RU2285793C2 - Well bottom zone treatment method, oil cracking method and device for above methods realization - Google Patents
Well bottom zone treatment method, oil cracking method and device for above methods realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285793C2 RU2285793C2 RU2003114031/03A RU2003114031A RU2285793C2 RU 2285793 C2 RU2285793 C2 RU 2285793C2 RU 2003114031/03 A RU2003114031/03 A RU 2003114031/03A RU 2003114031 A RU2003114031 A RU 2003114031A RU 2285793 C2 RU2285793 C2 RU 2285793C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- frequency
- well
- block
- oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области добычи, транспортировки и переработки нефти, увеличения нефтеотдачи месторождений и интенсификации нефтедобычи.The group of inventions relates to the field of oil production, transportation and refining, increasing oil recovery and intensification of oil production.
Группа изобретений может быть использована для обработки нефтяных эксплуатационных и нагнетательных скважин, скважин после капремонта, скважин, остановленных для освоения и контроля за их испытанием и пуском, на водозаборных скважинах, в технологии подземного выщелачивания и при трубопроводном транспорте вязких нефтепродуктов. Группа изобретений может быть использована также для повышения продуктивности скважины и пласта пород-коллекторов, стимулирования и увеличения производительности нефтяных скважин, для очистки продуктопроводов и резервуаров и удаления шлама из них и, кроме того, для повышения эффективности крекинг-процесса, особенно крекинга тяжелых и/или вязких нефтей.The group of inventions can be used for processing oil production and injection wells, wells after overhaul, wells stopped for development and control of their testing and start-up, in water wells, in the technology of underground leaching and in pipeline transport of viscous oil products. The group of inventions can also be used to increase the productivity of wells and reservoir rocks, stimulate and increase the productivity of oil wells, to clean product pipelines and tanks and remove sludge from them and, in addition, to increase the efficiency of the cracking process, especially cracking heavy and / or viscous oils.
АНАЛИЗ УРОВНЯ ТЕХНИКИTECHNICAL LEVEL ANALYSIS
Известен способ обработки призабойной зоны скважины путем акустического воздействия на нефтеносный пласт, заключающийся в том, что выделяют участки с пониженными фильтрационными свойствами, ведут обработку пласта поточечно с интенсивностью ультразвукового поля не менее 0,2 Вт/см2, и после каждого облучения корректируют сигнал до момента стабилизации фильтрационных свойств, а оценку фильтрационных свойств ведут косвенно по показаниям скважинного датчика давления, расходомера и т.п. параметрам - см., например. Способ акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов. - В патенте РФ №2026969, 20.01.95 [1].There is a method of processing the bottom-hole zone of the well by acoustic impact on the oil-bearing formation, which consists in the fact that areas with reduced filtration properties are distinguished, the formation is treated pointwise with an ultrasonic field intensity of at least 0.2 W / cm 2 , and after each irradiation, the signal is adjusted to the moment of stabilization of the filtration properties, and the assessment of the filtration properties is carried out indirectly by the readings of the downhole pressure sensor, flow meter, etc. parameters - see, for example. The method of acoustic impact on the bottom-hole zone of reservoirs. - In the patent of the Russian Federation No. 2026969, 01/20/95 [1].
Недостатком известного способа является его сравнительно низкая эффективность, которая проявляется в косвенной оценке состояния скважины и недостоверном отражении процессов, происходящих в результате акустического облучения, что ведет к повышению трудоемкости за счет определения динамики восстановления (скважины) путем ее периодического измерения в перерывах между циклами облучения с последующим сравнением с предыдущими результатами. Кроме того, способ позволяет воздействовать только на призабойную зону и не обеспечивает акустического воздействия на весь продуктивный газонефтеносный пласт.The disadvantage of this method is its relatively low efficiency, which is manifested in an indirect assessment of the condition of the well and an unreliable reflection of the processes occurring as a result of acoustic irradiation, which leads to an increase in the complexity by determining the dynamics of recovery (well) by periodically measuring it in breaks between irradiation cycles with subsequent comparison with previous results. In addition, the method allows you to act only on the bottom-hole zone and does not provide acoustic impact on the entire productive gas-oil formation.
Указанные недостатки частично устранены в известном способе акустического воздействия на нефтегазоносный пласт, который по своей технической сущности и достигаемому результату наиболее близок к заявленному и заключается в выполнении диагностики призабойной зоны, последующем облучении призабойной зоны акустическим полем с интенсивностью ультразвукового поля не менее 10 Вт/см2 и корректировке параметров режима облучения по результатам обратной связи - см., например, Подобед B.C. Способ акустического воздействия на нефтегазоносный пласт. - В патенте РФ №2140534, Е 21 В 43/25, 27.10.99 - ПРОТОТИП [2]. При этом согласно известному способу акустическое воздействие осуществляют поэтапно вертикально и горизонтально направленными акустическими полями одновременно, причем на первом этапе - с образованием стоячей волны на участках пространства, ограниченного скважинными трубами, и на втором этапе - с образованием бегущей волны в зоне перфорации с резонансной частотой структуры пласта с флюидами, а обратной связью является частотная зависимость амплитуды сигнала, полученного от рассеянного в обратном направлении акустического поля.These disadvantages are partially eliminated in the known method of acoustic impact on the oil and gas bearing formation, which in its technical essence and the achieved result is the closest to the declared one and consists in performing diagnostics of the bottom-hole zone, subsequent irradiation of the bottom-hole zone with an acoustic field with an ultrasonic field intensity of at least 10 W / cm 2 and adjusting the parameters of the irradiation mode according to the feedback results - see, for example, Podobed BC Method of acoustic impact on an oil and gas bearing formation. - In the patent of the Russian Federation No. 2140534, Е 21
Однако указанный выше недостаток - низкая эффективность известного способа - сохраняется. Он проявляется в том, что практически невозможно получить стоячую продольную волну в кольцевом пространстве между излучателем и стенками скважины за счет наложения прямой и отраженной от стенки скважины волн. Это связано с тем, что в известном способе излучатели в скважине размещают на тросе с наличием поперечного кольцевого зазора. Поэтому при работе излучателей вследствие того, что нарушается соосность снаряда и скважины, а также вследствие наличия отложений высоковязких углеводородов на стенках с неизбежностью изменяется величина кольцевого зазора. Как результат этого, не соблюдается условие образования стоячей волны в этом пространстве, поскольку непрерывно нарушается условие кратности величин зазора и четверти длины волны, т.е. λ/4.However, the above disadvantage - the low efficiency of the known method - is preserved. It manifests itself in the fact that it is practically impossible to obtain a standing longitudinal wave in the annular space between the emitter and the borehole walls due to the superposition of the waves that are direct and reflected from the borehole wall. This is due to the fact that in the known method, the emitters in the well are placed on a cable with a transverse annular gap. Therefore, during the operation of emitters, due to the fact that the alignment of the projectile and the well is violated, as well as due to the presence of deposits of highly viscous hydrocarbons on the walls, the size of the annular gap inevitably changes. As a result of this, the condition for the formation of a standing wave in this space is not satisfied, since the condition of the multiplicity of the gap and a quarter of the wavelength is continuously violated, i.e. λ / 4.
Согласно известному способу аналогичная ситуация возникает также и в зоне между скважинным прибором и дном (нижним основанием) скважины. Вертикальное акустическое поле со стоячей волной, порождаемое излучателями, технически сложно реализовать здесь из-за постоянного изменения как расстояния от источника до дна скважины, так и формы донной поверхности забоя скважины.According to the known method, a similar situation also occurs in the area between the downhole tool and the bottom (bottom base) of the well. The vertical acoustic field with a standing wave generated by the emitters is technically difficult to implement here because of the constant change in both the distance from the source to the bottom of the well and the shape of the bottom surface of the bottom of the well.
Кроме того, недостатком известного способа является то, что создание акустических полей с резонансной частотой взаимодействия механической системы "источник - флюидонасыщенный пласт" практически невозможно вследствие таких причин, как:In addition, the disadvantage of this method is that the creation of acoustic fields with a resonant frequency of interaction of the mechanical system "source - fluid reservoir" is practically impossible due to such reasons as:
- непрерывное изменение параметров пород - коллекторов во время обработки призабойной зоны скважины, прежде всего непрерывное изменение их флюидонасыщенности и, как следствие этого, непостоянство резонансной частоты упомянутой системы;- continuous change in the parameters of the rocks - reservoirs during processing of the bottomhole zone of the well, primarily a continuous change in their fluid saturation and, as a result, the inconstancy of the resonant frequency of the said system;
- необходимость постоянной подстройки резонансной частоты излучателей;- the need for constant adjustment of the resonant frequency of the emitters;
- непрерывное изменение частотных характеристик системы "генератор - излучатель";- continuous change in the frequency characteristics of the generator-emitter system;
- невозможность регулировки выходной акустической мощности излучателя, поскольку в известном способе эта величина постоянна и не зависит от времени.- the inability to adjust the output acoustic power of the emitter, because in the known method, this value is constant and does not depend on time.
Недостатком известного способа является и то, что обратная связь в нем является гипотетической, поскольку подразумевает наличие частотной зависимости амплитуды принятого сигнала, полученного от рассеянного в обратном направлении акустического поля. Однако при существующем уровне развития техники невозможна обработка этих сигналов в темпе процесса акустического воздействия на призабойную зону и пласт. Как следствие этого, затруднительно своевременно и правильно выделить полезный сигнал из сложного сигнала обратной связи, обработать и идентифицировать спектральные характеристики отраженного сигнала с параметрами управляющего воздействия, подаваемого на вход генератора и других устройств, управляющих частотой и амплитудой акустического поля.The disadvantage of this method is that the feedback in it is hypothetical, since it implies the presence of a frequency dependence of the amplitude of the received signal received from the backscattered acoustic field. However, at the current level of development of technology, it is impossible to process these signals at the pace of the process of acoustic impact on the bottomhole zone and formation. As a result of this, it is difficult to timely and correctly select the useful signal from the complex feedback signal, process and identify the spectral characteristics of the reflected signal with the parameters of the control action supplied to the input of the generator and other devices that control the frequency and amplitude of the acoustic field.
Реализацию известного способа осложняет также существование достаточно длинной линии (с распределенными параметрами) обратной связи и управления между датчиком обратной связи - забойного акустического приемника и управляющим устройством (компьютером), находящимся на земной поверхности. Здесь неизбежно возникают трудности в настройке волновых характеристик канала связи, а также в восстановлении искаженной информации в аналоговой форме при ее передаче на поверхность, в ее обработке в ЭВМ и своевременной выдаче управляющих воздействий от наземной ЭВМ к исполнительным элементам, находящимся в скважинном приборе. Такой канал управления имеет большое запаздывание в процессах передачи данных, их анализа, принятии решения об управляющем воздействии и его величине и длительности. Исходя из указанного выше, известный способ не обеспечивает оперативной обработки информации и не является быстродействующим. Как следствие, это отрицательно сказывается на быстродействии и качестве известного способа в целом.The implementation of the known method is also complicated by the existence of a rather long line (with distributed parameters) of feedback and control between the feedback sensor - a downhole acoustic receiver and a control device (computer) located on the earth's surface. Here, inevitably, difficulties arise in tuning the wave characteristics of the communication channel, as well as in restoring distorted information in analog form when it is transmitted to the surface, in its processing in a computer, and in the timely issuance of control actions from the ground computer to the actuating elements located in the downhole tool. Such a control channel is very late in the processes of data transmission, their analysis, decision making on the control action and its magnitude and duration. Based on the above, the known method does not provide operational processing of information and is not high-speed. As a result, this negatively affects the speed and quality of the known method as a whole.
В известном способе также не решены задачи очистки внутренней поверхности колонны обсадных труб от отложений, прежде всего от отложений высоковязких углеводородов, а также обеспечения транспортировки добываемых из пласта углеводородов от забоя к устью скважины. Это объясняется тем, что в известном способе игнорируется состояние межтрубного пространства, которое на практике может быть заполнено парафиновыми и другими отложениями, которые уменьшают проходное сечение, вследствие чего возрастают гидравлические потери на подъем нефти и уменьшается депрессия на пласт.The known method also does not solve the problem of cleaning the inner surface of the casing string from deposits, primarily from deposits of highly viscous hydrocarbons, as well as ensuring the transportation of hydrocarbons produced from the formation from the bottom to the wellhead. This is because the known method ignores the state of the annular space, which in practice can be filled with paraffin and other deposits, which reduce the flow area, resulting in increased hydraulic losses for oil rise and reduced depression on the reservoir.
Согласно известному способу скважинный прибор доставляют на забой внутри колонны насосно-компрессорных труб (далее по тексту - НКТ). Это свидетельствует о его малых габаритах, а следовательно, о сравнительно низкой (недостаточной) мощности генератора акустических полей, поскольку внутренний диаметр НКТ обычно не превышает 0,06 м.According to the known method, the downhole tool is delivered to the bottom inside the tubing string (hereinafter - tubing). This indicates its small size, and therefore, the relatively low (insufficient) power of the acoustic field generator, since the inner diameter of the tubing usually does not exceed 0.06 m.
К недостаткам известного способа относится также узкая направленность в его использовании - исключительно для обработки призабойной зоны. Что делает нецелесообразным широкое использование известного способа, поскольку в этом случае добываемую нефть сложно извлечь из скважины. Из этого следует, что известный способ можно использовать только эпизодически, именно для обработки призабойных зон скважин с маловязкой нефтью.The disadvantages of this method also include a narrow focus in its use - exclusively for processing the bottom-hole zone. Which makes it inappropriate to widely use the known method, since in this case the produced oil is difficult to extract from the well. From this it follows that the known method can only be used sporadically, namely for processing bottom-hole zones of wells with low-viscosity oil.
Наконец, недостатком известного способа является также то, что создание стабильного неуправляемого акустического поля на забое скважины с постоянно высокой интенсивностью (более 10 Вт/см2), как это имеет место в известном способе, неизменно будет способствовать условиям преобразования нефти в широкую фракцию легких углеводородов (в том числе газов), что отрицательно сказывается на производительности скважины и ее аварийной безопасности.Finally, a disadvantage of the known method is also that the creation of a stable uncontrolled acoustic field at the bottom of the well with constantly high intensity (more than 10 W / cm 2 ), as is the case in the known method, will invariably contribute to the conditions for converting oil into a wide fraction of light hydrocarbons (including gases), which negatively affects the productivity of the well and its emergency safety.
Общеизвестен способ термического крекинга нефтепродуктов, то есть способ термического разложения тяжелых фракций нефти в присутствии катализатора - см., например, М.Г.Рудин, А.Е.Драпкин. Краткий справочник нефтепереработчика. - Л.: Химия, 1980. - С. 65-67 [3].The well-known method of thermal cracking of petroleum products, that is, the method of thermal decomposition of heavy oil fractions in the presence of a catalyst, see, for example, M.G. Rudin, A.E. Drapkin. Oil refinery quick reference. - L .: Chemistry, 1980. - S. 65-67 [3].
Способ предназначен для термического производства светлых нефтепродуктов и состоит в проведении следующих основных операций: подогрев сырья до температуры 470÷545°С при давлении 2,2÷2,8 МПа; испарение сырья и последующее фракционное разложение пара нефтепродуктов при температуре 210÷500°C и давлении 0,8÷2,5 МПа.The method is intended for the thermal production of light petroleum products and consists of the following basic operations: heating the raw material to a temperature of 470 ÷ 545 ° C at a pressure of 2.2 ÷ 2.8 MPa; evaporation of raw materials and subsequent fractional decomposition of steam of petroleum products at a temperature of 210 ÷ 500 ° C and a pressure of 0.8 ÷ 2.5 MPa.
Известный способ недостаточно эффективен вследствие значительной продолжительности процесса, большой его энергоемкости и необходимости значительных фондозатрат.The known method is not effective enough due to the considerable duration of the process, its high energy intensity and the need for significant capital costs.
Общеизвестен способ каталитического крекинга нефтепродуктов, то есть способ термического разложения тяжелых фракций нефти в присутствии катализатора - см., например. М.Г.Рудин, А.Е.Драпкин. Краткий справочник нефтепереработчика. - Л.: Химия, 1980. - С.70-73 [4].The method of catalytic cracking of petroleum products is well known, that is, the method of thermal decomposition of heavy oil fractions in the presence of a catalyst - see, for example. M.G. Rudin, A.E. Drapkin. Oil refinery quick reference. - L .: Chemistry, 1980. - P.70-73 [4].
Способ состоит в проведении следующих операций: нагрев углеводородного сырья до температуры 470÷500°С при давлении 0,06÷0,24 МПа; смешивание сырья с водяным паром и катализатором; обработка полученной смеси в реакторе с каталитическим разложением сырья; последующее разделение на жидкую и парообразную фазы; отделение катализатора; фракционная разгонка смеси при температуре до 500°С и давлении 0,06÷0,24 МПа и регенерация катализатора при температуре 390÷670°С и давлении 0,2÷0,24 МПа.The method consists in carrying out the following operations: heating hydrocarbon raw materials to a temperature of 470 ÷ 500 ° C at a pressure of 0.06 ÷ 0.24 MPa; mixing raw materials with water vapor and a catalyst; processing the resulting mixture in a reactor with catalytic decomposition of raw materials; subsequent separation into liquid and vapor phases; catalyst separation; fractional distillation of the mixture at temperatures up to 500 ° C and a pressure of 0.06 ÷ 0.24 MPa and regeneration of the catalyst at a temperature of 390 ÷ 670 ° C and a pressure of 0.2 ÷ 0.24 MPa.
Известный способ частично устраняет упомянутые выше недостатки путем снижения энергозатрат за счет снижения диапазонов рабочих температур и давлений, однако его эффективность остается сравнительно низкой, поскольку продолжительность процесса, его энергоемкость и фондозатраты все же остаются достаточно высокими.The known method partially eliminates the above-mentioned disadvantages by reducing energy consumption by reducing the ranges of operating temperatures and pressures, however, its efficiency remains relatively low, since the duration of the process, its energy intensity and capital costs are still quite high.
Таким образом, общеизвестные способы термического и каталитического крекинга несовершенны и требуют больших фондозатрат и энергозатрат.Thus, well-known methods of thermal and catalytic cracking are imperfect and require large capital costs and energy costs.
Дальнейшее повышение эффективности процесса крекинга осуществлено в известном способе ультразвукового крекинга углеводородных соединений, представляющем собой разложение углеводородных соединений, которое проводят в ультразвуковом реакторе с использованием смеси этих соединений с водой - см., например, Родионов В.Е., Венгер Е.Ф. Способ ультразвукового крекинга углеводородных соединений. - В патенте Украины №37716, C 10 G 15/00, 15.05.2001 [5].A further increase in the efficiency of the cracking process was carried out in the known method of ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds, which is the decomposition of hydrocarbon compounds, which is carried out in an ultrasonic reactor using a mixture of these compounds with water - see, for example, Rodionov V.E., Wenger E.F. Method for ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds. - In the patent of Ukraine No. 37716, C 10
В известном способе воздействие на смесь выполняют послойно в поперечном сечении реактора с частотой ультразвуковых колебаний 20÷100 кГц и интенсивностью ультразвукового поля 4÷20 Вт/см2 в одном слое и частотой ультразвуковых колебаний 100÷2500 кГц и интенсивностью ультразвукового поля 4÷30 Вт/см2, при этом смесь в реактор подают охлажденной до температуры 10÷60°С, а полученную после разложения газобензиновую смесь охлаждают и сепарируют в отдельных камерах, остаток непереработанной смеси "вода - углеводородное соединение" по замкнутому циклу снова подают в зону ультразвукового реактора. При этом в процессе крекинга осуществляют дозированную подачу смеси углеводородов с водой, газовую фракцию, полученную в результате крекинга, с добавкой молекулярного водорода подают в зону разложения воды, перекись водорода, произведенного в смеси "вода - углеводородное соединение" извлекают в отдельную емкость путем отстоя, полученный в результате крекинга газовый конденсат транспортируют в отдельную емкость при температуре 20÷60°С.In the known method, the effect on the mixture is performed layer by layer in the cross section of the reactor with an ultrasonic vibration frequency of 20 ÷ 100 kHz and an ultrasonic field intensity of 4 ÷ 20 W / cm 2 in one layer and an ultrasonic vibration frequency of 100 ÷ 2500 kHz and an ultrasonic field intensity of 4 ÷ 30 W / cm 2 , while the mixture is fed into the reactor cooled to a temperature of 10 ÷ 60 ° C, and the gas-gas mixture obtained after decomposition is cooled and separated in separate chambers, the remainder of the untreated water-hydrocarbon compound mixture in a closed cycle with Nova is fed into the zone of the ultrasonic reactor. At the same time, in the cracking process, a mixture of hydrocarbons with water is metered, the gas fraction obtained as a result of cracking, with the addition of molecular hydrogen, is fed into the water decomposition zone, the hydrogen peroxide produced in the water-hydrocarbon compound mixture is removed to a separate tank by settling, the resulting gas condensate is transported into a separate container at a temperature of 20 ÷ 60 ° C.
