости создавать на внутренней поверхности колонны импульсы сил достаточно большой величины для достижения достаточных радиальных смещений в колонне и окружающих скважину породах.In order to increase the efficiency of radiation from the well, it is necessary, in addition to pipe waves through the well fluid, to create force pulses on the inner surface of the column that are large enough to achieve sufficient radial displacements in the column and the rocks surrounding the well.
После вызова подачи штанговым насосом скважинной жидкости при ходе плунжера 5 насоса вверх давление столба откачиваемой жидкости воспринимает колонна насосных штанг 4 с плунжером 5, при этом колонна НКТ, на которой подвешен насос, разгружается и, будучи до этого растянутой, сжимается, подтягивая верхнюю трубную часть 7 дополнительной колонны НКТ. Связанный с верхней трубной частью 7 центрирующий конический поршень 9 выходит из контакта с цанговым отклонителем 12 и поднимает столб скважинной жидкости в кольцевом зазоре между колонной скважины и НКТ, снимает нагрузку динамического уровня жидкости в скважине и одновременно, с закрытием обратного клапана 8, создает импульс депрессии в зоне перфорации пласта. Для осуществления гидродинамической связи с забоем при ходе центрирующего конического поршня 9 вверх предусмотрены дренажные отверстия 13. В следующей фазе работы оборудования при ходе плунжера 5 насоса вниз столб скважинной жидкости в НКТ скачкообразно передает нагрузку своего веса на колонну труб, растягивая ее вновь, и центрирующий конический поршень 9 совершает импульсное поступление вниз, создавая на продуктивном интервале забоя уже импульс повышения давления. При ходе центрирующего конического поршня 9 вниз он входит в цанговый отклонитель 12, при контакте с которым происходит концентрация напряжений в цанговом отклонителе 12, импульсное радиальное нагружение колонны скважины и эффективная передача возмущений механических напряжений в пласт. Кроме того, часть энергии удара по нижней трубной части 10 дополнительной колонны НКТ передается на цементированный зумпф 11 скважины и служит для создания импульсного цуга поверхностных волн на сейсмических частотах в пласте.After calling the supply of the well fluid by the pump rod during the pump plunger 5 upward, the column of pump rods 4 with the plunger 5 receives the pressure of the pumped liquid column, while the tubing string, on which the pump is suspended, is unloaded and, being stretched before, is compressed, pulling the upper pipe part 7 additional tubing string. The centering conical piston 9 connected to the upper tube part 7 comes out of contact with the collet deflector 12 and raises the borehole fluid column in the annular gap between the borehole string and tubing, relieves the dynamic fluid level load in the borehole and, simultaneously, closes the check valve 8, creates a depression impulse in the zone of perforation of the reservoir. To carry out hydrodynamic communication with the face during the course of the centering conical piston 9 upward, drainage holes 13 are provided. In the next phase of operation of the equipment during the plunger 5 of the pump down the column of well fluid in the tubing spontaneously transfers the load of its weight to the pipe string, stretching it again, and the centering conical the piston 9 makes a pulsed flow down, creating an impulse to increase pressure on the productive interval of the face. When the centering conical piston 9 moves down, it enters the collet deflector 12, upon contact with which the stress concentration in the collet deflector 12 occurs, the pulsed radial loading of the well string and the effective transmission of mechanical stress disturbances to the formation. In addition, part of the impact energy along the lower pipe part 10 of the additional tubing string is transmitted to the cemented sump 11 of the well and serves to create a pulsed train of surface waves at seismic frequencies in the formation.
Данные фазы работы оборудования периодически повторяются при работе штангового насоса. При этом плунжер насоса 5 и его клапаны 3 и 6 функционируют по своему назначению, и скважинная жидкость поступает в насосно-компрессорные трубы и извлекается на поверхность.These phases of operation of the equipment are periodically repeated during the operation of the sucker rod pump. In this case, the plunger of the pump 5 and its valves 3 and 6 function as intended, and the borehole fluid enters the tubing and is removed to the surface.