Известный способ обеспечивает возможность крекинга углеводородных соединений с уменьшенными затратами энергии и фондов по сравнению с высокотемпературным каталитическим крекингом, т.е. его эффективность сравнительно более высока. Однако известный способ также обладает рядом недостатков, а именно:The known method provides the possibility of cracking hydrocarbon compounds with reduced energy and funds compared with high-temperature catalytic cracking, i.e. its effectiveness is relatively higher. However, the known method also has several disadvantages, namely:
- известный способ требует наличия реактора, в полости которого производят переработку смеси "вода - углеводородное соединение". Реактор должен иметь соответствующие габариты и прочностные характеристики;- the known method requires a reactor in the cavity of which the processing of the mixture "water - hydrocarbon compound" is carried out. The reactor must have the appropriate dimensions and strength characteristics;
- в известном способе необходимы расположение активных акустических элементов за пределами реакторной зоны, попарная и совокупная регулировка точного расстояния между ними для обеспечения условия когерентности и создания стоячей волны в диапазоне 10-6÷10-10 м;- in the known method requires the location of the active acoustic elements outside the reactor zone, pairwise and cumulative adjustment of the exact distance between them to ensure coherence and the creation of a standing wave in the range of 10 -6 ÷ 10 -10 m;
- в известном способе не указаны условия возникновения зоны развитого кавитационного процесса, ее геометрические, временные, энергетические характеристики и термодинамические условия;- in the known method does not indicate the conditions for the occurrence of a zone of developed cavitation process, its geometric, temporal, energy characteristics and thermodynamic conditions;
- в известном способе используют часть объема реактора, которая состоит из двух рабочих слоев, в то время как остальной объем реактора пассивен по отношению к смеси, которая заполняет реактор, что также снижает эффективность известного способа;- in the known method use part of the reactor volume, which consists of two working layers, while the rest of the reactor volume is passive with respect to the mixture that fills the reactor, which also reduces the effectiveness of the known method;
- известный способ требует наличия установки для охлаждения газобензиновой смеси и ее сепарации, а также дополнительных камер-емкостей;- the known method requires an installation for cooling the gas-gas mixture and its separation, as well as additional chamber-containers;
- известный способ требует осуществления возвратного цикла, т.е. рабочую смесь необходимо прогонять через реактор многократно для обеспечения гомогенности конечного продукта;- the known method requires a return cycle, i.e. the working mixture must be run through the reactor many times to ensure the homogeneity of the final product;
- известный способ дает некондиционный продукт, содержащий газовый конденсат и другие нежелательные добавки;- the known method gives a substandard product containing gas condensate and other undesirable additives;
- в известном способе отсутствуют система автоматического управления режимами крекинга и система синхронного контроля качества продукта;- in the known method there is no system for automatic control of cracking modes and a system for synchronous quality control of the product;
- в известном способе не предусматривается возможность очистки внутренней поверхности реактора от отложений углеводородного сырья и продуктов его переработки;- in the known method does not provide for the possibility of cleaning the inner surface of the reactor from deposits of hydrocarbon materials and products of its processing;
- известный способ не обеспечивает защиты внутренней поверхности реактора от кавитации- the known method does not protect the inner surface of the reactor from cavitation
К недостаткам известного способа нужно отнести также его применимость только для нефти, предварительно извлеченной из недр и доставленной к месту переработки, а также для подготовленных углеводородных соединений - его нельзя применить в условиях нефтяного промысла.The disadvantages of this method should also include its applicability only for oil previously extracted from the bowels and delivered to the place of processing, as well as for prepared hydrocarbon compounds - it cannot be applied in the conditions of the oil field.
Поэтому эффективность известного способа сравнительно низка.Therefore, the effectiveness of the known method is relatively low.
Указанные недостатки частично устранены в наиболее близком к заявленному по технической сущности и достигнутым результатам способу ультразвукового крекинга углеводородных соединений, который представляет собой разложение углеводородных соединений и который состоит в том, что разложение смеси "вода - углеводородное соединение" выполняют слоями параллельно поперечному сечению ультразвукового реактора с частотой ультразвуковых волн 20÷100 кГц и интенсивностью акустического поля 4÷20 Вт/см2 в одном слое и частотой ультразвуковых волн 100÷2500 кГц и интенсивностью акустического поля 4÷30 Вт/см2 - во втором слое - см., например, Родионов В.Е., Венгер Е.Ф. Способ ультразвукового крекинга углеводородных соединений. - В патенте Украины №41575, C 10 G 15/00, 17.09.2001 - ПРОТОТИП [6].These drawbacks were partially eliminated in the method of ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds, which is the decomposition of hydrocarbon compounds and which consists in the fact that the decomposition of a water-hydrocarbon compound mixture is performed in layers parallel to the cross section of an ultrasonic reactor with the frequency of
В известном способе в середине области преобразования смеси осуществляют режим стоячих волн, при этом в слое разложения воды на ионы Н+ и ОН+ воздействие ультразвуковых волн осуществляют по всей площади поперечного сечения смеси "вода - углеводородное соединение" без создания режима стоячей волны. Такое осуществление известного способа частично устраняет упомянутые недостатки и несколько повышает его эффективность. Однако эффективность известного способа остается сравнительно недостаточной. Кроме того, известный способ не обеспечивает возможности осуществлять крекинг-процесс нефти во внутрискважинном пространстве. Процесс в известном способе идет неуправляемый.In the known method, the standing wave mode is carried out in the middle of the mixture conversion region, while in the layer of water decomposition into H + and OH + ions, the action of ultrasonic waves is carried out over the entire cross-sectional area of the water-hydrocarbon compound mixture without creating a standing wave mode. This implementation of the known method partially eliminates the aforementioned disadvantages and somewhat increases its effectiveness. However, the effectiveness of the known method remains relatively insufficient. In addition, the known method does not provide the ability to carry out the cracking process of oil in the downhole space. The process in the known method is uncontrollable.
Известно устройство для виброакустического воздействия на нефтяной пласт, которое содержит наземный пульт питания и контроля с силовым выпрямителем, модуль генератора высокой частоты, содержащий блок задающего каскада частоты, блок усилителя мощности, блок согласования с нагрузкой и блок модуляции сигнала, наземный электроразъем, сообщенный через питающий кабель с электроразъемом скважинного виброакустического прибора, в корпусе которого расположен модуль виброакустического излучателя, и, кроме того, содержит предохранительный блок, блок управляющего выпрямителя, блок управления модуляцией сигнала, блок индикации модуляции сигнала, модуль резонансной камеры, образованной двумя перекрывающими полость скважинного виброакустического прибора торцами и его корпусом, выполненным по высоте резонансной камеры с прорезями, причем высота резонансной камеры кратна четверти длины упругой волны в скважинной жидкости - см., например, Ефимова С.А. Устройство для виброакустического воздействия на нефтяной пласт. - В патенте №RU 2129659, 22.07.98, Е 21 В 43/25, 28/00 [7].A device for vibro-acoustic impact on an oil reservoir, which contains a ground-based power supply and control panel with a power rectifier, a high-frequency generator module, comprising a frequency driver stage unit, a power amplifier unit, a load matching unit and a signal modulation unit, a ground electrical connector communicated through the power supply a cable with an electrical connector for a downhole vibro-acoustic device, in the housing of which there is a vibro-acoustic emitter module, and, in addition, contains a safety block k, a rectifier control unit, a signal modulation control unit, a signal modulation indication unit, a resonance chamber module, formed by two ends that overlap the cavity of the downhole vibroacoustic device and its body, made along the height of the resonance chamber with slots, and the height of the resonance chamber is a multiple of a quarter of the elastic wavelength well fluid - see, for example, Efimova S.A. Device for vibroacoustic impact on an oil reservoir. - In the patent No. RU 2129659, 07/22/98, E 21
Недостатками этого устройства являются его неавтономность, изоляция излучателя от пространства, содержащего флюиды, наличие резонансной камеры как дополнительного передаточного звена, в которой происходит дополнительное поглощение акустической энергии, большая инерционность прибора за счет удаленности скважинного прибора от наземной аппаратуры управления, отсутствие обратной связи между характеристиками скважинных флюидов и режимами работы скважинного прибора и пр.The disadvantages of this device are its non-autonomy, isolation of the emitter from the space containing fluids, the presence of a resonant chamber as an additional transfer link, in which additional absorption of acoustic energy occurs, a large inertia of the device due to the remoteness of the downhole tool from the ground control equipment, and the lack of feedback between downhole characteristics fluids and downhole tool operating modes, etc.
Наиболее близким к заявленному по своей технической сущности и достигаемомому результату является устройство для акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов, принятое в качестве прототипа - см. Печков А.А., Кузнецов О.Л., Дрягин В.В. Устройство для акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов. - В патенте №RU 2026970, 20.01.95, Е 21 В 43/25 - ПРОТОТИП [8], а также Pechkov A.A., Kouznetsov O.L., Drjaguin V.V. Acoustic flow stimulation method and apparatus. - В патенте № US 5184678, 09.02.93, Е 21 В 43/24, 43/25 [9].The closest to the claimed in its technical essence and the achieved result is a device for acoustic impact on the bottom-hole zone of productive formations, adopted as a prototype - see Pechkov A.A., Kuznetsov O.L., Dryagin V.V. A device for acoustic impact on the bottom-hole zone of reservoirs. - In patent No.RU 2026970, 01.20.95, E 21
Устройство содержит наземный блок, соединенный посредством кабеля со скважинным прибором, состоящим из генератора, акустического излучателя и датчика. Скважинный прибор выполнен трехсекционным с локатором муфт и преобразователем. В нижней секции размещен акустический излучатель, в средней секции - генератор, в верхней - локатор муфт и датчик.The device comprises a ground unit connected via cable to a downhole tool consisting of a generator, an acoustic emitter and a sensor. The downhole tool is made three-section with a locator of couplings and a converter. An acoustic emitter is located in the lower section, a generator in the middle section, and a coupling locator and sensor in the upper section.
Этому устройству присущи те же недостатки, что и указанные выше.This device has the same disadvantages as mentioned above.
Кроме того, поскольку для спуска данного прибора на забой предусмотрен геофизический трос-кабель, известное устройство невозможно опустить на НКТ, что отрицательно сказывается на устойчивости работы прибора в призабойной зоне скважины.In addition, since a geophysical cable is provided for lowering this device to the bottom, the known device cannot be lowered onto the tubing, which negatively affects the stability of the device in the bottomhole zone of the well.
Данное устройство не позволяет эффективно воздействовать на флюиды, находящиеся в кольцевом пространстве, ограниченном обсадной трубой, так как виброгенерирующие элементы находятся в закрытом маслозаполненном кожухе. Поэтому этот кожух поглощает большую часть акустической энергии излучателей. Кроме того, процесс кавитации протекает в закрытом кожухе, что также отрицательно сказывается на процессе передачи энергии за пределы скважинного прибора. При этом в нем могут возникнуть эффекты коалесценции (образование в кожухе больших газовых пузырей с аномальными газовым давлением), что может привести к деформации кожуха и его разрушению. Использование сильфона в данном устройстве в качестве компенсатора давления не в состоянии устранить высокое избыточное давление, возникающее в газовых пузырях.This device does not allow you to effectively act on fluids located in the annular space bounded by the casing, since the vibrating elements are in a closed oil-filled casing. Therefore, this casing absorbs most of the acoustic energy of the emitters. In addition, the cavitation process takes place in a closed casing, which also negatively affects the process of energy transfer outside the downhole tool. Moreover, coalescence effects may occur in it (the formation of large gas bubbles in the casing with abnormal gas pressure), which can lead to deformation of the casing and its destruction. The use of a bellows in this device as a pressure compensator is not able to eliminate the high excess pressure that occurs in gas bubbles.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМTECHNICAL PROBLEM SOLVED BY THE INVENTION
Технической задачей, поставленной в заявленном изобретении, является повышение эффективности за счет снижения продолжительности и энергоемкости технологического процесса, а также снижение фондозатрат.The technical problem posed in the claimed invention is to increase efficiency by reducing the duration and energy intensity of the process, as well as reducing capital costs.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Поставленную задачу решают тем, что в известном способе обработки призабойной зоны скважины посредством акустического воздействия на нефтеносный пласт, при котором осуществляют диагностику призабойной зоны, облучение призабойной зоны системой виброгенерирующих элементов (ультразвуковых излучателей) с корректировкой параметров режима облучения по результатам обратной связи, при этом - акустическое воздействие (облучение) осуществляют посредством одновременно действующих вертикально и горизонтально направленных акустических полей, согласно изобретению на призабойную зону дополнительно воздействуют дискретным в пространстве аксиально-винтовым акустическим полем, причем это воздействие осуществляют одновременно с воздействием посредством вертикально и горизонтально направленных акустических полей, при этом аксиально-винтовое акустическое поле создают посредством переключения виброгенерирующих элементов (излучателя) с возможностью создания (n - мерной) полевой сотовой структуры.The problem is solved by the fact that in the known method of processing the bottom-hole zone of the well by acoustic impact on the oil-bearing formation, in which the bottom-hole zone is diagnosed, the bottom-hole zone is irradiated with a system of vibrating elements (ultrasonic emitters) with the parameters of the irradiation mode adjusted by feedback results, while acoustic exposure (irradiation) is carried out by means of simultaneously acting vertically and horizontally directed acoustic fields , according to the invention, the bottom-hole zone is additionally exposed to a spatially discrete axial-screw acoustic field, moreover, this effect is carried out simultaneously with the action by means of vertically and horizontally directed acoustic fields, while the axial-screw acoustic field is created by switching vibration-generating elements (emitter) with the possibility of creating (n - dimensional) field honeycomb structure.
Горизонтально направленное акустическое поле бегущей волны создают в виде вращающегося горизонтально направленного акустического поля с частотой вращения ω.A horizontally directed acoustic field of a traveling wave is created in the form of a rotating horizontally directed acoustic field with a rotation frequency ω.
Частота вращения горизонтально направленного акустического поля регулируема и составляет ω=0,001÷10 МГц.The rotation frequency of a horizontally directed acoustic field is adjustable and is ω = 0.001 ÷ 10 MHz.
Вращение акустического поля осуществляют с возможностью безинерционного изменения направления вращения.The rotation of the acoustic field is carried out with the possibility of inertia-free change of direction of rotation.
Горизонтально направленное акустическое поле бегущей волны создают регулируемой частоты для обеспечения многорезонансного режима взаимодействия породы пласта с флюидом.The horizontally directed acoustic field of the traveling wave creates an adjustable frequency to provide a multi-resonance mode of interaction between the formation rock and the fluid.
В качестве обратной связи дополнительно используют амплитудно-фазочастотные характеристики отраженной волны, а также количественные и качественные параметры флюида.As feedback, additionally use the amplitude-phase-frequency characteristics of the reflected wave, as well as quantitative and qualitative parameters of the fluid.
Параметры флюида, используемые для обратной связи, выбирают из ряда, состоящего из плотности флюида, его вязкости, скорости вертикального движения, температуры, давления, газоводосодержания, фракционного состава, их комбинации.The fluid parameters used for feedback are selected from a series consisting of fluid density, viscosity, vertical speed, temperature, pressure, gas content, fractional composition, and combinations thereof.
Кроме того, задачу решают тем, что в известном способе ультразвукового крекинга углеводородных соединений, преимущественно сырой нефти, представляющем собой преобразование этих соединений, в том числе их разложение, который проводят в ультразвуковом реакторе с использованием смеси этих соединений с водою и растворенным в нефти газом, при котором акустическое (ультразвуковое) воздействие на смесь выполняют слоями параллельно поперечному сечению ультразвукового реактора, при этом в области разложения воды на ионы Н+ и ОН+ и преобразования смеси "вода- углеводородное соединение с растворенным в нем газом" осуществляют режим стоячих волн, а воздействие ультразвуковых волн на обрабатываемую смесь осуществляют по всей площади поперечного сечения смеси с учетом результатов мониторинга результатов крекинга, согласно изобретению в качестве ультразвукового реактора используют межтрубное пространство нефтегазовой скважины между активной поверхностью излучателя и внутренней поверхностью стенок скважины и/или пласта, а воздействие ультразвуковых волн осуществляют по всему объему активной зоны реактора, занимаемой смесью "вода - углеводородное соединение с растворенным газом", при этом процесс (крекинг-процесс) ведут в режиме развитой кавитации в обрабатываемой смеси с переходом жидких углеводородов и воды в парогазовую фазу, разрывом молекул воды и (длинных) углеводородных молекул, составляющих нефть, на составные части (радикалы) и гидрогенизацией и/или алкилированием последних с образованием легких углеводородов, а для создания акустического поля используют устройство (кавитатор), которое размещают в зоне (крекинг-процесса) и с помощью которого формируют акустическое поле заданной направленности (геометрической формы), периодичности (частоты), интенсивности (мощности) и квантованности (дозированности), необходимых (и достаточных) для создания стабильного ориентированного кавитационного потока, в котором осуществляют крекинг нефти и ее (внутрискважинную) транспортировку к устью (скважины).In addition, the problem is solved by the fact that in the known method of ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds, mainly crude oil, which is the conversion of these compounds, including their decomposition, which is carried out in an ultrasonic reactor using a mixture of these compounds with water and gas dissolved in oil, wherein the acoustic (ultrasonic) subjecting the mixture to operate layers parallel to the cross-section of the ultrasonic reactor, wherein in the decomposition of water into H + ions and OH + and transformation The mixture “water-hydrocarbon compound with gas dissolved in it” carries out a standing wave mode, and the effect of ultrasonic waves on the mixture being processed is carried out over the entire cross-sectional area of the mixture taking into account the results of monitoring the cracking results. According to the invention, the annulus of the oil and gas well is used as an ultrasonic reactor between the active surface of the emitter and the inner surface of the walls of the well and / or reservoir, and the action of ultrasonic waves is carried out on all the volume of the reactor core occupied by the “water – hydrocarbon compound with dissolved gas” mixture, while the process (cracking process) is conducted in the developed cavitation mode in the treated mixture with the transition of liquid hydrocarbons and water to the vapor – gas phase, rupture of water molecules and (long ) hydrocarbon molecules that make up the oil into its constituent parts (radicals) and hydrogenation and / or alkylation of the latter to form light hydrocarbons, and to create an acoustic field using a device (cavitator), which is placed in onet (cracking process) and with the help of which they form an acoustic field of a given direction (geometric shape), periodicity (frequency), intensity (power) and quantization (dosage) necessary (and sufficient) to create a stable oriented cavitation flow, in which cracking of oil and its (downhole) transportation to the wellhead (wells).
При этом используют дозированное, нестационарное, пространственно-распределенное, перемещаемое в вертикальном, горизонтальном и аксиально-винтовом направлениях акустическое поле в виде одновременно действующих вертикально и горизонтально направленных акустических полей, создающих суммарное поле за счет интерференции (во времени и пространстве) составляющих полей.In this case, a dosed, non-stationary, spatially distributed, moving in the vertical, horizontal and axial-screw directions acoustic field is used in the form of simultaneously acting vertically and horizontally directed acoustic fields, creating a total field due to the interference (in time and space) of the component fields.
В качестве вертикально направленного акустического поля используют поле стоячих ультразвуковых волн, образованных за счет интерференции когерентных (синфазных) излучений двух или более рядом размещенных виброгенерирующих элементов (источника поля), в качестве горизонтально направленного акустического поля используют поле, вращающееся в горизонтальной плоскости с угловой частотой вращения ω, а в качестве аксиально направленного акустического поля используют дискретное в пространстве и времени аксиально-винтовое акустическое поле, которое создают посредством переключения виброгенерирующих элементов (излучателя) с возможностью создания (р-мерной) полевой сотовой структуры.As a vertically directed acoustic field using a field of standing ultrasonic waves generated due to interference of coherent (in-phase) radiation of two or more adjacent vibrating elements (field source), as a horizontally directed acoustic field using a field rotating in a horizontal plane with an angular frequency of rotation ω, and as an axially directed acoustic field, an axial-helical acoustic field discrete in space and time is used, which is created by switching vibration-generating elements (emitter) with the possibility of creating a (p-dimensional) field honeycomb structure.
Скорость перемещения акустического поля в межтрубном пространстве скважины составляет величину, которая необходима и достаточна для создания легких углеводородов, их транспортировки и извлечения из скважины.The speed of movement of the acoustic field in the annulus of the well is the amount that is necessary and sufficient to create light hydrocarbons, their transportation and extraction from the well.
Частота акустического поля соответствует резонансному кавитационному состоянию (в) жидкости (жидкой смеси) с конкретными физико-химическими характеристиками добываемых флюидов и составляет f=20·103÷6·108 Гц.The frequency of the acoustic field corresponds to the resonant cavitation state (c) of the liquid (liquid mixture) with specific physicochemical characteristics of the produced fluids and is f = 20 · 10 3 ÷ 6 · 10 8 Hz.
Время существования развитого кавитационного состояния в локальной зоне межтрубного пространства скважины (где обеспечивают крекинг-процесс) выбирают в зависимости от физико-химических свойств добываемых углеводородов и в зависимости от времени, необходимого для их преобразования в изомеры заданного молекулярного и компонентного состава, которое составляет t=1,8·10-9÷50·10-6 с.The lifetime of the developed cavitation state in the local zone of the annular space of the well (where the cracking process is provided) is chosen depending on the physicochemical properties of the produced hydrocarbons and depending on the time required for their conversion into isomers of a given molecular and component composition, which is t = 1.8 · 10 -9 ÷ 50 · 10 -6 s.
Интервал величины квантов (доз) акустической энергии, в котором ведут крекинг в локальной точке зоны скважины, т.е. интервал, в котором обеспечивают крекинг-процесс, в зависимости от физико-химических свойств добываемых углеводородов и термодинамических условий составляет ΔЕ=0,18·10-12÷1·10-4 Дж.The range of quanta (doses) of acoustic energy in which cracking is carried out at a local point in the well zone, i.e. the interval in which the cracking process is provided, depending on the physicochemical properties of the produced hydrocarbons and thermodynamic conditions, is ΔЕ = 0.18 · 10 -12 ÷ 1 · 10 -4 J.
Интервал сдвига фаз между вертикально направленным, горизонтально направленным и аксиально-винтовым акустическими полями, в котором ведут крекинг в локальной точке зоны скважины, т.е. интервал, в котором обеспечивают крекинг-процесс, в зависимости от физико-химических свойств добываемых углеводородов и термодинамических условий составляетThe phase shift interval between vertically directed, horizontally directed and axial-helical acoustic fields, in which cracking is carried out at a local point in the well zone, i.e. the interval in which the cracking process is provided, depending on the physicochemical properties of the produced hydrocarbons and thermodynamic conditions
Δφ=-1/2π÷+1/2 π рад.Δφ = -1 / 2π ÷ + 1/2 π rad.
В качестве параметров смеси и нефтяного пласта, насыщенного флюидами, за которыми ведут мониторинг, используют параметры, выбираемые из ряда, состоящего из плотности флюида, его вязкости, скорости вертикального движения, температуры, давления, газо- и водосодержания, фракционного состава и их комбинации.As the parameters of the mixture and the oil reservoir saturated with the fluids being monitored, use parameters selected from the series consisting of the density of the fluid, its viscosity, vertical speed, temperature, pressure, gas and water content, fractional composition and their combination.
Обработку призабойной зоны скважины и межскважинного пространства осуществляют одновременно с внутрискважинным крекингом сырой нефти и откачкой полученных углеводородов.The treatment of the bottom-hole zone of the well and of the interwell space is carried out simultaneously with downhole cracking of crude oil and pumping of the obtained hydrocarbons.
Объем откачиваемых углеводородов равен объему сырой нефти, подвергнутой процессу крекинга.The volume of pumped hydrocarbons is equal to the volume of crude oil subjected to cracking.
Наконец, задачу, поставленную в изобретении, решают тем, что известное устройство для акустической обработки призабойной зоны скважины, содержащее корпус, блок управления, блок акустических излучателей, локатор муфт, датчики, токоввод и такелажное устройство, согласно изобретению выполнено в виде внутрискважинного прибора - кавитатора, с возможностью внутрискважинного крекинга углеводородов, размещенного в корпусе, который выполнен составным в виде соосно соединенных (друг с другом) переходниками (муфтами) трех герметичных разборных цилиндров, в одном из которых установлен блок управления, в другом - блок акустических излучателей, а в третьем - локатор муфт, при этом блок акустических излучателей выполнен в виде совокупности виброгенерирующих элементов, разнесенных в пространстве, размещенных на связанном с корпусом жестком цилиндрическом каркасе и выполненных с возможностью создания дискретных в пространстве и времени горизонтального, вертикального и аксиально-винтового акустического полей, а в качестве датчиков использованы датчики показателей состояния флюидов, датчики физико-механических параметров волновых процессов и амплитудно-частотных характеристик виброгенерирующих элементов, а также датчики, характеризующие количество и качество конечного продукта внутрискважинного крекинга нефти.Finally, the task set in the invention is solved by the fact that the known device for acoustic processing of the bottomhole zone of the well, comprising a housing, a control unit, a block of acoustic emitters, a locator of couplings, sensors, current lead and rigging device, according to the invention is made in the form of a downhole device - cavitator , with the possibility of downhole cracking of hydrocarbons placed in the housing, which is made integral in the form of coaxially connected (to each other) adapters (couplings) of three sealed collapsible c lindres, in one of which a control unit is installed, in the other - a block of acoustic emitters, and in the third - a locator of couplings, while the block of acoustic emitters is made in the form of a set of vibration-generating elements spaced in space, placed on a rigid cylindrical frame connected to the housing and made with the possibility of creating horizontal, vertical, and axial-helical acoustic fields that are discrete in space and time, and fluid state indicators are used as sensors , sensors of physicomechanical parameters of wave processes and amplitude-frequency characteristics of vibrating elements, as well as sensors characterizing the quantity and quality of the final product of downhole oil cracking.
Блок управления установлен в верхнем цилиндре корпуса, а блок акустических излучателей - в нижнем цилиндре корпуса, при этом устройство дополнительно снабжено насосом с (дистанционно) регулируемым расходом, обеспеченным пакером и установленным над верхним цилиндром.The control unit is installed in the upper cylinder of the housing, and the block of acoustic emitters in the lower cylinder of the housing, while the device is additionally equipped with a pump with a (remote) adjustable flow rate provided by the packer and mounted above the upper cylinder.
Блок 16 управления (БУ) содержит блок 33 питания (БП), управляющее устройство (УУ) 34, блок 35 генераторов (БГ), блок 38 усилителей мощности (БУМ), блок 41 коммутаторов (БК), а также блок 18 акустических излучателей (БИ), при этом блок 35 генераторов (БГ) выполнен по меньшей мере с одним генератором 36 низкой частоты (ГНЧ) и/или по меньшей мере с одним генератором 37 высокой частоты (ГВЧ), блок 38 усилителей мощности (БУМ) выполнен по меньшей мере с одним усилителем мощности 39 низкой частоты (УНЧ) и/или по меньшей мере с одним усилителем мощности 40 высокой частоты (УВЧ), блок 41 коммутаторов (БК) выполнен по меньшей мере с одним коммутатором 42 виброгенерирующих элементов низкой частоты (НК) и/или по меньшей мере с одним коммутатором 43 высокой частоты (ВК), а блок 18 акустических излучателей (БИ) выполнен в виде блока 23 низкочастотных излучателей (НЧИ), содержащего по меньшей мере один излучатель 47 низкой частоты (ИНЧ), и/или блока 22 высокочастотных излучателей (ВЧИ), содержащего по меньшей мере с одним излучатель 46 высокой частоты (ИВЧ), при этом блок питания своим входом через токоввод 21 с кабельным разъемом (КР) по трос-кабелю электрически связан с наземным источником 45 питания, а своими выходами - с управляющим устройством 34 (УУ) и остальными элементами блока 16 (БУ), выходы 1 и 2 управляющего устройства 34 (УУ) соединены соответственно со входами генератора низкой частоты (ГНЧ) и/или высокой частоты (ГВЧ), которые своими выходами соединены с первым входом усилителя мощности низкой частоты (УНЧ) и/или соответственно с первым входом усилителя мощности высокой частоты (УВЧ), выходы которых через коммутатор 42 низкой частоты (НК) и/или соответственно коммутатор 43 высокой частоты (ВК) подключены на входы соответствующих излучателей низкой частоты (ИНЧ) и/или соответственно излучателей высокой частоты (ИВЧ), электрические выходы которых связаны с соответствующими входами отрицательной обратной связи усилителей низкой частоты (УНЧ) и/или соответственно высокой частоты (УВЧ), при этом акустические выходы излучателей (ИНЧ) и/или (ИВЧ) одновременно также являются соответствующими акустическими выходами блока 18 акустических излучателей (БИ) и блока 16 управления (БУ).The control unit 16 (CU) contains a power unit 33 (PSU), a control unit (CU) 34, a block 35 of generators (BG), a block 38 of power amplifiers (BOOM), a block of 41 switches (BC), and a block of 18 acoustic emitters ( BI), while the block 35 generators (BG) is made with at least one generator 36 low frequency (LF) and / or at least one generator 37 high frequency (HHF), the block 38 of power amplifiers (BOOM) is made at least with at least one low frequency (VLF) power amplifier 39 and / or with at least one high frequency power amplifier 40 ( HF), the block 41 of the switches (BC) is made with at least one switch 42 of the vibrating elements of low frequency (NK) and / or at least one switch 43 of the high frequency (VK), and the block 18 of acoustic emitters (BI) is made in in the form of a block 23 of low-frequency emitters (LFR) containing at least one emitter 47 of low frequency (LFR), and / or a block 22 of high-frequency emitters (HFR), containing at least one emitter 46 of high-frequency (IVF), while the block supply its input through current lead 21 with a cable connector ( R) via a cable-cable is electrically connected to a ground power source 45, and its outputs - to the control device 34 (CU) and the remaining elements of the block 16 (CU), the outputs 1 and 2 of the control device 34 (CU) are connected respectively to the inputs of the low generator frequency (LFO) and / or high frequency (UHF), which are connected with their outputs to the first input of a low-frequency power amplifier (VLF) and / or, respectively, with the first input of a high-frequency power amplifier (UHF), the outputs of which are via a low-frequency switch 42 ( NK) and / or respectively comm the high-frequency (VC) generator 43 is connected to the inputs of the respective low-frequency emitters (LF) and / or high-frequency emitters (HF), respectively, whose electrical outputs are connected to the corresponding negative feedback inputs of low-frequency amplifiers (VLF) and / or, respectively, high-frequency (UHF), while the acoustic outputs of the emitters (LF) and / or (HF) at the same time are also the corresponding acoustic outputs of the block 18 of acoustic emitters (BI) and block 16 of the control (BU).
Управляющее устройство (УУ) 34 содержит микропроцессор (МП) 48, генератор 49 тактовой частоты (ГТЧ), блок 50 программно-математического обеспечения (ПМО) микропроцессора, блок 51 уставок (БУ), основанных на экспериментальной информации о параметрах процесса кавитации в конкретном углеводородном сырье из конкретного продуктивного пласта при конкретных термодинамических условиях, блок 52 расчета вектора управляющих воздействий (РВУВ), блок 17 локатора муфт, блок 53 оценки и сравнения параметров (ОСП) течения флюидов в зоне преобразования углеводородов и в призабойной зоне, блок 55 аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) первичной информации, а также блок 63 цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) управляющих воздействий, при этом первый вход микропроцессора (МП) электрически связан с выходом генератора тактовой частоты (ГТЧ), второй - с выходом блока программно-математического обеспечения (ПМО), третий - с выходом блока уставок (БУ), четвертый - с выходом блока расчета вектора управляющих воздействий (РВУ В), пятый - с выходом блока локатора 17 муфт, а шестой через шину 54 - с выходами аналого-цифровых преобразователей 56-61 (АЦП) блока 55 аналогово-цифровых преобразователей (АЦП), а выход микропроцессора МП электрически связан с шиной 62, выходы которой подключены ко входам блока 63 цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), выходы которых являются выходами блока 63 цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) и одновременно с этим - выходами 1-4 управляющего устройства 34 (УУ).The control device (CU) 34 contains a microprocessor (MP) 48, a clock generator 49 (clock), a microprocessor software unit 50, a block 51 of settings (CU) based on experimental information about the parameters of the cavitation process in a particular hydrocarbon raw materials from a specific reservoir under specific thermodynamic conditions, block 52 of the calculation of the vector of control actions (RVUV), block 17 locator couplings, block 53 assessment and comparison of parameters (OSP) flow of fluids in the zone of conversion of hydrocarbon in the bottomhole zone, block 55 of the analog-to-digital converters (ADCs) of primary information, as well as block 63 of digital-to-analog converters (DACs) for control actions, while the first input of the microprocessor (MP) is electrically connected to the output of the clock frequency generator (GTC), the second - with the output of the software and mathematical support unit (PMO), the third with the output of the settings block (BU), the fourth with the output of the vector control unit (RVU V), the fifth with the output of the locator block of 17 couplings, and the sixth via bus 54 - with analog outputs digital converters 56-61 (ADC) of block 55 of analog-to-digital converters (ADC), and the output of the microprocessor MP is electrically connected to bus 62, the outputs of which are connected to the inputs of block 63 of digital-to-analog converters (DAC), the outputs of which are outputs of block 63 of digital-to-analog converters (DAC) and simultaneously with this - outputs 1-4 of the control device 34 (UE).
Блок 18 акустических излучателей (БИ) выполнен в виде последовательного набора коаксиально установленных на жестком цилиндрическом каркасе акустических излучателей, выполненных в форме цилиндров с плоским основанием, электрически изолированных друг от друга по поверхности оснований, при этом электрически изолированные друг от друга виброгенерирующие элементы установлены в каждом акустическом излучателе так, что их излучающие поверхности совпадают с боковой цилиндрической поверхностью акустического излучателя и в центре виброгенерирующего элемента ортогональны радиусу цилиндрической поверхности.
Блок акустических излучателей (БИ) выполнен в виде набора низкочастотных акустических излучателей, который установлен в нижней части корпуса, и набора высокочастотных акустических излучателей, который установлен в верхней части корпуса.The block of acoustic emitters (BI) is made in the form of a set of low-frequency acoustic emitters, which is installed in the lower part of the housing, and a set of high-frequency acoustic emitters, which is installed in the upper part of the housing.
В качестве датчиков показателей состояния флюидов использованы датчики физико-механических величин, выбираемых из ряда, состоящего из плотности флюидов их вязкости, скорости вертикального движения потока жидкости, температуры и давления в верхней и нижней частях скважинного прибора - кавитатора, газосодержания и водосодержания, фракционно-компонентного состава, их комбинации.Sensors of physical and mechanical values are used as sensors of indicators of the state of fluids, selected from a series consisting of the density of fluids of their viscosity, the velocity of the vertical movement of the fluid flow, temperature and pressure in the upper and lower parts of the downhole tool - cavitator, gas and water content, fractional component composition, their combinations.
В качестве датчиков физико-механических параметров волновых процессов и амплитудно-частотных характеристик виброгенерирующих элементов использованы датчики величин, выбираемых из ряда, состоящего из напряжений, токов, частот, электрических мощностей, фаз напряжений и токов виброгенерирующих элементов, скоростей, амплитуд, фаз, коэффициентов поглощения прямой продольной, отраженной продольной, прямой поперечной и отраженной поперечной акустических волн, их комбинации.As sensors of the physicomechanical parameters of wave processes and amplitude-frequency characteristics of vibration generating elements, value sensors are used that are selected from the series consisting of voltages, currents, frequencies, electric powers, voltage phases and currents of vibration generating elements, velocities, amplitudes, phases, absorption coefficients direct longitudinal, reflected longitudinal, direct transverse and reflected transverse acoustic waves, their combinations.
В качестве датчиков величин, характеризующих количество и качество конечного продукта (внутрискважинного) крекинга нефти, использованы датчики величин, выбираемых из ряда. состоящего из мгновенного (текущего) расхода, плотности флюидов, их вязкости, скорости вертикального движения потока жидкости, газосодержания и водосодержания, фракционно-компонентного состава, их комбинации.As sensors of quantities characterizing the quantity and quality of the final product (downhole) of cracking oil, we used sensors of quantities selected from a number of. consisting of instantaneous (current) flow rate, fluid density, viscosity, vertical velocity of fluid flow, gas and water content, fractional component composition, their combination.
Такое решение поставленной в изобретении задачи обеспечивает существенное повышение эффективности процесса обработки призабойной зоны скважины и крекинга нефти при существенном снижении фондозатрат за счет сосредоточенности в одном приборе необходимого набора измерительных, преобразовательных, вычислительных и силовых технических средств. Преимуществом использования способа является резкое сокращение энерго- и фондозатрат на добычу высоковязких нефтей.Such a solution to the problem posed by the invention provides a significant increase in the efficiency of the process of processing the bottom-hole zone of the well and cracking oil with a significant reduction in capital expenditures due to the concentration in one device of the necessary set of measuring, converting, computing and power hardware. The advantage of using the method is a sharp reduction in energy and capital costs for the production of high-viscosity oils.
Управляемый внутрискважинный ультразвуковой дозированный крекинг сырой нефти для получения легких изомеров углеводородов позволяет значительно сократить расходы на дальнейшую подготовку, транспорт и переработку сырой нефти.Guided downhole ultrasonic metered cracking of crude oil to produce light hydrocarbon isomers allows significantly reduce the cost of further preparation, transportation and processing of crude oil.
Уменьшение вязкости углеводородов, полученных в забойных условиях, позволяет многократно увеличить дебиты эксплуатационных скважин за счет увеличения депрессии и сокращения гидравлических потерь вдоль колонны обсадных труб и снижения соответствующих энергозатрат, а именно:The decrease in the viscosity of hydrocarbons obtained in the bottomhole conditions allows to increase the production rates of production wells by increasing the depression and reducing hydraulic losses along the casing string and reducing the corresponding energy costs, namely:
- уменьшить вязкость добываемых углеводородов, непосредственно в забойных условиях на два порядка, т.е. в десятки и сотни раз;- reduce the viscosity of produced hydrocarbons directly in the bottomhole conditions by two orders of magnitude, i.e. tens and hundreds of times;
- увеличить депрессию на пласт за счет значительного падения давления в призабойной зоне скважины при стабильном пластовом давлении;- increase depression on the reservoir due to a significant pressure drop in the bottomhole zone of the well with a stable reservoir pressure;
- уменьшить гидравлические потери вдоль колонны обсадных труб за счет предварительной очистки внутренних стенок обсадной колонны от отложений высоковязких углеводородов и уменьшения коэффициента гидравлического сопротивления вдоль колонны путем уменьшения вязкости флюида, что способствует многократному увеличению дебита эксплуатационных скважин;- reduce hydraulic losses along the casing string due to preliminary cleaning of the inner walls of the casing from high-viscosity hydrocarbon deposits and reduce the coefficient of hydraulic resistance along the casing by reducing the viscosity of the fluid, which contributes to a multiple increase in the production rate of production wells;
- уменьшить гидравлические потери при перекачке легких нефтепродуктов вдоль линии трубопроводного транспорта, что способствует многократному уменьшению затрат электрической энергии и снижению при этом потерь давления внутри трубопроводов за счет предупреждения отложений высоковязких углеводородов на их внутренних стенках;- reduce hydraulic losses during the pumping of light petroleum products along the pipeline transport line, which contributes to a multiple reduction in the cost of electric energy and lower pressure losses inside the pipelines due to the prevention of deposits of highly viscous hydrocarbons on their inner walls;
- уменьшить энергозатраты на величину разницы между электрической энергией, используемой при эксплуатации традиционного оборудования (приводы насосов) при добыче высоковязкой нефти и энергией в случае его замены на менее мощные насосы в перерасчете на сроки разработки месторождения;- reduce energy costs by the difference between the electric energy used in the operation of traditional equipment (pump drives) in the production of highly viscous oil and energy if it is replaced with less powerful pumps in terms of the terms of field development;
- получить легкие углеводороды при управляемом внутрискважинном ультразвуковом крекинге сырой нефти непосредственно в забойных условиях, что позволяет повысить ценность добываемого конечного продукта более чем в 2 раза;- to obtain light hydrocarbons with controlled downhole ultrasonic cracking of crude oil directly in the bottomhole conditions, which allows to increase the value of the produced final product by more than 2 times;
- существенно повысить коэффициент извлечения нефти (коэффициент выхода годного) и, следовательно, вовлечение в разработку больших извлекаемых запасов нефти за счет увеличения депрессии на пласт. При этом используют одно и то же насосно-компрессорное оборудование. Это позволяет обеспечить дополнительную добычу нефти в течение одного и того же срока разработки залежи;- significantly increase the oil recovery ratio (yield) and, therefore, the involvement of large recoverable oil reserves in the development by increasing the depression on the reservoir. In this case, the same pumping equipment is used. This allows for additional oil production during the same term of development of the reservoir;
- сократить транспортные потери при высокой кондиции легких нефтепродуктов, получаемых с помощью ультразвукового крекинга. Затраты потребуются лишь на дополнительный реформинг этой продукции для увеличения октанового или цитанового числа, и дополнительная прибыль будет формироваться за счет снижения расходов на доставку и реализацию продукции вблизи от места ее извлечения;- reduce transport losses with high condition of light petroleum products obtained using ultrasonic cracking. Costs will be required only for additional reforming of these products to increase the octane or cyan number, and additional profits will be generated by reducing the cost of delivery and sale of products near the place of their extraction;
- сократить расходы на транспортировку нефти к устью скважины за счет газлифта. Полученные в процессе крекинга углеводородные газы могут быть использованы для организации газлифтной транспортировки нефти к устью скважины и тем самым для уменьшения энергозатрат и фондозатрат на дорогостоящее насосно-компрессорное оборудование.- reduce the cost of transporting oil to the wellhead due to gas lift. Hydrocarbon gases obtained during the cracking process can be used to organize gas lift oil transportation to the wellhead and thereby reduce energy and capital costs for expensive pumping equipment.