Амплитуда движения центрирующего конического поршня и энергия создаваемых возмущений механических напряжений зависят от глубины подвески насоса, от диаметра применяемых труб НКТ, а также от других факторов. В стандартных условиях ход центрирующего конического поршня может изменяться от 0,05 до 0, 25 метра. Для увеличения и регулирования амплитуды хода центрирующего конического поршня, а также для накопления энергии и обеспечения остроты создаваемых импульсов возмущений в оборудовании используются по крайней мере одна удлинительная муфта 14 и затворно-спусковое устройство 15. Упругость удлинительных муфт можно регулировать (увеличивать) и изменять (повышать) амплитуду растяжения труб. Затворно-спусковое устройство 15 предотвращает движение центрирующего конического поршня 9 до накопления определенной величины нагрузки на него, а затем скачком открывается, обеспечивая резкий удар по цанговому отклонителю 12.The amplitude of motion of the centering conical piston and the energy of the generated disturbances of mechanical stresses depend on the depth of the pump suspension, on the diameter of the tubing used, and also on other factors. Under standard conditions, the stroke of the centering conical piston can vary from 0.05 to 0.25 meters. To increase and control the stroke amplitude of the centering conical piston, as well as to store energy and ensure the sharpness of the generated disturbance pulses, the equipment uses at least one extension sleeve 14 and a shutter-release device 15. The elasticity of the extension couplings can be adjusted (increased) and changed (increased) ) the amplitude of the stretching of the pipes. The shutter-release device 15 prevents the movement of the centering conical piston 9 until a certain load on it is accumulated, and then it jumps open, providing a sharp blow to the collet deflector 12.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Для осуществления способа выбирается добывающая скважина глубиной 1467 м, обсаженная эксплуатационной колонной 146 мм до глубины 1462 м. Скважина вскрывает продуктивный пласт на интервалах 1390-1400 м и 1410-1412 м. Пластовое давление 13,5 МПа. Начальный дебит продукции 2,0 т/сут, безводный. Текущий дебит 0,7 т/сут при обводненности 10,7%. Динамический уровень 1003 м, статический уровень 962 м.To implement the method, a production well with a depth of 1467 m, cased by a production string of 146 mm to a depth of 1462 m, is selected. The well reveals a reservoir at intervals of 1390-1400 m and 1410-1412 m. The reservoir pressure is 13.5 MPa. The initial production rate of 2.0 tons / day, anhydrous. The current flow rate of 0.7 tons / day with a water cut of 10.7%. Dynamic level 1003 m, static level 962 m.
На скважине проводятся подготовительные работы, шаблонирование, гидродинамические исследования и т.д. Производится монтаж и спуск в скважину заявляемого скважинного оборудования с глубинным насосом НН-44. Центрирующий конический поршень и цанговый отклонитель оборудования устанавливаются на глубине 1400 м. При этом осуществляется удлинение насосно-компрессорных труб до забоя и оборудование монтируется с разгрузкой на искусственный зацементированный забой 1442 м.The well is undergoing preparatory work, patterning, hydrodynamic research, etc. Installation and descent into the well of the claimed downhole equipment with a deep pump NN-44 is carried out. The centering conical piston and the collet diverter of the equipment are installed at a depth of 1400 m. In this case, the tubing is extended to the bottom and the equipment is mounted with unloading on the artificial cemented bottom 1442 m.
Проводятся заключительные мероприятия, устанавливается устьевая арматура, устанавливается динамограф, производится пуск насоса с регулярными записями динамограмм до установившегося отбора жидкости. Скважина сдается в эксплуатацию.Final activities are carried out, wellhead fittings are installed, a dynamograph is installed, a pump is started up with regular records of dynamograms until steady-state fluid withdrawal. The well is being commissioned.