Указанные преимущества заявленного изобретения обеспечивают следующим образом.These advantages of the claimed invention are provided as follows.
То, что на призабойную зону дополнительно воздействуют дозированным, дискретным в пространстве аксиально-винтовым акустическим полем, причем это воздействие осуществляют одновременно с воздействием посредством вертикально и горизонтально направленными акустическими полями, при этом аксиально-винтовое акустическое поле создают посредством переключения виброгенерирующих элементов (излучателя) с возможностью создания (n-мерной) полевой сотовой структуры, обеспечивает максимизацию объема реакторной зоны и более полное и точное преобразование скважинных флюидов в углеводороды с заданными свойствами, например дизельное топливо, бензин, эфиры.The fact that the bottom-hole zone is additionally affected by a metered, spatially discrete axial-screw acoustic field, moreover, this effect is carried out simultaneously with the action by vertically and horizontally directed acoustic fields, while the axial-screw acoustic field is created by switching vibration generating elements (emitter) with the ability to create an (n-dimensional) field honeycomb structure that maximizes the volume of the reactor zone and a more complete and accurate conversion azovanie wellbore fluids to hydrocarbons with desired properties, such as diesel fuel, gasoline, ethers.
То, что горизонтально направленное акустическое поле бегущей волны создают в виде вращающегося горизонтально направленного акустического поля с частотой вращения ω, а частота вращения горизонтально направленного акустического поля регулируема и составляет ω=0,001÷10 МГц, обеспечивает обработку внутренней поверхности скважины (очистку), а также увеличение объема пород, подвергаемых акустическому воздействию с целью улучшения фильтрационных и емкостных свойств пород пласта, его гидрофобизации, деструкции отложений на открытой поверхности пласта в призабойной зоне, декольматации, взмучивания осадков в зумпфе скважины, для их последующего удаления.The fact that the horizontally directed acoustic field of the traveling wave is created in the form of a rotating horizontally directed acoustic field with a frequency of rotation ω, and the frequency of rotation of a horizontally directed acoustic field is adjustable and is ω = 0.001 ÷ 10 MHz, provides treatment of the inner surface of the well (cleaning), and the increase in the volume of rocks exposed to acoustic impact in order to improve the filtration and capacity properties of the formation rocks, its hydrophobization, and the destruction of deposits on an open surface the seam in the near-wellbore zone, decolmatization, agitation of sediments in the well sump, for their subsequent removal.
То, что вращение акустического поля осуществляют с возможностью безинерционного изменения направления вращения, обеспечивает меньшую вероятность образования и роста газовых пузырей (коалесценция) в кольцевом пространстве реакторной зоны, что отрицательно сказывается на гомогенизации и кондиционировании смеси углеводородов, получаемых в процессе внутрискважинного крекинга нефти.The fact that the rotation of the acoustic field is carried out with the possibility of an inertial-free change in the direction of rotation provides a lesser probability of the formation and growth of gas bubbles (coalescence) in the annular space of the reactor zone, which negatively affects the homogenization and conditioning of the hydrocarbon mixture obtained in the process of downhole oil cracking.
То, что горизонтально направленное акустическое поле бегущей волны создают регулируемой частоты для обеспечения многорезонансного режима взаимодействия породы пласта с флюидом, обеспечивает интенсификацию внутрипластовых процессов движения частиц жидкой нефти к забою скважины под влиянием разности забойного и пластового давлений (депрессии) и их сравнительно легкое отщепление от горных пород пласта коллектора за счет многорезонансного воздействия ультразвуковых волн на межфазное натяжение на границе раздела нефть - породы и, таким образом, акустическое воздействие на дополнительный объем пород для улучшения фильтрационных и емкостных свойств пород пласта, его гидрофобизации, деструкции отложений на открытой поверхности пласта в призабойной зоне, декольматации, взмучивания осадков в зумпфе скважины для их последующего удаления.The fact that a horizontally directed acoustic field of a traveling wave creates an adjustable frequency to ensure a multi-resonance mode of interaction between the formation rock and the fluid provides for the intensification of the in-situ processes of the movement of liquid oil particles to the bottom of the well under the influence of the difference between the bottomhole and reservoir pressure (depression) and their relatively easy separation from the mountain rocks of the reservoir layer due to the multi-resonant effect of ultrasonic waves on interfacial tension at the oil-rock interface and way acoustic influence on the additional volume of rock to improve filtration and capacitive properties of the reservoir rock, its water-repellency, degradation of deposits on the exposed surface of the formation near the wellbore, decolmatation, resuspension of precipitation in the borehole sump for subsequent removal.
То, что в качестве обратной связи дополнительно используют амплитудно-фазочастотные характеристики отраженной волны, а также количественные и качественные параметры флюида, обеспечивает точную автоподстройку частоты и амплитуды генерируемых акустических колебаний, их скважность и длительность путем использования для этого неактивных в данный момент виброгенерирующих элементов (пьезоэлементов).The fact that the amplitude-phase-frequency characteristics of the reflected wave, as well as the quantitative and qualitative parameters of the fluid are additionally used as feedback, provides accurate self-tuning of the frequency and amplitude of the generated acoustic vibrations, their duty cycle and duration by using currently inactive vibrating elements (piezoelectric elements )
То, что параметры флюида, используемые для обратной связи, выбирают из ряда, состоящего из плотности флюида, его вязкости, скорости вертикального движения, температуры, давления, газоводосодержания, фракционного состава, их комбинации, обеспечивает идентификацию параметров основных алгоритмов оптимального управления процессом обработки призабойной зоны и пласта и особенно внутрискважинного крекинга.The fact that the fluid parameters used for feedback is selected from the series consisting of the fluid density, its viscosity, vertical speed, temperature, pressure, gas content, fractional composition, their combination, provides the identification of the parameters of the basic algorithms for optimal control of the bottom hole treatment process and formation and especially downhole cracking.
То, что в известном способе ультразвукового крекинга углеводородных соединений, преимущественно сырой нефти, представляющем собой преобразование этих соединений, в том числе их разложение, в качестве ультразвукового реактора используют межтрубное пространство нефтегазовой скважины между активной поверхностью излучателя и внутренней поверхностью стенок скважины и/или пласта, а воздействие ультразвуковых волн осуществляют по всему объему активной зоны реактора, занимаемой смесью "вода - углеводородное соединение с растворенным газом", при этом процесс (крекинг-процесс) ведут в режиме развитой кавитации в обрабатываемой смеси с переходом жидких углеводородов и воды в парогазовую фазу, разрывом молекул воды и (длинных) углеводородных молекул, составляющих нефть, на составные части (радикалы) и гидрогенизацией и/или алкилированием последних с образованием легких углеводородов, а для создания акустического поля используют устройство (кавитатор), которое размещают в зоне (крекинг-процесса) и с помощью которого формируют акустическое поле заданной направленности (геометрической формы), периодичности (частоты), интенсивности (мощности) и квантованности (дозированности), необходимых (и достаточных) для создания стабильного, ориентированного кавитационного потока, в котором осуществляют крекинг нефти и ее (внутрискважинную) транспортировку к устью (скважины), обеспечивает эффективный внутрискважинный ультразвуковой крекинг нефти.The fact that in the known method for ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds, mainly crude oil, which is the conversion of these compounds, including their decomposition, the annular space of an oil and gas well between the active surface of the emitter and the inner surface of the walls of the well and / or reservoir is used as an ultrasonic reactor and the action of ultrasonic waves is carried out over the entire volume of the reactor core occupied by the mixture "water - hydrocarbon compound with dissolved gas ", while the process (cracking process) is conducted in the developed cavitation mode in the processed mixture with the transition of liquid hydrocarbons and water to the vapor-gas phase, the breaking of water molecules and (long) hydrocarbon molecules that make up the oil into its component parts (radicals) and hydrogenation and / or by alkylation of the latter with the formation of light hydrocarbons, and to create an acoustic field, a device (cavitator) is used, which is placed in the zone (cracking process) and with the help of which an acoustic field of a given direction is formed (geometer physical form), periodicity (frequency), intensity (power) and quantization (dosage) necessary (and sufficient) to create a stable, oriented cavitation flow in which the oil is cracked and transported (downhole) to the wellhead (well), provides effective downhole ultrasonic cracking of oil.
То, что используют дозированное, нестационарное, пространственно-распределенное, перемещаемое в вертикальном, горизонтальном и аксиально-винтовом направлениях акустическое поле в виде одновременно действующих вертикально и горизонтально направленных акустических полей, создающих суммарное поле за счет интерференции (во времени и пространстве) составляющих полей, обеспечивает условия процесса развитой кавитации, причем продолжительность кавитирования (пузырькообразования) в конкретной точке пространства реакторной зоны обеспечивают из расчета необходимой дозы акустической энергии, необходимой для крекинга нефти в заданный нефтепродукт (бензин, дизтопливо и т.п.)The fact that they use a dosed, non-stationary, spatially distributed, vertically, horizontally and axially-screwed moving acoustic field in the form of simultaneously acting vertically and horizontally directed acoustic fields, creating a total field due to the interference (in time and space) of the component fields, provides the conditions of the developed cavitation process, and the duration of cavitation (bubble formation) at a specific point in the space of the reactor zone providing based on the calculation of the required dose of acoustic energy necessary for cracking oil into a given oil product (gasoline, diesel fuel, etc.)
То, что в качестве вертикально направленного акустического поля используют поле стоячих ультразвуковых волн, образованных за счет интерференции когерентных (синфазных) излучений двух или более рядом размещенных виброгенерирующих элементов (источника поля), в качестве горизонтально направленного акустического поля используют поле, вращающееся в горизонтальной плоскости с угловой частотой вращения ω, а в качестве аксиально направленного акустического поля используют дискретное в пространстве и времени аксиально-винтовое акустическое поле, которое создают посредством переключения виброгенерирующих элементов (излучателя) с возможностью создания (n-мерной) полевой сотовой структуры, обеспечивает повышение эффективности крекинг-процесса за счет равномерного вовлечения углеводородов в процесс крекинга.The fact that the field of standing ultrasonic waves formed due to the interference of coherent (in-phase) radiations of two or more adjacent vibration-generating elements (field source) is used as a vertically directed acoustic field, a field rotating in a horizontal plane with angular frequency of rotation ω, and as an axially directed acoustic field, an axial-screw acoustic discrete in space and time is used e field, which is created by switching vibration-generating elements (emitter) with the possibility of creating an (n-dimensional) field honeycomb structure, provides an increase in the efficiency of the cracking process due to the uniform involvement of hydrocarbons in the cracking process.
То, что скорость перемещения акустического поля в межтрубном пространстве скважины составляет величину, которая необходима и достаточна для создания легких углеводородов, их транспортировки и извлечения из скважины, обеспечивает синхронность скоростей отбора и генерации продуктов крекинга.The fact that the speed of movement of the acoustic field in the annular space of the well is the amount that is necessary and sufficient to create light hydrocarbons, their transportation and extraction from the well, provides synchronization of the rates of selection and generation of cracking products.
То, что частота акустического поля соответствует резонансному кавитационному состоянию (в) жидкости (жидкой смеси) с конкретными физико-химическими характеристиками добываемых флюидов и составляет f=20·103÷6·108 Гц, обеспечивает возможность совпадения частот внешнего акустического поля с частотой схлопывания кавитационных пузырьков.The fact that the frequency of the acoustic field corresponds to the resonant cavitation state (c) of the liquid (liquid mixture) with specific physicochemical characteristics of the produced fluids and is f = 20 · 10 3 ÷ 6 · 10 8 Hz, makes it possible to match the frequencies of the external acoustic field with the frequency collapse of cavitation bubbles.
То, что время существования развитого кавитационного состояния в локальной зоне межтрубного пространства скважины, (где обеспечивают крекинг-процесс) выбирают в зависимости от физико-химических свойств добываемых углеводородов, термодинамических условий и в зависимости от времени, необходимого для их преобразования их в изомеры заданного молекулярного и компонентного состава, которое составляет t=1,8·10-9÷50·10-6 с, обеспечивает повышение эффективности образования изомеров заданного состава.The fact that the existence time of the developed cavitation state in the local zone of the annular space of the well (where the cracking process is provided) is chosen depending on the physicochemical properties of the produced hydrocarbons, thermodynamic conditions, and depending on the time required to convert them into isomers of a given molecular and component composition, which is t = 1.8 · 10 -9 ÷ 50 · 10 -6 s, provides an increase in the efficiency of formation of isomers of a given composition.
То, что интервал величины квантов (доз) акустической энергии, в котором ведут крекинг в локальной точке зоны скважины, т.е. интервал, в котором обеспечивают крекинг-процесс, в зависимости от физико-химических свойств добываемых углеводородов и термодинамических условий составляет ΔЕ=0,18·10-12÷1·10-4 Дж, обеспечивает:That the interval of magnitude of quanta (doses) of acoustic energy in which cracking is carried out at a local point in the well zone, i.e. the interval in which the cracking process is provided, depending on the physicochemical properties of the produced hydrocarbons and thermodynamic conditions, is ΔЕ = 0.18 · 10 -12 ÷ 1 · 10 -4 J, provides:
- подготовку растворенных в нефти газов и воды к гидратации, алкилированию изомеров углеводородов и предотвращает их рекомбинацию, а также- preparation of gases and water dissolved in oil for hydration, alkylation of hydrocarbon isomers and prevents their recombination, as well as
- ограничивает дозу энергии, необходимую и достаточную для преобразования нефти в заданные углеводороды.- limits the dose of energy necessary and sufficient for the conversion of oil into predetermined hydrocarbons.
То, что в качестве параметров смеси и нефтяного пласта, насыщенного флюидами, за которыми ведут мониторинг, используют параметры, выбираемые из ряда, состоящего из плотности флюида, его вязкости, скорости вертикального движения, температуры, давления, газо- и водосодержания, фракционного состава и их комбинации, обеспечивает эффективный мониторинг обработки призабойной зоны и крекинга.The fact that as the parameters of the mixture and the oil reservoir saturated with the fluids being monitored use parameters selected from the series consisting of the density of the fluid, its viscosity, vertical speed, temperature, pressure, gas and water content, fractional composition and their combination provides effective monitoring of bottom-hole treatment and cracking.
То, что обработку призабойной зоны скважины и межскважинного пространства осуществляют одновременно с внутрискважинным крекингом сырой нефти и откачкой полученных углеводородов, обеспечивает повышение эффективности за счет совмещения во времени и пространстве процессов извлечения, подготовки и переработки нефти в нефтепродукты.The fact that the treatment of the bottom-hole zone of the well and inter-well space is carried out simultaneously with downhole cracking of crude oil and pumping of the obtained hydrocarbons, provides an increase in efficiency by combining in time and space the processes of extraction, preparation and processing of oil into oil products.
То, что известное устройстве для акустической обработки призабойной зоны скважины выполнено в виде внутрискважинного прибора - кавитатора с возможностью внутрискважинного крекинга углеводородов, размещенного в корпусе, который выполнен составным в виде соосно соединенных (друг с другом) переходниками (муфтами) трех герметичных разборных цилиндров, в одном из которых установлен блок управления, в другом - блок акустических излучателей, а в третьем - локатор муфт, при этом блок акустических излучателей выполнен в виде совокупности виброгенерирующих элементов, разнесенных в пространстве, размещенных на связанном с корпусом жестком цилиндрическом каркасе и выполненных с возможностью создания дискретных в пространстве и времени горизонтального, вертикального и аксиально-винтового акустического полей, а в качестве датчиков использованы датчики показателей состояния флюидов, датчики физико-механических параметров волновых процессов и амплитудно-частотных характеристик виброгенерирующих элементов, а также датчики, характеризующие количество и качество конечного продукта (внутрискважинного) крекинга нефти, обеспечивает повышает эффективность управления процессами извлечения, подготовки и переработки нефти в нефтепродукты.The fact that the known device for acoustic treatment of the bottom-hole zone of the well is made in the form of an downhole device - a cavitator with the possibility of downhole cracking of hydrocarbons placed in a housing that is made integral in the form of coaxially connected (to each other) adapters (couplings) of three sealed collapsible cylinders, in one of which has a control unit, in the other - a block of acoustic emitters, and in the third - a locator of couplings, while the block of acoustic emitters is made in the form of a set of vibrog non-mating elements spaced in space, placed on a rigid cylindrical frame connected to the body and made with the possibility of creating horizontal, vertical and axial-screw acoustic fields that are discrete in space and time, and sensors of fluid state indicators, sensors of physicomechanical parameters are used as sensors wave processes and amplitude-frequency characteristics of vibrating elements, as well as sensors characterizing the quantity and quality of the final product CTA (downhole) oil cracking processes provides improves management efficiency of extraction, preparation and refining petroleum.
То, что блок управления установлен в верхнем цилиндре корпуса, а блок акустических излучателей - в нижнем цилиндре корпуса, при этом устройство дополнительно снабжено насосом с (дистанционно) регулируемым расходом, обеспеченным пакером и установленным над верхним цилиндром, обеспечивает дальнейшее повышение эффективности работы прибора, снижение энергозатрат и повышение ремонтопригодности.The fact that the control unit is installed in the upper cylinder of the housing, and the block of acoustic emitters in the lower cylinder of the housing, while the device is additionally equipped with a pump (remotely) controlled by the flow rate provided by the packer and installed above the upper cylinder, further increases the efficiency of the device, reducing energy consumption and maintainability.
То, что блок управления (БУ) содержит блок питания (БП), управляющее устройство (УУ), блок генераторов (БГ), выполненный, по меньшей мере, с одним генератором низкой частоты (ГНЧ) и/или, по меньшей мере, с одним генератором высокой частоты (ГВЧ), блок усилителей мощности (БУМ), выполненный, по меньшей мере, с одним усилителем мощности высокой частоты (ВУМ) и/или низкой частоты (НУМ), блок коммутаторов (БК), выполненный по меньшей мере с одним коммутатором виброгенерирующих элементов высокой частоты (ВК) и/или низкой частоты (НК), насосный блок (НБ), а также блок излучателей (БИ), выполненный по меньшей мере с одним высокочастотным акустическим излучателем (ВАИ) и/или одним низкочастотным акустическим излучателем (НАИ), при этом БП своим входом через кабельный разъем (КР) по кабелю связан с наземным источником питания, а своими выходами с остальными элементами БУ, выходы УУ соединены со входами ГНЧ и/или ГВЧ, которые своим выходом связаны со входом ВУМ и/или соответственно НУМ, выходы которых через ВК и/или подключены на входы ВАИ и/или НАИ, которые своими выходами связаны со входами отрицательной обратной связи ВУМ и/или соответственно НУМ, при этом акустические выходы ВАИ и/или НАИ одновременно являются соответствующими выходами блока управления, обеспечивает эффективное взаимодействие подсистем и систем внутрискважинного прибора - кавитатора.The fact that the control unit (CU) contains a power supply unit (PSU), a control device (CU), a generator unit (BG), made with at least one low-frequency generator (LF) and / or at least one high-frequency generator (HHF), a power amplifier unit (BOOM), made with at least one high-frequency power amplifier (AUM) and / or low frequency (AUM), a switch unit (BC), made with at least one switch of vibrating elements of high frequency (VK) and / or low frequency (NK), a pump unit (NB), and the same unit of emitters (BI), made with at least one high-frequency acoustic emitter (VAI) and / or one low-frequency acoustic emitter (NAI), while the PSU is connected via its cable input to the ground power source through a cable connector (KR), and with their outputs with the other elements of the control unit, the outputs of the control unit are connected to the inputs of the LF and / or HHF, which are connected with the input of the VUM and / or NUM respectively, the outputs of which are connected through the VC and / or to the inputs of the IAI and / or NAI, which with their outputs negative inputs connected feedback of the VUM and / or NUM, respectively, while the acoustic outputs of the VAI and / or NAI are simultaneously the corresponding outputs of the control unit, provides effective interaction between subsystems and systems of the downhole tool - cavitator.
То, что управляющее устройство (УУ) содержит микропроцессор (МП), генератор тактовой частоты (ГТЧ), блок аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) первичной информации, блок цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) управляющих воздействий, блок программно-математического обеспечения (ПМО) микропроцессора, блок уставок (БУ), основанных на экспериментальной информации о параметрах процесса кавитации в конкретном углеводородном сырье из конкретного продуктивного пласта при конкретных термодинамических условиях, блок расчета вектора управляющих воздействий (РВУВ), а также блок оценки и сравнения параметров (ОСП) течения флюидов в зоне преобразования углеводородов и в призабойной зоне, при этом первый вход МП электрически связан с первым выходом ГТЧ, второй выход которого соединен с входом 1 шины 7, входы 2-6 которой связаны с выходами АЦП вектора входных переменных, входы 2-6 МП связаны с выходами блоков ПМО, ОСП, БУ, РВУВ, ОСП соответственно и локатора муфт, а выход МП электрически связан с шиной 8, выходы 1-4 которой подключены ко входам блока ЦАП, выходы которого являются выходами блока управления, обеспечивает мониторинг, подготовку величин вектора уставки и эффективное выполнение вычислительных операций для своевременной выработки вектора оптимальных значений управляющих воздействий.The fact that the control device (UE) contains a microprocessor (MP), a clock frequency generator (GTCH), a block of analog-to-digital converters (ADC) of primary information, a block of digital-to-analog converters (DAC) of control actions, a block of software and mathematics (PMO) of the microprocessor , a block of settings (BC) based on experimental information on the parameters of the cavitation process in a particular hydrocarbon feedstock from a specific reservoir under specific thermodynamic conditions, a block for calculating the control vector impacts (RVVV), as well as a unit for evaluating and comparing parameters (OSP) of fluid flow in the hydrocarbon conversion zone and in the bottomhole zone, while the first MP input is electrically connected to the first output of the hydraulic circuit, the second output of which is connected to input 1 of bus 7, the inputs 2-6 of which are connected to the outputs of the ADC of the vector of input variables, the inputs of 2-6 MP are connected to the outputs of the PMO, OSP, BU, RVUV, OSP blocks and the coupler locator, respectively, and the MP output is electrically connected to bus 8, the outputs 1-4 of which are connected to the inputs of the DAC unit, the outputs of which are the outputs of the bl control eye, provides monitoring, preparation of the setpoint vector values and efficient execution of computational operations for the timely development of the vector of optimal values of control actions.
То, что блок акустических излучателей (БИ) выполнен в виде последовательного набора коаксиально установленных на жестком цилиндрическом каркасе акустических излучателей, выполненных в форме цилиндров с плоскими основаниями, электрически изолированных друг от друга по поверхности оснований, при этом электрически изолированные друг от друга виброгенерирующие элементы установлены в каждом акустическом излучателе так, что их излучающие поверхности совпадают боковой цилиндрической поверхностью акустического излучателя и в центре виброгенерирующего элемента ортогональны радиусу цилиндрической поверхности, обеспечивает эффективность работы и ремонтопригодности внутрискважинного прибора - кавитатора.The fact that the block of acoustic emitters (BI) is made in the form of a sequential set of acoustic emitters coaxially mounted on a rigid cylindrical frame made in the form of cylinders with flat bases, electrically isolated from each other on the surface of the bases, while the vibration generating elements are electrically isolated from each other in each acoustic emitter so that their emitting surfaces coincide with the lateral cylindrical surface of the acoustic emitter and in the center of generating element orthogonal to the radius of the cylindrical surface, provides performance and maintainability downhole device - cavitator.
То, что блок акустических излучателей выполнен в виде набора низкочастотных акустических излучателей, который установлен в нижней части корпуса, и набора высокочастотных акустических излучателей, который установлен в верхней части корпуса, обеспечивает независимость выполнения внутрискважинным прибором - кавитатором операций по извлечению и подготовке нефти от процесса крекинга.The fact that the block of acoustic emitters is made in the form of a set of low-frequency acoustic emitters, which is installed in the lower part of the casing, and a set of high-frequency acoustic emitters, which is installed in the upper part of the casing, ensures that the downhole device, a cavitator of oil extraction and preparation processing, is independent of the cracking process .
То, что в качестве датчиков показателей состояния флюидов использованы датчики физико-механических величин, выбираемых из ряда, состоящего из плотности флюидов их вязкости, скорости вертикального движения потока жидкости, температуры и давления в верхней и нижней частях скважинного прибора - кавитатора, газосодержания и водосодержания, фракционно-компонентного состава, их комбинации, обеспечивает эффективное выполнение мониторинга процессов обработки призабойной зоны и внутрискважинного крекинга нефти.The fact that sensors of physical and mechanical quantities are used as sensors of indicators of the state of fluids, selected from a series consisting of the density of fluids of their viscosity, the rate of vertical movement of the fluid flow, temperature and pressure in the upper and lower parts of the downhole tool - cavitator, gas content and water content, fractional component composition, their combination, provides effective monitoring of bottom-hole treatment processes and downhole oil cracking.
То, что в качестве датчиков качестве датчиков физико-механических параметров волновых процессов и амплитудно-частотных характеристик виброгенерирующих элементов использованы датчики величин, выбираемых из ряда, состоящего из напряжений, токов, частот, электрических мощностей, фаз напряжений и токов виброгенерирующих элементов, скоростей, амплитуд, фаз, коэффициентов поглощения прямой продольной, отраженной продольной, прямой поперечной и отраженной поперечной акустических волн, их комбинации, обеспечивает оперативность и безопасность эксплуатации прибора.The fact that, as sensors, as sensors of the physicomechanical parameters of wave processes and amplitude-frequency characteristics of vibration generating elements, value sensors are used that are selected from the series consisting of voltages, currents, frequencies, electric powers, voltage phases and currents of vibration generating elements, speeds, amplitudes , phases, absorption coefficients of direct longitudinal, reflected longitudinal, direct transverse and reflected transverse acoustic waves, their combination, ensures efficiency and is safe be the device operation.
То, что в качестве датчиков величин, характеризующих количество и качество конечного продукта (внутрискважинного) крекинга нефти, использованы датчики величин, выбираемых из ряда, состоящего из мгновенного (текущего) расхода, плотности флюидов их вязкости, скорости вертикального движения потока жидкости, газосодержания и водосодержания, фракционно-компонентного состава, их комбинации, обеспечивает повышение коэффициента выхода годного, предотвращение условий возникновения аварий и повышение эффективности управления насосно-компрессорным оборудованием.The fact that as sensors of quantities characterizing the quantity and quality of the final product of (downhole) oil cracking, we used quantity sensors selected from the series consisting of the instantaneous (current) flow rate, their fluid density, the rate of vertical movement of the fluid flow, gas content, and water content , fractional component composition, their combination, provides an increase in the yield coefficient, prevents the occurrence of accidents and increases the efficiency of pump and compressor control ornym equipment.
Поскольку внутрискважинный крекинг нефти основан на разрыве длинных углеводородных макромолекул нефти, это возможно с помощью концентрации ультразвуковых волн в точках пространства с максимальной акустической энергией, возникающих в результате интерференции нескольких полей. Количество таких точек определяется волновыми характеристиками поля - его частотой, длиной волны и амплитудой. Для всех жидкостей и многих веществ существует некоторое пороговое значение акустической энергии, при котором жидкость переходит в парогазовое состояние. Видимым наглядным признаком этого является образование множества пузырьков. Этот процесс называется кавитацией. Порог кавитации жидкости определяют экспериментальным и теоретическим путем.Since downhole cracking of oil is based on the breaking of long hydrocarbon macromolecules of oil, this is possible using the concentration of ultrasonic waves at points in space with maximum acoustic energy resulting from the interference of several fields. The number of such points is determined by the wave characteristics of the field - its frequency, wavelength and amplitude. For all liquids and many substances, there is a certain threshold value of acoustic energy at which the liquid goes into the vapor-gas state. A visible visual sign of this is the formation of many bubbles. This process is called cavitation. The liquid cavitation threshold is determined experimentally and theoretically.
В каждой кавитационной каверне (пузырьке) происходит переход жидких углеводородов в парогазовую фазу. Через некоторое время каверна "охлопывается" и углеводороды вновь переходят в жидкое состояние. В каждой каверне возникают такие термодинамические условия (давление, температура), что молекулы нефти разрываются и образуются иные, более легкие углеводороды. В момент схлопывания происходит разрыв длинных молекул нефти на радикалы. Разорванные молекулы нефти (радикалы) замыкаются иными, более легкими радикалами, Ими могут быть радикалы газов, растворенных в нефти или радикалы летучих углеводородов. Например, Н-, СН3 - и т.п.In each cavitation cavity (bubble), the transition of liquid hydrocarbons to the vapor-gas phase occurs. After some time, the cavity “cools” and the hydrocarbons go back into a liquid state. In each cavity, such thermodynamic conditions (pressure, temperature) arise that the oil molecules break and other, lighter hydrocarbons form. At the moment of collapse, long molecules of oil break into radicals. Broken oil molecules (radicals) are closed by other, lighter radicals. They can be radicals of gases dissolved in oil or radicals of volatile hydrocarbons. For example, H - , CH 3 - and the like.
Время существования каждой каверны в зоне развитой кавитации соответствует конкретному веществу и конкретным термодинамическим условиям. При ультразвуковом крекинге его следует выбрать таким, чтобы оно соответствовало максимальному преобразованию нефти в преобразуемые углеводороды. При этом необходимо стремиться к уменьшению доли выделяющихся газов, широкой фракции углеводородов и эмульсий в качестве побочных продуктов крекинга. То есть необходимо управлять процессом преобразования (крекинга) углеводородов в конкретных условиях.The lifetime of each cavity in the developed cavitation zone corresponds to a specific substance and specific thermodynamic conditions. In ultrasonic cracking, it should be chosen so that it corresponds to the maximum conversion of oil into convertible hydrocarbons. At the same time, it is necessary to strive to reduce the share of released gases, a wide fraction of hydrocarbons and emulsions as by-products of cracking. That is, it is necessary to control the process of conversion (cracking) of hydrocarbons in specific conditions.
Наиболее оптимальным решением задачи является проведение крекинга нефти в промысловых условиях, а именно в добывающей скважине, причем без изменения конструкции скважины. Эту задачу решают, если управление внутрискважинным крекингом производят за счет использования заявленной специально сконструированной для этого аппаратуры, формирующей нестационарное во времени и пространстве акустическое поле с характеристиками, обеспечивающими наиболее полное преобразование углеводородов. Заявленный способ направлен на решение задачи управляемого крекинга сырой нефти в скважине, очистки скважины и обработки околоскважинной области продуктивных пород забоя скважины за счет специальной конструкции скважинного прибора и аппаратуры управления им. Управляемыми объектами являются конфигурация и энергетика акустического поля, характеристики кавитационного течения в зоне интерференции акустических полей и характеристики газожидкостного потока в скважине. Ограничениями являются конструкция скважины и скважинного прибора, реальный состав добываемой нефти и термодинамические условия течения потока нефти из пласта вдоль колонны обсадных труб, условия течения в НКТ, а также способ извлечения нефти из скважины. При этом управляемое в пространстве и времени движение акустического поля должно создать область развитой устойчивой кавитации. Длительность существования акустического поля определяется исходя из характеристик нефти и продуктов крекинга.The most optimal solution to the problem is to conduct oil cracking in the field, namely in the producing well, and without changing the design of the well. This problem is solved if the downhole cracking is controlled by using the declared equipment specially designed for this, which forms an acoustic field unsteady in time and space with characteristics that provide the most complete conversion of hydrocarbons. The claimed method is aimed at solving the problem of controlled cracking of crude oil in the well, cleaning the well and processing the near-wellbore area of productive rocks of the bottom of the well due to the special design of the downhole tool and its control equipment. Managed objects are the configuration and energy of the acoustic field, the characteristics of the cavitation flow in the interference zone of the acoustic fields, and the characteristics of the gas-liquid flow in the well. The limitations are the design of the well and the downhole tool, the actual composition of the produced oil and the thermodynamic conditions of the flow of oil from the formation along the casing string, the flow conditions in the tubing, and also the method of extracting oil from the well. At the same time, the motion of the acoustic field controlled in space and time should create an area of developed stable cavitation. The duration of the acoustic field is determined based on the characteristics of the oil and cracking products.
Аппаратурным решением предлагаемого способа является заявленный скважинный прибор - ультразвуковой кавитатор.The hardware solution of the proposed method is the claimed downhole tool is an ultrasonic cavitator.
Акустическое поле, формируемое кавитатором, имеет вертикальную, горизонтальную и аксиальную направленность. Диапазон частот поля стоячей акустической волны, образованного акустическими излучателями, соответствует резонансным частотам развитого кавитационного состояния для конкретной газированной скважинной жидкости. Его определяют из экспериментальных исследований.The acoustic field formed by the cavitator has a vertical, horizontal and axial orientation. The frequency range of the field of a standing acoustic wave formed by acoustic emitters corresponds to the resonant frequencies of the developed cavitation state for a specific aerated well fluid. It is determined from experimental studies.
В каждый момент времени акустическое поле или же его активная часть имеет ограниченный объем, который по своим геометрическим характеристикам напоминает горизонтальную линзу, цилиндр либо их части. Объем нефти, попавшей в такую ультразвуковую линзу, ограничен ее геометрическими параметрами.At each moment of time, the acoustic field or its active part has a limited volume, which in its geometric characteristics resembles a horizontal lens, cylinder, or parts thereof. The volume of oil trapped in such an ultrasonic lens is limited by its geometrical parameters.
Если нефть продолжительное время пребывает в активной зоне акустического поля, она стремительно подвергается полному разложению с образованием газов и широкой фракции легких углеводородов. Чтобы этого не произошло и чтобы получить преобразование нефти в запланированную фракцию с конкретным молекулярным составом, кавитационный процесс должен быть периодическим с возможностью дозирования (квантования) энергии, используемой в этом процессе. Поэтому процесс ультразвукового крекинга должен иметь управляемый импульсный характер. Он может произойти за один или несколько всплесков акустического поля. При этом суммарную энергию поля в кольцевом пространстве дозируют таким образом, чтобы ее величина была необходимой и достаточной для того, чтобы полностью прореагировал указанный объем нефти, но не более того, ибо в противном случае выход годного существенно уменьшится за счет полного разложения нефти с образованием газов и широкой фракции легких углеводородов. Для осуществления этой цели в заявленном способе используют импульсное пространственное сканирование акустического поля, наложенное на процесс течения углеводородов и одновременно с этим удаление, преимущественно откачку, полученных в результате крекинга углеводородов запланированного состава. При этом объем откачиваемых углеводородов должен быть равен объему сырой нефти, подвергнутой процессу крекинга. Для этой цели обеспечивают дистанционное регулирование объемным расходом насоса, снабженного пакером и установленного над кавитатором.If oil stays in the active zone of the acoustic field for a long time, it rapidly undergoes complete decomposition with the formation of gases and a wide fraction of light hydrocarbons. To prevent this from happening and to obtain the conversion of oil to the planned fraction with a specific molecular composition, the cavitation process should be periodic with the possibility of dosing (quantization) of the energy used in this process. Therefore, the process of ultrasonic cracking must have a controlled pulsed nature. It can occur in one or more bursts of acoustic field. In this case, the total field energy in the annular space is dosed in such a way that its value is necessary and sufficient to completely react to the indicated volume of oil, but no more, because otherwise the yield will decrease significantly due to the complete decomposition of oil with the formation of gases and a wide fraction of light hydrocarbons. To achieve this goal, the claimed method uses a pulsed spatial scanning of the acoustic field superimposed on the process of flow of hydrocarbons and at the same time removing, mainly pumping, obtained as a result of cracking of hydrocarbons of the planned composition. In this case, the volume of pumped hydrocarbons should be equal to the volume of crude oil subjected to cracking. For this purpose, provide remote control of the volumetric flow rate of the pump, equipped with a packer and mounted above the cavitator.
Сканирование поля, т.е. периодическое перемещение акустического поля вдоль ствола скважины, вызывает устойчивый поток легких углеводородов в скважине от забоя к устью или к насосу, установленному в скважине. Этот поток обусловлен депрессией и различием в плотности и вязкости сырья и преобразованных в результате крекинга углеводородов. Скорость вертикального и аксиального сканирования автоматически устанавливают с помощью устройства управления. Она должна соответствовать величине скорости извлечения углеводородов из скважины. Сканирование поля в указанных направлениях формирует общую динамическую устойчивость процесса управляемого крекинга в кольцевом пространстве между кавитатором и колонной обсадных труб.Field scan, i.e. periodic movement of the acoustic field along the wellbore causes a steady flow of light hydrocarbons in the well from the bottom to the wellhead or to a pump installed in the well. This flow is due to depression and the difference in density and viscosity of raw materials and hydrocarbons converted as a result of cracking. The vertical and axial scan speeds are automatically set using the control device. It should correspond to the value of the rate of extraction of hydrocarbons from the well. Scanning the field in these directions forms the overall dynamic stability of the controlled cracking process in the annular space between the cavitator and the casing string.
Техническим результатом реализации заявленного способа является повышение эффективности добычи и переработки нефти за счет того, что заявленный способ обеспечивает:The technical result of the implementation of the claimed method is to increase the efficiency of oil production and refining due to the fact that the claimed method provides:
1. Создание нестационарного пространственно-распределенного, сканируемого акустического поля стоячей волны с заданными характеристиками.1. Creation of an unsteady spatially distributed, scanned acoustic field of a standing wave with specified characteristics.
2. Облучение и внутрискважинный крекинг сырой нефти в акустическом поле с преобразованием ее в углеводороды с заданными физико-химическими свойствами.2. Irradiation and downhole cracking of crude oil in an acoustic field with its conversion to hydrocarbons with desired physicochemical properties.
3. Мониторинг физико-механических характеристик флюидов в стволе скважины и призабойной зоне пласта.3. Monitoring the physical and mechanical characteristics of the fluids in the wellbore and in the bottomhole formation zone.
4. Очистку внутренней поверхности колонны обсадных труб от отложений высоковязких углеводородов и шлама.4. Cleaning the inner surface of the casing string from deposits of high viscosity hydrocarbons and sludge.
5. Облучение флюидонасыщенных пород продуктивных пластов, находящихся в межскважинной зоне, акустическим полем бегущей волны.5. Irradiation of fluid-saturated rocks of productive formations located in the interwell zone with an acoustic field of a traveling wave.
6. Защиту рабочих поверхностей скважинного прибора от кавитационной эрозии.6. Protection of the working surfaces of the downhole tool from cavitation erosion.
7. Автономную работу ультразвукового кавитатора в стволе скважины без управляющих воздействий с земной поверхности.7. Autonomous operation of the ultrasonic cavitator in the wellbore without control actions from the earth's surface.
Изобретение в дальнейшем поясняется фигурами чертежей, которые хотя и иллюстрируют конкретные, частные варианты технического решения в соответствии с изобретением, однако не исчерпывают общего изобретательского замысла.The invention is further illustrated by the figures of the drawings, which although they illustrate specific, particular variants of the technical solution in accordance with the invention, however, do not exhaust the general inventive concept.