При осуществлении способа текущий дебит скважины увеличивается с 0,7 до 4,5 т/сут. Обводненность уменьшается с 10,7% до нуля.When implementing the method, the current flow rate of the well increases from 0.7 to 4.5 tons / day. Water cut is reduced from 10.7% to zero.
Использование изобретения позволяет оптимально использовать энергетические и конструктивные ресурсы штанговых насосов для интенсификации добычи нефти из скважин, позволяет осуществлять непрерывное, в течение длительного времени, физическое вибросейсмическое воздействие на пласт с реализацией нового качества воздействия, позволяющего повысить нефтеотдачу залежей нефти.The use of the invention makes it possible to optimally use the energy and structural resources of sucker rod pumps to intensify oil production from wells, allows continuous, for a long time, physical vibroseismic stimulation of the formation with the implementation of a new quality of impact, which allows to increase oil recovery of oil deposits.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004133020/03A RU2285788C2 (en) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | Oil production method with force application to reservoir and downhole equipment for above method realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004133020/03A RU2285788C2 (en) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | Oil production method with force application to reservoir and downhole equipment for above method realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004133020A RU2004133020A (en) | 2006-04-20 |
| RU2285788C2 true RU2285788C2 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=36607839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004133020/03A RU2285788C2 (en) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | Oil production method with force application to reservoir and downhole equipment for above method realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285788C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8898018B2 (en) | 2007-03-06 | 2014-11-25 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and systems for hydrocarbon production |
-
2004
- 2004-11-12 RU RU2004133020/03A patent/RU2285788C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОПОВ А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. - М.: Недра, 1990, с.108-109. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8898018B2 (en) | 2007-03-06 | 2014-11-25 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and systems for hydrocarbon production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004133020A (en) | 2006-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2579245C (en) | Method of intensification of natural gas production from coal beds | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| RU2328590C1 (en) | Separate maintenance process for injection or production well and implementation variants | |
| WO2011145979A1 (en) | Method for treating a productive formation and borehole equipment for the implementation of same | |
| CN105464638A (en) | Coal bed gas well pulse radial drilling and double-pulsating hydrofracturing method | |
| RU2007148901A (en) | CAVITY DRILLING SYSTEM | |
| RU2231631C1 (en) | Method of development of an oil pool | |
| WO2015112045A1 (en) | Method and apparatus for acting on oil-saturated formations and the bottom region of a horizontal well bore | |
| RU2285788C2 (en) | Oil production method with force application to reservoir and downhole equipment for above method realization | |
| CN103306624A (en) | Underground fluid resonant energy accumulation and vibration deblocking device and deblocking method thereof | |
| RU2626484C1 (en) | Operating method of high-viscosity oil recovery downhole | |
| RU2377398C1 (en) | Method of hydrocarbone field development | |
| RU2258803C1 (en) | Production bed treatment method | |
| RU2620099C1 (en) | Method of increasing productivity of development wells and injection capacity of injection wells | |
| RU73030U1 (en) | DEVICE FOR HYDRODYNAMIC IMPACT ON THE BOTTOM ZONE | |
| RU2085721C1 (en) | Method for treating down-hole zone of bed | |
| RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
| RU2296215C1 (en) | Method for well bottom zone treatment | |
| RU2337238C1 (en) | Device for wave action on productive stratum | |
| RU2566343C1 (en) | Method for pulse-wave treatment of productive formation, and device for its implementation | |
| RU2139405C1 (en) | Device for treating deposit by waves | |
| WO2013095195A1 (en) | Method for hydrodynamic stimulation of the bottom region of a seam | |
| RU2181830C1 (en) | Method of well swabbing | |
| RU2193649C2 (en) | Method of oil pool development | |
| RU150455U1 (en) | DEVICE FOR REDUCING WATER FLOW TO A WELL INSTALLED AS A WELL COMPLETION ELEMENT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20090204 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101113 |