На фигурах, в частности, отображено:In the figures, in particular, is displayed:
фиг.1 - обобщенная блок-схема устройства для обработки призабойной зоны скважины и внутрискважинного крекинга нефти;figure 1 is a generalized block diagram of a device for processing bottom-hole zone of a well and downhole cracking of oil;
фиг.2 - скважинный прибор - кавитатор, вид спереди;figure 2 - downhole tool - cavitator, front view;
фиг.3 - компоновочная схема скважинного прибора - кавитатора;figure 3 - layout diagram of a downhole tool - cavitator;
фиг.4 - структурная электрическая схема блока управления;4 is a structural electrical diagram of a control unit;
фиг.5 - структурная электрическая схема управляющего устройства блока управления скважинного прибора - кавитатора;5 is a structural electrical diagram of the control device of the control unit of the downhole tool - cavitator;
фиг.6 - схема вращения низкочастотного акустического поля кавитатора;6 is a diagram of the rotation of the low-frequency acoustic field of the cavitator;
фиг.7 - схема вращения высокочастотного акустического поля кавитатора;Fig.7 is a diagram of the rotation of the high-frequency acoustic field of the cavitator;
фиг.8 - схема размещения виброгенерирующих элементов на рабочей поверхности кавитатора;Fig. 8 is a diagram showing the arrangement of vibration generating elements on the working surface of the cavitator;
фиг.9 - циклограмма работы акустических излучателей кавитатора.Fig.9 is a sequence diagram of the operation of acoustic emitters of the cavitator.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGURES
Устройство (фиг.1-13) для обработки призабойной зоны 1 скважины 2 посредством акустического воздействия на нефтеносный пласт 3, в котором выполнены перфорации 4, содержит скважинный прибор - кавитатор 5, который спускают на забой 6 на геофизическом трос-кабеле 7 и/или на насосно-компрессорной трубе 8 с трос-кабелем 7 с использованием приспособления 9 для выполнения спускоподъемных операций - такелажного устройства. Стенки скважины обсажены колонной обсадных труб 10, внутренняя поверхность которых покрыта высоковязкими углеводородами, окислами, грязью, шламом и т.п. (не показано). Кольцеобразный зазор 11 между стенками скважины 2 и колонной обсадных труб 10 зацементирован с созданием цементной пробки. Устье 2 скважины уплотнено фланцем 12, в котором выполнены отверстия для транспортировки нефтепродуктов из скважины 2 и для прохождения трос-кабеля 7.The device (Fig.1-13) for processing the bottom-
Скважинный прибор - кавитатор 5 для обработки призабойной зоны 1 скважины 2 посредством акустического воздействия на нефтеносный пласт 3, в котором выполнены перфорации 4, содержит корпус, который выполнен составным в виде соосно соединенных друг с другом переходными муфтами (не показано) трех герметичных разборных цилиндров: верхнего 13, среднего 14 и нижнего 15 (фиг.1). Кроме того, кавитатор 5 содержит также блок 16 управления (фиг.2), локатор муфт 17, блок акустических излучателей 18, верхний 19 и нижний 20 блоки датчиков, токоввод 21 с кабельным разъемом и такелажное устройство (не показано). Блок 16 управления установлен в верхнем корпусном цилиндре 13, локатор 17 муфт - соответственно в среднем корпусном цилиндре 14, а блок 18 акустических излучателей, который содержит блок 22 высокочастотных акустических излучателей и блок низкочастотных излучателей 23, - в нижнем корпусном цилиндре 15.The downhole tool is a
Каждый из высокочастотных излучателей блока 22 выполнен в виде совокупности виброгенерирующих элементов 24, которые разнесены в пространстве и размещены на связанном с корпусом жестком цилиндрическом каркасе 26 с образованием р-мерной сотовой структуры и возможностью создания дискретного в пространстве и во времени горизонтального, вертикального и аксиально-винтового акустических полей (фиг.6-8).Each of the high-frequency emitters of
Аналогично этому каждый из низкочастотных излучателей блока 23 выполнен в виде совокупности виброгенерирующих элементов 25, которые разнесены в пространстве и размещены на связанном с корпусом жестком цилиндрическом каркасе 26 с образованием р-мерной сотовой структуры и возможностью создания дискретного в пространстве и во времени горизонтального вращательного акустического поля (фиг.9).Similarly, each of the low-frequency emitters of
Верхний блок датчиков 19 состоит из датчиков 27-29, нижний блок 20 датчиков - из датчиков 30-32. В качестве датчиков 27-32 использованы датчики показателей состояния флюидов в пласте 3, датчики физико-механических параметров волновых процессов и амплитудно-частотных характеристик виброгенерирующих элементов 25, а также датчики, характеризующие количество и качество конечного продукта внутрискважинного крекинга нефти (не показаны).The
Блок 16 управления связан (фиг.3) с блоком 47 питания и содержит управляющее устройство 34, входы которого связаны с блоками 19 и 20 датчиков, а выходы 1,2 - с блоком генераторов 35, который выполнен по меньшей мере с одним генератором 36 низкой частоты и по меньшей мере с одним генератором 37 высокой частоты. Кроме того, блок 16 управления содержит блок 38 усилителей мощности, выполненный по меньшей мере с одним усилителем 39 высокой частоты и по меньшей мере с одним усилителелем 40 мощности низкой частоты, а также блок коммутаторов 41, выполненный по меньшей мере с одним коммутатором 42 виброгенерирующих элементов высокой частоты и по меньшей мере с одним коммутатором 43 виброгенерирующих элементов низкой частоты. Блок 16 управления содержит еще блок акустических излучателей 18, выполненный по меньшей мере с одним низкочастотным акустическим излучателем 23 и по меньшей мере с одним высокочастотным акустическим излучателем 22.The
При этом блок питания 33 своим входом через токоввод с кабельным разъемом 21 и трос-кабель 7 электрически связан с наземным источником 45 питания ~0,4 кВ, а другими своими выходами - с остальными элементами блока 16 управления. Выход 1 управляющего устройства 34 соединен со входом генератора 36 низкой частоты, а выход 2 управляющего устройства 34 соединен со входом генератора 37 высокой частоты. Своими выходами генераторы 36 и 37 электрически связаны с первыми входами усилителя 54 мощности низкой частоты и соответственно усилителя 39 высокой частоты, которые своими выходами через коммутаторы 42 и соответственно 43 электрически связаны со входами низкочастотных акустических излучателей 46 и соответственно высокочастотных акустических излучателей 47, электрические выходы которых в качестве отрицательной обратной связи подключены на соответствующие входы усилителей 39 и 40 мощности. Выходы блоков акустических излучателей 22 и 23 одновременно являются акустическими выходами блока 16 управления.In this case, the
Управляющее устройство 34 (фиг.3, 4) содержит микропроцессор 48, на входы 1-6 которого своими выходами подключены генератор 49 тактовой частоты, блок 50 программно-математического обеспечения микропроцессора, блок 51 уставок, основанных на экспериментальной информации о параметрах процесса кавитации в конкретном углеводородном сырье из конкретного продуктивного пласта при конкретных термодинамических условиях, блок 52 расчета вектора управляющих воздействий, локатор 17 муфт и блок 53 оценки и сравнения параметров течения флюидов в зоне преобразования углеводородов (в кольцевом пространстве 72) и в призабойной зоне 1.The control device 34 (Figs. 3, 4) contains a
При этом блок оценки и сравнения параметров 53 течения флюидов в зоне преобразования углеводородов своим входом электрически связан с выходом шины 54, входы 1-6 которой, которые одновременно являются входами управляющего устройства 34, связаны с выходами блока 55 амплитудно-цифровых преобразователей 56-61 вектора входных переменных.Moreover, the unit for evaluating and comparing the
Микропроцессор 48 своим выходом подключен ко входу шины 62, которая своими выходами 1-4 подключена к соответствующим входам блока 63 цифроаналоговых преобразователей 64-67, выходы которых одновременно являются выходами управляющего устройства 34 и через блок 35 генераторов, блок 38 усилителей мощности и блок коммутаторов в дальнейшем связаны с блоком 18 акустических излучателей.The
При этом генератор 49 тактовой частоты своим вторым выходом электрически связан с первым входом шины 54, остальные входы 2-6 которой связаны с выходами блока 55 амплитудно-цифровых преобразователей 56-61 вектора входных переменных, при этом входы последних одновременно являются входами управляющего устройства 34. Своим выходом шина 62 подключена ко входу блока 53 оценки и сравнения, а микропроцессор 48 своим выходом подключен ко входу шины 54, которая своими выходами 1-4 подключена ко входам 1-4 блока 63 цифроаналоговых преобразователей 64-67, выходы которых одновременно являются выходами управляющего устройства 34.In this case, the
Блок 18 акустических излучателей выполнен в виде последовательного набора коаксиально установленных на жестком цилиндрическом каркасе 26 акустических излучателей 46 и 47, выполненных в форме цилиндров с плоским основанием, электрически изолированных друг от друга по поверхности оснований, при этом электрически изолированные друг от друга виброгенерирующие элементы 24-25 установлены в каждом акустическом излучателе так, что их излучающие поверхности совпадают с боковой цилиндрической поверхностью акустического излучателя и в центре виброгенерирующего элемента ортогональны радиусу цилиндрической поверхности.The
Виброгенерирующие элементы 24-25 в каждом из излучателей 46 и 47 электрически изолированы друг от друга изолирующими элементами и размещены в каждом из излучателей так, что их излучающие поверхности совпадают с боковой цилиндрической поверхностью излучателей 46 и 47 и при этом в центре виброгенерирующего элемента указанные излучающие поверхности ортогональны радиусу цилиндрической поверхности.Vibration generating elements 24-25 in each of the
Блок 23 акустических излучателей выполнен в виде набора из m низкочастотных акустических излучателей 47, установленного в нижней части корпусного цилиндра 15 и набора из n высокочастотных акустических излучателей 46, установленного в верхней части корпусного цилиндра 13. Цилиндрический корпус 13 заполнен маслом. В блоке 18 акустические излучатели 47(выполненные в количестве m штук), и 46 (выполненные в количестве n штук), и виброгенерирующие элементы 24-25 в каждом из m+n указанных излучателей размещены таким образом, что они образуют сотовую структуру и, кроме того, создают возможность полевого взаимодействия рядом расположенных (по вертикали, по горизонтали и по диагонали) виброгенерирующих элементов 24-25, а следовательно, и с возможностью создания многомерного нестационарного акустического поля (фиг.6-9).The
Каждый из акустических излучателей 22, 23 конструктивно выполнен таким образом, чтобы обеспечить формирование стоячей акустической волны в кольцевом пространстве между соседними элементами, обсадной трубой и скважинным устройством. Он выполнен в виде совокупности акустических элементов, разнесенных в пространстве на жестком каркасе 26.Each of the
За счет пространственной конструкции акустических излучателей каждый из коммутаторов 42, 43 включает текущий набор виброгенерирующих элементов 24-25, формирующих заданное изменяющееся во времени и пространстве акустическое поле. Расстояние между центрами соседних вертикально и горизонтально расположенных высокочастотных виброгенерирующих элементов 24, выбрано таким образом, чтобы в результате их взаимодействия формировался режим стоячей волны, не зависящий от состояния внутренней поверхности обсадных труб.Due to the spatial design of the acoustic emitters, each of the
Частотные характеристики такого поля, вначале определяют исходя из условия получения развитого кавитационного процесса, а затем - условий крекинга скважинной жидкости. Это происходит в режиме резонанса, возбуждающего процесс крекинга конкретного флюида. Длительность акустического поля определяется энергией процесса кавитации, необходимой и достаточной для процесса преобразования тяжелых углеводородов в более легкие.The frequency characteristics of such a field are first determined based on the conditions for obtaining a developed cavitation process, and then on the basis of the conditions for cracking the well fluid. This occurs in resonance mode, exciting the cracking process of a particular fluid. The duration of the acoustic field is determined by the energy of the cavitation process, which is necessary and sufficient for the process of converting heavy hydrocarbons into lighter ones.
Вращательное низкочастотное широкополосное акустическое поле 77 (фиг.9) формируется путем циклического попарного переключения низкочастотных виброгенерирующих элементов 25 низкочастотного акустического излучателя 47.Rotational low-frequency broadband acoustic field 77 (Fig.9) is formed by cyclic pairwise switching of low-frequency vibration-generating
Интенсивность акустического поля, сдвиг фаз и его продолжительность выбраны из расчета наиболее полного крекинга текущего объема нефти, попавшего в акустическое поле стоячей волны, главным образом вследствие интерференции акустических волн, создаваемых соседними (размещенными по соседству) высокочастотными виброгенерирующими элементами 24.The intensity of the acoustic field, phase shift and its duration are selected from the calculation of the most complete cracking of the current volume of oil trapped in the acoustic field of a standing wave, mainly due to interference of acoustic waves generated by adjacent (located in the vicinity) high-
В верхней части скважинного прибора - кавитатора 5 в корпусном цилиндре 13 размещены верхний блок датчиков 19, состоящий из верхнего датчика давления 27, верхнего датчика температуры 28, блок 33 питания, управляющее устройство 34, блок 35 генераторов, блок 41 коммутаторов, блок 38 усилителей мощности и узкополосный высокочастотный генератор 29 акустических колебаний, который предназначен для мониторинга процесса преобразования углеводородов в кольцевом пространстве 72 от нижней части до верхней части корпуса кавитатора 5.In the upper part of the downhole tool -
В средней части скважинного прибора - кавитатора 5 в корпусном цилиндре 14 размещен локатор муфт 17.In the middle part of the downhole tool -
В нижней части скважинного прибора - кавитатора 5 в корпусном цилиндре 15 размещены низкочастотные 23 и высокочастотные 22 акустические излучатели, звукоприемник 32, нижний датчик 31 температуры и нижний датчик 30 давления.In the lower part of the downhole tool -
Над верхним цилиндром кавитатора (фиг.13) установлен электронасос 70, снабженный пакером (не показано).Above the upper cylinder of the cavitator (Fig. 13), an
Заявленное устройство - ультразвуковой кавитатор 5 (фиг.1-13) работает следующим образом.The claimed device is an ultrasonic cavitator 5 (Fig.1-13) works as follows.
Режим спуска кавитатора 5 в скважину 1 и очистки внутренней поверхности обсадной колонны скважины 10. В этом режиме в скважину 2 на трос-кабеле 7 с помощью каротажного подъемника (лебедки) 68 спускают заявленное устройство 5 в состоянии ожидания (фиг.11). В этом состоянии на блок питания 33 подано электрическое напряжение 0,4 кВ от наземного источника 45 питания, работают только верхний блок датчиков (датчики 27-29) и нижний блок датчиков (датчики 30-32). Блок 18 акустических излучателей отключен, но устройство 5 готово к работе. На границе раздела газ-жидкость 71 (гидростатический уровень скважинной жидкости) в скважине кавитатор 5 по показателям датчиков 27-32 автоматически включается и после этого работает в автономном режиме. Управляющее устройство 34 включает блок акустических излучателей, который включает блок 22 высокочастотных виброгенерирующих элементов.The mode of lowering the
При дальнейшем спуске от гидростатического уровня жидкости 71 в скважине 2 до забоя 1 устройство 5 продолжает работать в режиме очистки. В этом режиме не используется низкочастотное широкополосное поле, а происходит дальнейшая очистка внутренней поверхности обсадной колонны от налипших отложений, в первую очередь от высоковязких углеводородов. При этом режиме акустическую интенсивность виброгенерирующих элементов формируют усилителем мощности исходя из условия разрежения высоковязких нефтяных отложений до величины вязкости, которую задают вектором уставок. За счет вертикальной и горизонтальной ориентации акустических полей эти остатки преобразуются в более легкие углеводороды, разжижаются до нужной консистенции, всплывают и извлекаются из скважины самоизливом либо с помощью насоса. Консистенцию разжиженных углеводородов, которые образовались при режиме очистки контролирует блок управления 16 с помощью верхнего 19 и нижнего блоков датчиков. В этом режиме низкочастотный тракт кавитатора выключен.With further descent from the hydrostatic level of the fluid 71 in the
После завершения операции очистки внутренней поверхности колонны обсадных труб с помощью локатора муфт 17 фиксируют место установки устройства 5 в забое 1 или верхней части пород продуктивного горизонта, после чего в скважине устанавливают колонну насосно-компрессорных труб 8, подсоединенную к насосу-качалке 69. При этом кавитатор подготовлен для режима согласованной роботы ультразвукового кавитатора 5, погруженного в скважину на трос-кабеле 7, и насоса-качалки 69, соединенному с колонною насосно-компрессорных труб 8 (фиг.12). Управляющее устройство 34 скважинного прибора - кавитатора 5 автоматически приспосабливается к скорости потока добываемых углеводородов в скважине и осуществляет крекинг нефти в кольцевом пространстве 11. Такой режим не оптимальный с точки зрения максимально полного и быстрого извлечения нефти. В этом режиме не используют максимальную мощность кавитатора 5 вследствие того, что производительность установленного насосного оборудования есть величина постоянная (нерегулируемая). Но при этом наиболее рационально используется насосно-компрессорное оборудование, ранее смонтированное около устья 73 скважины 2. В этом режиме одновременно работает как высокочастотный тракт кавитатора, так и низкочастотный. Поле 77 широкополосных низкочастотных акустических колебаний (фиг.9) возбуждает процесс интенсификации в призабойной зоне 1 нефтеносного пласта 3. Круговое вращение 78 низкочастотного акустического поля 77 с управляемой частотой ω2 формирует периодическое механическое воздействие на флюиды, которые расположены в призабойной зоне 1 скважины 2. При достижении частоты ω2 одной из резонансных частот механической системы пласт - флюиды, которая зависит, например, от расстояния, флюидонасыщенности, в локальной зоне пласта 3 происходят механические резонансные явления, которые позитивно влияют на процесс нефтеизвлечения, депарафинизации, декольматации. В этом режиме совместное воздействие низкочастотного акустического поля, которое создает условия для интенсификации процессов фильтрации нефти из призабойной и межскважинной зоны пласта к перфорационным отверстиям скважины и крекинга нефти в забое скважины.After the completion of the cleaning operation of the inner surface of the casing string using the
Режим крекинга и добычи легких углеводородов при взаимодействии насоса-качалки 69 и погруженного в скважину на колонне НКТ 8 кавитатора 5, который работает в автономном режиме (фиг.12). После завершения предыдущей операции очистки скважины кавитатор 5 извлекают на земную поверхность и через переходную муфту или хвостовик НКТ (не показано) монтируют на колонне 8 НКТ, затем повторно опускают в скважину (фиг.12). С помощью локатора муфт 21 фиксируют место установки устройства 5 на забое 1, после чего устройство 5 устанавливают на глубине перфораций 4 обсадной колонны 11. Затем устройство 5 переходит в основной режим работы. В этом режиме в скважину 2 с помощью каротажного подъемника (лебедки) 68 по трос-кабелю 7 подается электрическая энергия напряжением 0,4 кВ на блок питания 33 от наземного источника 45 питания, который включает управляющее устройство 34 кавитатора 5, которое, в свою очередь, последовательно включает все блоки кавитатора. В первую очередь включаются верхний блок датчиков (датчики 27-29) и нижний блок датчиков (датчики 30-32). Блок 18 акустических излучателей включается по сигналу из управляющего устройства 34, которое по показателям датчиков 27-32 следит за состоянием измеряемых термодинамических параметров, и параметров течения преобразованных углеводородов, сравнивает эти значения с параметрами вектора уставок и задает режимы работы блока акустических излучателей, который включает блок 22 высокочастотных и 23 низкочастотных виброгенерирующих элементов. За счет управления характеристиками вертикальной, горизонтальной и аксиально-винтовой ориентации акустических полей, воздействующих на скважинные флюиды они преобразуются в более легкие углеводороды, разжижаются до нужной консистенции, всплывают и извлекаются из скважины.The mode of cracking and production of light hydrocarbons in the interaction of the pump-
Наиболее оптимальным является режим крекинга и управляемой добычи легких углеводородов при взаимодействии погруженного в скважину на колоне насосно-компрессорных труб 8 кавитатора 5 и электронасоса 70 (фиг.13), которым управляет управляющее устройство 34 кавитатора 5. На согласованном расстоянии вверху над кавитатором монтируют электронасос 70 регулируемой производительности, который подсоединяют электрическим сигнальным кабелем 75 к кавитатору 5, затем конструкцию этой колонны погружают в скважину. В этом режиме используют совместное влияние низкочастотного акустического воздействия, которое создает условия для интенсификации процессов фильтрации нефти из призабойной зоны пласта и межскважинного пространства (не показано) к системе перфорационных отверстий скважины 4 и крекинга нефти в призабойной зоне скважины 1 и в кольцевом пространстве 72 скважины 1. Устройство 5 подготовлено к наиболее эффективному режиму работы. При этом электрическую энергию промышленной частоты 50 Гц и напряжением 0,4 кВ подают по трос-кабелю 7 через токоввод 21 (электроразъем) на вход преобразователя напряжения блока питания 33, где ее выпрямляют до номинального значения, необходимого для функционирования всех систем и элементов внутрискважинного устройства 5, циклограмма роботы которого приведена на фиг.10. Ниже даны пояснения и приведены обозначения, сделанные на циклограмме, где:The most optimal is the mode of cracking and controlled production of light hydrocarbons during the interaction of the
1 и 9 - диаграммы включения верхнего и соответственно нижнего блоков датчиков;1 and 9 are diagrams for including the upper and lower sensor blocks, respectively;
2 - зависимость акустической мощности заявленного устройства - кавитатора 5 от времени;2 - dependence of the acoustic power of the claimed device -
3 - временная диаграмма изменения скорости продольных колебаний в жидкости между звукогенератором 29 и звукоприемником 32;3 is a timing diagram of a change in the velocity of longitudinal vibrations in a fluid between a
4 - временная диаграмма включения последней пары виброгенерирующих элементов 24;4 is a timing diagram of the inclusion of the last pair of vibrating
5 - временная диаграмма включения следующей пары виброгенерирующих элементов 24;5 is a timing diagram for turning on the next pair of vibrating
6 - временная диаграмма включения второй пары виброгенерирующих элементов 24;6 is a timing chart for turning on a second pair of
7 - временная диаграмма включения пары виброгенерирующих элементов низкочастотного широкополосного генератора акустических колебаний поля продольных и поперечных волн;7 is a timing diagram for including a pair of vibrating elements of a low-frequency broadband generator of acoustic vibrations of a field of longitudinal and transverse waves;
8 - временная диаграмма включения первой пары нижних виброгенерирующих элементов.8 is a timing diagram for including a first pair of lower vibratory generating elements.
Принятые на диаграммах обозначения:The designations adopted on the diagrams are:
Т - период полного цикла работы системы измерения и виброгенерирующих элементов акустического излучателя от самых нижних до самых верхних (на боковой поверхности скважинного прибора - кавитатора 5);T - the period of the full cycle of the measurement system and the vibrating elements of the acoustic emitter from the lowest to the highest (on the side surface of the downhole tool - cavitator 5);
t1-t0 - период измерения термодинамических и скоростных характеристик потока углеводородов в кольцевом пространстве 11 между кавитатором 5 и внутренней стенкой колонны 10 обсадных труб;t 1 -t 0 is the period for measuring the thermodynamic and velocity characteristics of the hydrocarbon stream in the annular space 11 between the
t1 - момент начала генерации первой пары горизонтального ультразвукового поля виброгенерирующих элементов 24 самого нижнего акустического элемента 46 и завершения работы датчиков системы измерений (мониторинга);t 1 - the moment of the beginning of the generation of the first pair of horizontal ultrasonic field of the vibrating
t2 - момент начала генерации горизонтального ультразвукового поля первыми парами виброгенерирующих элементов 24 самого нижнего акустического излучателя 46, а также начала генерации широкополосного 70 низкочастотного поля 77 (фиг.10);t 2 - the moment of the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field by the first pairs of vibrating
t3 - момент начала генерации горизонтального ультразвукового поля последними парами виброгенерирующих элементов 24 самого нижнего акустического излучателя 46 и окончания работы последней пары виброгенерирующих элементов 25 широкополосного акустического излучателя 47;t 3 - the moment of the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field by the last pairs of vibrating
t4 - момент начала генерации горизонтального ультразвукового поля первыми парами виброгенерирующих элементов 24 второго акустического излучателя 46;t 4 - the moment of the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field by the first pairs of vibrating
t5 - момент окончания генерации горизонтального ультразвукового поля первыми парами виброгенерирующих элементов 24 второго акустического излучателя 46, а также начала генерации низкочастотного широкополосного поля 77;t 5 - the moment of the end of the generation of the horizontal ultrasonic field by the first pairs of vibrating
t6 - момент начала генерации горизонтального ультразвукового поля последними парами виброгенерирующих элементов 24 акустических излучателей 46, а также окончания генерации низкочастотного широкополосного поля 77;t 6 - the moment of the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field by the last pairs of vibrating
t7 - момент окончания генерации горизонтального ультразвукового поля последней пары виброгенерирующих элементов 24 второго акустического излучателя 46 и начала генерации горизонтального ультразвукового поля первыми парами виброгенерирующих элементов 24 следующего акустического излучателя 46;t 7 - the moment of the end of the generation of the horizontal ultrasonic field of the last pair of vibrating
t8 - момент начала генерации горизонтального ультразвукового поля первой пары виброгенерирующих элементов следующего акустического элемента, а также начала генерации низкочастотного широкополосного поля:t 8 - the moment of the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field of the first pair of vibrating elements of the next acoustic element, as well as the beginning of the generation of the low-frequency broadband field:
t9 - момент начала генерации горизонтального ультразвукового поля последними парами виброгенерирующих элементов 24 следующего акустического элемента 46 и окончания работы последней пары виброгенерирующих элементов 25 широкополосного акустического излучателя 47;t 9 - the moment of the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field by the last pairs of vibrating
t10 - момент окончания генерации горизонтального ультразвукового поля последней пары виброгенерирующих элементов следующего акустического элемента и начала генерации горизонтального ультразвукового поля первыми парами виброгенерирующих элементов 24 последующего акустического элемента 46;t 10 - the moment of the end of the generation of the horizontal ultrasonic field of the last pair of vibrating elements of the next acoustic element and the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field of the first pairs of vibrating
t11 - момент окончания генерации горизонтального ультразвукового поля последней пары виброгенерирующих элементов предыдущего акустического элемента и начала генерации горизонтального ультразвукового поля первыми парами виброгенерирующих элементов 24 самого верхнего акустического элемента 46;t 11 - the moment of the end of the generation of the horizontal ultrasonic field of the last pair of vibrating elements of the previous acoustic element and the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field of the first pairs of vibrating
t12 - момент начала генерации горизонтального ультразвукового поля первой пары виброгенерирующих элементов 24 самого верхнего акустического элемента 46, а также начала генерации низкочастотного широкополосного поля 77:t 12 - the moment of the beginning of the generation of the horizontal ultrasonic field of the first pair of vibrating
t13=Т - период полного цикла работы системы измерения и виброгенерирующих элементов 24 акустических излучателей 46 от самых нижних до самых верхних и попарных сочетаний соседних виброгенерирующих элементов.t 13 = T is the period of the full cycle of the measurement system and the vibrating
t4-t1 - период полного оборота горизонтального акустического поля вокруг самого нижнего акустического излучателя 24, при этом t4-t1=t7-t4=...=ti-ti-3=t13-t10, 4≤i≤9;t 4 -t 1 is the period of a full revolution of the horizontal acoustic field around the lowest
ti-ti-3 - период полного оборота горизонтального акустического поля вокруг; i-го акустического излучателя 46;t i -t i-3 is the period of a full revolution of the horizontal acoustic field around; i-th
В случае выхода из строя датчиков или в случае, когда значения контролируемых параметров выходят за пределы величин уставки, устройство управления 34 автоматически отключает внутрискважинное устройство - кавитатор 5.In the event of failure of the sensors or in the case when the values of the monitored parameters are outside the limits of the set point, the
По сигналам, непрерывно снимаемым с датчиков 27-32, установленным в верхней и нижней частях прибора 5, осуществляют мониторинг процесса. Эти датчики включены постоянно, однако съем информации осуществляют периодически, через заданные интервалы времени в соответствии с циклограммой, приведенной на фиг.10.The signals are continuously removed from the sensors 27-32, installed in the upper and lower parts of the
Для этого через шину 54 открывают канал съема информации с блока верхних 19 и блока 20 нижних датчиков. При этом фиксируют и запоминают в памяти микропроцессора 48 скорость продольной волны и коэффициент ее поглощения в кольцевом пространстве 11 между кавитатором и обсадной трубой при заданном расстоянии между звукогенератором 29 и звукоприемником 32, а также фиксируют значения температуры среды в газожидкостном потоке 28, 31, давления 27, 30 на концах скважинного прибора 5. В управляющем устройстве 34 соотношение этих величин определяет коэффициент динамической вязкости флюида. При этом учитывают значения температуры и давления, а также их разность. Рассчитывают коэффициент динамической вязкости, величину коэффициента гидравлического сопротивления, газо- и водосодержание флюида, скорость его движения в трубном пространстве. Эти данные сравнивают со значениями величин уставок, вводимых при настройке микропроцессора 48, который входит в состав управляющего устройства 34. Величина рассогласования перечисленных текущих значений параметров, характеризующих поток флюида и значений параметров вектора уставок, является основанием для выдачи управляющих воздействий блоками 64-67 управляющих воздействий на работу исполнительных органов скважинного прибора - кавитатора 5.To do this, through the
С помощью управляющего устройства 34 формируют акустические поля заданной периодичности и мощности, необходимых для создания стабильного ориентированного кавитационного потока, в котором проводят крекинг нефти и внутрискважинный транспорт углеводородов на поверхность с помощью насоса 70 с дистанционно регулируемым объемным расходом.Using the
В качестве обратной связи для работы управляющего устройства служит текущая информация, снимаемая с верхних и нижних датчиков 27-32, а также величины уставок. Информация, поступающая от датчиков и величины уставок, является основанием для работы управляющего устройства 34. Эту аналоговую информацию преобразуют в цифровой форму с помощью аналогово-цифровых преобразователей 56-61. В качестве основной составляющей управляющего устройства 34 входит скважинный микропроцессор 48. Он содержит свое программное обеспечение. Управляющее устройство 34 автоматически принимает и выдает решение о режимах работы генераторов 36, 37, усилителей мощности 39, 40 и коммутаторов 42, 43, формирующих работу акустических излучателей 46,47 в качестве исполнительных устройств.As feedback for the operation of the control device, current information is taken from the upper and lower sensors 27-32, as well as the values of the settings. Information from the sensors and the settings are the basis for the operation of the
Величина компонентов вектора уставок, которую устанавливают в микропроцессор 48 устройства управления 34 кавитатора 5, определяют при проведении исследования процесса ультразвукового дозированного управляемого крекинга нефти конкретного месторождения на специальном гидроакустическом стенде. Лабораторный стенд, на котором производится физическое моделирование процесса крекинга сырой нефти, состоит из механической, гидродинамической, гидравлической, акустической, электронной, акустической системы, системы безопасности, контроля и управления, системы сбора и обработки данных.The magnitude of the components of the setpoint vector, which is installed in the
Заявленная группа изобретений обеспечивает следующий технический результат:The claimed group of inventions provides the following technical result:
- повышение эффективности за счет снижения энергоемкости технологического процесса;- improving efficiency by reducing the energy intensity of the process;
- повышение эффективности за счет снижения продолжительности производственного цикла, включающего извлечение (добыча) нефти, ее подготовку и переработку в конечный продукт;- improving efficiency by reducing the duration of the production cycle, including the extraction (production) of oil, its preparation and processing into the final product;
- снижение фондозатрат на осуществление технологического процесса за счет устранения оборудования для подготовки и переработки нефти в конечный продукт.- reduction of capital costs for the implementation of the process by eliminating equipment for the preparation and processing of oil into the final product.
ПРИМЕРЫ КОНРЕТНОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЗАЯВЛЕННЫХ СПОСОБОВEXAMPLES OF SPECIFIC IMPLEMENTATION OF THE INVENTED METHODS
Пример 1.Example 1
На гипотетической скважине Кохановского нефтяного месторождения, расположенного в Яворивском районе Львовской области, способ обработки призабойной зоны вели с помощью акустического воздействия на нефтеносный пласт. Скважину заполняли водоуглеводородной жидкостью, которая до обработки имела качественно-количественный состав и такие показатели свойств, которые представлены в таблицах 1-3.At a hypothetical well of the Kokhanovsky oil field, located in the Yavorivsky district of the Lviv region, the method of processing the bottom-hole zone was carried out using acoustic impact on the oil reservoir. The well was filled with a water-hydrocarbon fluid, which prior to treatment had a qualitatively-quantitative composition and such property indicators, which are presented in tables 1-3.
м3/тGas holding,
m 3 / t
IIIT3Р2 IIIT 3 P 2
IIIT 3 P 2
Способ осуществляли с помощью диагностики призабойной зоны, при котором диагностировали такие показатели, как плотность флюида, его вязкость, скорость вертикального движения, температура, пластовое давление, газосодержание, водосодержание, фракционный состав, среднесуточный дебит скважины по нефти, воде, газа; давление на устье скважины, скорость продольной волны у призабойной зоне пласта, амплитуда ультразвуковых колебаний на выходе виброгенерирующего элемента, который находится в состоянии генератора колебаний и амплитуда отраженных колебаний на входе виброгенерирующего элемента, который находиться в состоянии приемника, коэффициента поглощения акустической энергии в призабойной зоне и в пласте.The method was carried out using the diagnosis of the bottom-hole zone, in which such indicators as fluid density, viscosity, vertical speed, temperature, reservoir pressure, gas content, water content, fractional composition, average daily flow rate of the well for oil, water, gas were diagnosed; pressure at the wellhead, the velocity of the longitudinal wave near the bottom of the formation, the amplitude of the ultrasonic vibrations at the output of the vibrating element, which is in the state of the oscillator and the amplitude of the reflected vibrations at the inlet of the vibrating element, which is in the receiver state, the absorption coefficient of acoustic energy in the bottom zone and in the reservoir.
Призабойную зону облучали системой виброгенерирующих элементов (ультразвуковых излучателей) в виде сотовой горизонтальной структуры виброгенерирующих элементов с корректировкой таких параметров режима облучения, как интенсивность излучения, которая измеряется в виде отношения мощности виброгенерирующего элемента к его эффективной площади (Вт/см2), длительность излучения каждого виброгенерирующего элемента (длительность акустического импульса), скорость вращения акустического поля продольной волны вокруг низкочастотного акустического излучателя, время общей обработки призабойной зоны скважины, зависимость потребляемой электрической мощности кавитатора во времени.The bottom-hole zone was irradiated with a system of vibration-generating elements (ultrasonic emitters) in the form of a horizontal cellular structure of vibration-generating elements with adjustment of such parameters of the irradiation mode as radiation intensity, which is measured as the ratio of the power of the vibration-generating element to its effective area (W / cm 2 ), the duration of each vibration-generating element (duration of an acoustic pulse), the speed of rotation of the acoustic field of a longitudinal wave around a low-frequency acoustics eskogo emitter total processing time well bottom zone, the dependence of electric power consumed cavitator time.
При этом акустическое воздействие на нефтеносный пласт (облучение) осуществляли с помощью горизонтально направленного акустического поля, которое имело такие частотно-амплитудные, энергетические и другие показатели, которые представлены в таблице 4.In this case, the acoustic effect on the oil-bearing formation (irradiation) was carried out using a horizontally directed acoustic field, which had such frequency-amplitude, energy and other indicators, which are presented in table 4.
Аксиально-винтовое акустическое поле создавали с помощью переключения виброгенерирующих элементов (излучателей) с возможностью создания р-мерной полевой сотовой структуры, где р=6.An axial-screw acoustic field was created by switching vibration-generating elements (emitters) with the possibility of creating a p-dimensional field honeycomb structure, where p = 6.
В результате такой обработки призабойной зоны с помощью акустического воздействия на нефтеносный пласт из скважины получили углеводородное сырье, которое имеет такой качественно-количественный состав и такие показатели свойств, которые приведены в таблице 5.As a result of such treatment of the bottom-hole zone with the help of acoustic impact on the oil-bearing formation, hydrocarbon raw materials were obtained from the well, which has such a qualitatively-quantitative composition and such property indicators as shown in Table 5.
Пример 2.Example 2
Выполняли условия Примера 1, в котором вертикально направленное акустическое поле стоячей волны создавали за счет интерференции когерентных (синфазных) излучений виброгенерирующих элементов источника, а горизонтально направленное акустическое поле в виде поля бегущей волны создавали в виде вращательного горизонтально направленного акустического поля с частотой вращения ω=1 Гц, которые представлены в таблице 6.The conditions of Example 1 were fulfilled, in which a vertically directed acoustic field of a standing wave was created due to interference of coherent (in-phase) emissions of vibrating elements of the source, and a horizontally directed acoustic field in the form of a traveling wave field was created in the form of a rotational horizontally directed acoustic field with a frequency of rotation ω = 1 Hz, which are presented in table 6.
Получили результаты, как в Примере 1, которые представлены в таблице 7.The results were obtained as in Example 1, which are presented in table 7.
м3/тGas content
m 3 / t
Пример 3.Example 3
Выполняли условия Примера 2, в котором вращательное горизонтально-направленное акустическое поле имеет частоту вращения ω1= 50 Гц которые, представлены в таблице 8.The conditions of Example 2 were fulfilled, in which a rotational horizontal directional acoustic field has a rotation frequency of ω 1 = 50 Hz, which are presented in table 8.
Получили почти те же результаты, которые представлены в таблице 9.Got almost the same results, which are presented in table 9.
м3/тGas content
m 3 / t
Пример 4.Example 4
Выполняли условия Примера 2, в котором вращательное горизонтально направленное акустическое поле имеет частоту вращения ω1=1кГц. Результаты представлены в таблице 10.The conditions of Example 2 were fulfilled, in which a rotational horizontal directional acoustic field has a rotation frequency of ω 1 = 1 kHz. The results are presented in table 10.
Таблица 10Table 10
Получили те же, но улучшенные результаты, которые представлены в таблице 11.Got the same, but improved results, which are presented in table 11.
Пример 5.Example 5
Выполняли условия Примеру 2, в котором вращательное горизонтально направленное акустическое поле имеет частоту вращения ω1≥0,001 МГц, которые представлены в таблице 12.The conditions of Example 2 were fulfilled, in which a rotational horizontal directional acoustic field has a frequency of rotation ω 1 ≥0.001 MHz, which are presented in table 12.
Таблица 12Table 12
Получили такие результаты, которые представлены в таблице 13, которые не являются удовлетворительными по причине того, что большая частота вращения горизонтального поля более 10 кГц не улучшает показатели.Got such results, which are presented in table 13, which are not satisfactory due to the fact that a large horizontal frequency of rotation of more than 10 kHz does not improve performance.
Пример 6.Example 6
Выполняли условия Примера 2, в котором горизонтально направленное акустическое поле имеет частоту вращения ω1≥0,001 МГц, которые представлены в таблице 14.The conditions of Example 2 were fulfilled, in which a horizontally directed acoustic field has a rotation frequency of ω 1 ≥0.001 MHz, which are presented in table 14.
Вт/см2
Intensity
W / cm 2
сканирования,
м/сVertical speed
scan
m / s
вания,
м/сHorizontal Scan Speed
vania
m / s
%Goodness
%
горизонтального
поля, с-1 Rotation frequency
horizontal
fields, s -1
облучения, чDuration
irradiation,
Получили такие же результаты, которые представлены в таблице 15, удовлетворительные по причине того, что не происходит положительный эффект влияния акустического поля на призабойную зону пласта.The same results are obtained, which are presented in table 15, satisfactory due to the fact that there is no positive effect of the influence of the acoustic field on the bottomhole formation zone.
%Water cut,
%
м3/тGas content
m 3 / t
Пример 7.Example 7
Выполняли условия Примера 2, в котором вращение акустического поля осуществляли при возможности безынерционной смены направления вращения, которые представлены в таблице 16. Получили такие же результаты, что и в Примере 6.The conditions of Example 2 were fulfilled, in which the rotation of the acoustic field was carried out if possible inertialess change of direction of rotation, which are presented in table 16. The same results were obtained as in Example 6.
м3/тGas content
m 3 /
Пример 8.Example 8
Выполняли условия Примеру 2, в котором вращательное горизонтально направленное акустическое поле бегущей волны создавали управляемой частоты для обеспечения много резонансного режиму взаимодействия пород пласта с флюидом, которые представлены в таблице 17.The conditions of Example 2 were fulfilled, in which a rotational horizontally directed acoustic field of the traveling wave was created at a controlled frequency to provide a multi-resonant regime of interaction between the formation rocks and the fluid, which are presented in table 17.
Получили те же, но улучшенные результаты, которые представлены в таблице 18.Got the same, but improved results, which are presented in table 18.
м3/тGas content
m 3 / t
Пример 9.Example 9
Выполняли условия, как в предыдущих Примерах. В качестве обратной связи дополнительно использовали такие амплитудно-фазочастотные характеристики отраженной волны, как ее энергетический спектр, а также такие качественно-количественные параметры флюида, как его вязкость, скорость вертикального движения, температура, давление, газосодержание, водосодержание, фракционный состав, которые представлены в таблице 19.Fulfilled the conditions, as in the previous Examples. As feedback, we additionally used such amplitude-phase-frequency characteristics of the reflected wave as its energy spectrum, as well as qualitative and quantitative parameters of the fluid, such as its viscosity, vertical speed, temperature, pressure, gas content, water content, and fractional composition, which are presented in table 19.
Получили такие же, но улучшенные результаты, которые представлены в таблице 20.Got the same, but improved results, which are presented in table 20.
Пример 10.Example 10
На той же скважине одновременно с обработкой ее призабойной зоны осуществляли ультразвуковой крекинг углеводородных соединений, при этом в качестве реактора использовали кольцевое пространство скважины между активной поверхностью излучателей и внутренней поверхностью стенок скважины или пласта, использовали смесь углеводородных соединений с водой и растворенным в нефти газом. Акустическое (ультразвуковое воздействие на смесь) выполняли слоями параллельно поперечному сечению ультразвукового реактора. В области разложения води на ионы H+ и ОН- и преобразования смеси "вода - углеводородные соединения с растворенным в нем газом" осуществляли режим стоячих волн, а воздействие ультразвуковых волн на обрабатываемую смесь осуществляли по всему объему активной зоны реактора, которую занимает смесь, с учетом мониторинга результатов крекинга. Процесс крекинга осуществляли в режиме развитой кавитации в обрабатываемой смеси с переходом жидких углеводородов и воды в парогазовую фазу, разрывом молекул воды и длинных углеводородных молекул нефти на составные части (радикалы) с гидрогенизацией и/или алкилированием последний с образованием легких углеводородов. Для создания акустического поля использовали внутрискважинное устройство (кавитатор), который размещали в зоне крекинг-процесса, и с помощью кавитатора формировали акустическое поле заданной направленности (геометрической формы), периодичности (частоты), интенсивности (мощности) и квантованности (дозированности), которые необходимы и достаточны для создания стабильного ориентированного кавитационного потока, в котором осуществляли крекинг нефти и ее внутрискважинный транспорт до устья скважины.At the same well, simultaneously with the treatment of its bottom zone, ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds was carried out, while the annular space of the well between the active surface of the emitters and the inner surface of the walls of the well or formation was used as a reactor, a mixture of hydrocarbon compounds with water and gas dissolved in oil was used. Acoustic (ultrasonic impact on the mixture) was performed in layers parallel to the cross section of the ultrasonic reactor. In the field of decomposition of water into H + and OH - ions and the conversion of the water – hydrocarbon compounds with gas dissolved in it, the regime of standing waves was carried out, and the action of ultrasonic waves on the treated mixture was carried out over the entire volume of the reactor core occupied by the mixture, with taking into account the monitoring of cracking results. The cracking process was carried out in the developed cavitation mode in the treated mixture with the transition of liquid hydrocarbons and water to the vapor-gas phase, the breakdown of water molecules and long hydrocarbon oil molecules into components (radicals) with hydrogenation and / or alkylation of the latter with the formation of light hydrocarbons. To create an acoustic field, a downhole device (cavitator) was used, which was placed in the cracking zone, and using the cavitator, an acoustic field was formed with a given direction (geometric shape), periodicity (frequency), intensity (power) and quantization (dosage), which are necessary and sufficient to create a stable oriented cavitation flow, in which the oil was cracked and its downhole transport to the wellhead.
Вместе с этим на призабойную зону дополнительно воздействовали дискретным в пространстве аксиально-винтовым акустическим полем с такими энергетическими, частотными и другими характеристиками, которые представлены в таблице 21, которая отображает диапазон значений величин, которые влияют на процессы, происходящие в скважине, а также их значения.At the same time, the bottom-hole zone was additionally exposed to a spatially discrete axial-screw acoustic field with the energy, frequency and other characteristics that are presented in table 21, which displays a range of values that affect the processes occurring in the well, as well as their values .
Мониторинг вели за такими параметрами смеси, как плотность флюида, его вязкость, скорость вертикального движения потока в скважине, его температурой, давлением, газосодержанием, водосодержанием, фракционным составом, и за такими параметрами нефтяного пласта, насыщенного флюидами, которые представлены в таблице 22.Monitoring was carried out for such parameters of the mixture as the density of the fluid, its viscosity, the rate of vertical movement of the flow in the well, its temperature, pressure, gas content, water content, fractional composition, and for such parameters of the oil reservoir saturated with fluids, which are presented in table 22.
Кроме того, мониторинг, также, проводили за такими амплитудно-фазочастотными характеристиками отраженных волн и виброгенерирующих элементов, как скорость продольной отраженной волны.In addition, monitoring was also carried out for such amplitude-phase-frequency characteristics of the reflected waves and vibrating elements, such as the velocity of the longitudinal reflected wave.
Обобщенный результат представляет собой 532 таблиц данных, наиболее характерные из которых представлены в таблице 22. Анализ этих данных показывает, что значительно вырос дебит скважины за счет внутрискважинного крекинга нефти и уменьшилась обводненность продукции, значительно возросло газосодержание, изменился ее химический состав, характеристики, которые не приведены в таблице 1, 2, такие как температура застывания, температура возгорания, температура начала кристаллизации, массовая доля серы, зольность, коксование, и другие основные свойства. Характерный случай приведен в таблице 23.The generalized result is 532 data tables, the most typical of which are presented in table 22. Analysis of these data shows that the well production rate has significantly increased due to downhole oil cracking and the water cut has decreased, the gas content has increased significantly, its chemical composition has changed, characteristics that are not are given in table 1, 2, such as pour point, ignition temperature, temperature of crystallization onset, mass fraction of sulfur, ash, coking, and other basic oystva. A typical case is shown in table 23.
м3/тGas content
m 3 / t
IIIT3Р2 IIIT 3 P 2
IIIT 3 P 2
Пример 11.Example 11
Выполняли условия, как в предыдущем Примере. При этом в крекинг-процессе использовали дозированное, нестационарное, пространственно-распределенное, перемещающееся в вертикальном, горизонтальном и аксиально-винтовом направлениях акустическое поле в виде одновременно действующих вертикально и горизонтально направленных акустических полей, которые образуют суммарное поле за счет интерференции в пространстве и времени составных полей, характеристики которых представлены в таблице 24.Fulfilled the conditions as in the previous Example. At the same time, a dosed, non-stationary, spatially distributed, moving in the vertical, horizontal and axial-screw directions acoustic field in the form of simultaneously acting vertically and horizontally directed acoustic fields, which form the total field due to the interference in space and time, was used in the cracking process fields whose characteristics are presented in table 24.
%Goodness
%
Получили тот же результат, который представлений в таблице 25.Got the same result as the representations in table 25.
Пример 11.Example 11
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом в качестве вертикально направленного акустического поля использовали поле стоячих волн, образованных за счет интерференции когерентных (синфазных) излучений двух рядом размещенных виброгенерирующих элементов источника поля, в качестве горизонтально направленного акустического поля использовали поле, которое вращается в горизонтальной плоскости с угловой частотой вращения ω=20 кГц, а в качестве аксиально направленного акустического поля использовали дискретное в пространстве и времени аксиально-винтовое акустическое поле, которое создавали с помощью переключения виброгенерирующих элементов излучателя с созданием р-мерной полевой сотовой структуры. где р=60, который представлен в таблице 26.The conditions were fulfilled, as in Example 9. In this case, the field of standing waves formed due to the interference of coherent (in-phase) radiation from two adjacent vibrating elements of the field source was used as a vertically directed acoustic field, and a field that rotates in horizontal plane with an angular frequency of rotation of ω = 20 kHz, and axially discrete in space and time was used as an axially directed acoustic field a helical-aline-helical field, which was created by switching the vibrating elements of the emitter with the creation of a p-dimensional field honeycomb structure. where p = 60, which is presented in table 26.
Получили тот же результат, который представлен в таблице 27.Got the same result, which is presented in table 27.
Пример 12.Example 12
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом скорость перемещения акустического поля в межтрубном пространстве скважины составляла величину, которая необходима и достаточна для создания легких углеводородов, их транспорта до устья скважины и добычи и которая представлена в таблице 28.The conditions were fulfilled, as in Example 9. The velocity of the acoustic field in the annulus of the well was the amount that is necessary and sufficient to create light hydrocarbons, transport them to the wellhead and production, and which is presented in table 28.
Були получены результаты, которые представлены в таблице 29.Boules obtained results, which are presented in table 29.
Пример 13.Example 13
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом частота акустического поля соответствовала резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси, которые представлены в таблице 28, и составляла f=106 Гц.The conditions were fulfilled, as in Example 9. The frequency of the acoustic field corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture, which are presented in table 28, and amounted to f = 10 6 Hz.
Получили той же результат, который представлений в таблице 30.Got the same result as the representations in table 30.
Пример 14.Example 14
Выполняли условия, как в Примере 13. При этом частота акустического поля соответствовала резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси и составляла f=20·103 Гц.The conditions were fulfilled, as in Example 13. In this case, the frequency of the acoustic field corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture and amounted to f = 20 · 10 3 Hz.
Получили тот же результат, который отражен в таблице 32.Got the same result, which is shown in table 32.
Пример 15.Example 15
Выполняли условия, как в Примере 13. При этом частота акустического поля соответствовала резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2 и составляла f=6·108 Гц.The conditions were fulfilled, as in Example 13. In this case, the frequency of the acoustic field corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with the specific physicochemical characteristics that are presented in table 2 and amounted to f = 6 · 10 8 Hz.
Получили той же результаты, которые представлены в таблице 34.Got the same results, which are presented in table 34.
Пример 16.Example 16
Выполняли условия, как в Примере 13. При этом частота акустического поля соответствовала резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2 и составляла f=103 Гц.The conditions were fulfilled, as in Example 13. At the same time, the frequency of the acoustic field corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with the specific physicochemical characteristics that are presented in table 2 and amounted to f = 10 3 Hz.
Получили неудовлетворительный результат, который представлен в таблице 36, в связи с тем, что была использована недостаточная интенсивность акустического поля при его увеличенной частоте.Received an unsatisfactory result, which is presented in table 36, due to the fact that the insufficient intensity of the acoustic field was used with its increased frequency.
Пример 17.Example 17
Выполняли условия, как в Примере 13. При этом частота акустического поля соответствовала резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2, и составляла f=109 Гц.The conditions were fulfilled, as in Example 13. At the same time, the frequency of the acoustic field corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with the specific physicochemical characteristics shown in Table 2 and was f = 10 9 Hz.
%Goodness
%
При режимах, приведенных в таблице 37, получили неудовлетворительный результат, который представлен в таблице 38, в связи с тем, что была использована недостаточная мощность акустического поля при пластовом давлении 11,1 МПа, что не вызвало режима развитой кавитации.In the modes shown in table 37, an unsatisfactory result was obtained, which is presented in table 38, due to the fact that insufficient acoustic field power was used at a reservoir pressure of 11.1 MPa, which did not cause the developed cavitation mode.
Результат приведен в таблице. 38The result is shown in the table. 38
Пример 18.Example 18
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом длительность развитого кавитационного состояния в локальной зоне межтрубного пространства скважины, где обеспечивали крекинг-процесс нефти, который соответствовал резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2, составляло t=10-8 с.The conditions were fulfilled, as in Example 9. At the same time, the duration of the developed cavitation state in the local zone of the annulus of the well, where the cracking process of the oil was provided, which corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with the specific physicochemical characteristics shown in Table 2, was t = 10 -8 s.
При режимах, указанных в таблице 39, получили такой же результат, который представлен в таблице 40.In the modes indicated in table 39, we got the same result, which is presented in table 40.
Пример 19.Example 19
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом длительность развитого кавитационного состояния в локальной зоне межтрубного пространства скважины, где обеспечивали крекинг-процесс нефти, который соответствовал резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2, составляла t=1,8·10-9 с.The conditions were fulfilled, as in Example 9. Moreover, the duration of the developed cavitation state in the local zone of the annular space of the well, where the oil cracking process was provided, which corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with such specific physicochemical characteristics as shown in Table 2, was t = 1.8 · 10 -9 s.
ность,
Вт/см2 Intensive
nost
W / cm 2
вертикаль
ного скани
рования, м/сSpeed
vertical
foot scan
m / s
горизон
тального
сканирова
ния, м/сSpeed
the horizon
total
scanned
Ny, m / s
%Goodness
%
вращения
горизонтального
поля, с-1 Frequency
rotation
horizontal
fields, s -1
При режимах, приведенных в таблице 41 получили приблизительно такой же результат, который отражен в таблице 42.When the modes shown in table 41 received approximately the same result, which is reflected in table 42.
%Water cut,
%
м3/тGas content
m 3 / t
Пример 20.Example 20
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом время существования развитого кавитационного состояния в локальной зоне межтрубного пространства скважины, где обеспечивали крекинг-процесс нефти, который соответствовал резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2, составляло t=50·10-6 с.The conditions were fulfilled, as in Example 9. At the same time, the existence of the developed cavitation state in the local zone of the annulus of the well, where the cracking process of the oil was provided, which corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with such specific physicochemical characteristics, are presented in table 2, amounted to t = 50 · 10 -6 s.
При режимах, указанных в таблице 43 получили такой же результат, который представлен в таблице 44.In the modes indicated in table 43, the same result was obtained, which is presented in table 44.
Пример 21.Example 21
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом время существования развитого кавитационного состояния в локальной зоне межтрубного пространства скважины, где обеспечивали крекинг-процесс нефти, который соответствовал резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2, составляло t=10-3 с.The conditions were fulfilled, as in Example 9. At the same time, the existence of the developed cavitation state in the local zone of the annulus of the well, where the cracking process of the oil was provided, which corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with such specific physicochemical characteristics, are presented in table 2, was t = 10 -3 s.
При режимах, указанных в таблице 45 получили неудовлетворительный результат, который представлен в таблице 46, в связи с тем, что время акустического облучения нефти было преувеличено. В процессе внутрискважинного крекинга нефти образовывались очень легкие углеводороды (широкая фракция легких углеводородов).Under the conditions indicated in table 45, an unsatisfactory result was obtained, which is presented in table 46, due to the fact that the time of acoustic irradiation of oil was exaggerated. In the process of downhole oil cracking, very light hydrocarbons were formed (a wide fraction of light hydrocarbons).
м3/тGas content
m 3 / t
Пример 22.Example 22
Выполняли условия, как в Примере 9. При этом время существования развитого кавитационного состояния в локальной зоне межтрубного пространства скважины, где обеспечивали крекинг-процесс нефти, который соответствовал резонансному кавитационному состоянию жидкой смеси с такими конкретными физико-химическими характеристиками, которые представлены в таблице 2, составляло t=10-10 с.The conditions were fulfilled, as in Example 9. At the same time, the existence of the developed cavitation state in the local zone of the annulus of the well, where the cracking process of the oil was provided, which corresponded to the resonant cavitation state of the liquid mixture with such specific physicochemical characteristics, are presented in table 2, was t = 10 -10 s.
При осуществлении режимов процесса, приведенных в таблице 47 получили неудовлетворительный результат, который представлены в таблице 48 в связи с тем, что нефть интенсивно преобразовывалась в легкие углеводороды.When implementing the process conditions shown in table 47, an unsatisfactory result was obtained, which are presented in table 48 due to the fact that the oil was intensively converted into light hydrocarbons.
м3/тGas content
m 3 / t
Пример 23.Example 23
Выполняли условия, как в Примере 9. Физико-химические свойства углеводородов, которые добывали, составляли величины, приведенные в таблице 2, а термодинамические условия имели показатели, которые представлены в таблице 47.The conditions were fulfilled, as in Example 9. The physicochemical properties of the hydrocarbons that were produced amounted to the values shown in table 2, and the thermodynamic conditions had the indicators shown in table 47.
При этом в локальной точке зоны скважины величина квантов (доз) акустической энергии, при которых вели крекинг, составляла ΔЕ=10-6 Дж.Moreover, at the local point of the well zone, the magnitude of the quanta (doses) of acoustic energy at which the cracking was carried out was ΔЕ = 10 -6 J.
Получили такой же результат, что и в Примере 9.Got the same result as in Example 9.
Пример 24.Example 24
Выполняли условия, как в Примере 22. Физико-химические свойства углеводородов, которые добывали представлены в таблице 2, а термодинамические условия имели такие показатели, которые представлены в таблице 47The conditions were fulfilled, as in Example 22. The physicochemical properties of the hydrocarbons that were produced are shown in Table 2, and the thermodynamic conditions had those indicators that are presented in Table 47
При этом в локальной точке зоны скважины величина квантов (доз) акустической энергии. при которых производили крекинг, составляла ΔЕ=0,18·10-9 Дж.Moreover, at the local point of the well zone, the magnitude of the quanta (doses) of acoustic energy. at which cracking was performed, was ΔE = 0.18 · 10 -9 J.
Получили той же результат, который представлен в таблице 50.Got the same result, which is presented in table 50.
Пример 25.Example 25
Выполняли условия, как в Примере 22. Физико-химические свойства углеводородов, которые добывали, составляли значения, которые представлены в таблице 2, а термодинамические условия имели такие показатели, которые представлены в таблице 47.The conditions were fulfilled, as in Example 22. The physicochemical properties of the hydrocarbons that were produced amounted to the values shown in table 2, and the thermodynamic conditions had those indicators that are presented in table 47.
При этом в локальной точке зоны скважины величина квантов (доз) акустической энергии. при которых вели крекинг, составляла ΔЕ=1·10-4 Дж.Moreover, at the local point of the well zone, the magnitude of the quanta (doses) of acoustic energy. at which they cracked, it was ΔЕ = 1 · 10 -4 J.
Получили тот же результат, который представлен в таблице 50.Got the same result, which is presented in table 50.
Пример 26.Example 26
Выполняли условия, как в Примере 22. Физико-химические свойства углеводородов, которые добывали, представлены в таблице 2, а термодинамические условия имели такие же показатели, которые представлены в таблице 47.The conditions were fulfilled, as in Example 22. The physicochemical properties of the hydrocarbons that were produced are shown in Table 2, and the thermodynamic conditions had the same indicators as shown in Table 47.
При этом в локальной точке зоны скважины величина квантов (доз) акустической энергии. при которых вели крекинг, составляла ΔЕ=1·10-3 Дж.Moreover, at the local point of the well zone, the magnitude of the quanta (doses) of acoustic energy. at which they cracked, it was ΔЕ = 1 · 10 -3 J.
Получили неудовлетворительный результат, который представлен в таблице 52, в связи с тем, что удельная энергия акустического поля превышала номинальную, при этом происходило чрезмерное облучение и создавались преимущественно легкие углеводороды.An unsatisfactory result was obtained, which is presented in table 52, due to the fact that the specific energy of the acoustic field exceeded the nominal one, in this case excessive radiation occurred and mainly light hydrocarbons were created.
Пример 27.Example 27
Выполняли условия, как в Примере 22. Физико-химические свойства углеводородов, которые добывали, представлены в таблице 2, а режимы крекинга имели такие показатели, которые представлены в таблице 53. При этом в локальной точке зоны скважины величина квантов (доз) акустической энергии, при которых вели крекинг, составляла ΔЕ=1·10-13 Дж.The conditions were fulfilled, as in Example 22. The physicochemical properties of the hydrocarbons that were produced are shown in Table 2, and the cracking conditions had the same indicators as shown in Table 53. At the same time, the magnitude of the quanta (doses) of acoustic energy at the local point of the well zone at which they cracked, it was ΔЕ = 1 · 10 -13 J.
Получили неудовлетворительный результат, который представлен в таблице 54, в связи с тем, что удельная энергия акустического поля значительно превышала номинальную, поэтому, как следствие, происходило чрезмерное облучение и создавались преимущественно легкие углеводороды - жирные газы.The unsatisfactory result was obtained, which is presented in table 54, due to the fact that the specific energy of the acoustic field was significantly higher than the nominal, therefore, as a result, excessive irradiation occurred and mainly light hydrocarbons - fatty gases were created.
Заявленная группа изобретений обеспечивает следующий технический результат:The claimed group of inventions provides the following technical result:
- увеличение эффективности за счет снижения энергоемкости технологического процесса;- increased efficiency by reducing the energy intensity of the process;
- увеличение эффективности за счет снижения длительности производственного цикла, который включает добычу нефти, ее подготовку и переработку в конечный продукт;- increase in efficiency by reducing the duration of the production cycle, which includes oil production, its preparation and processing into the final product;
- снижение фондозатрат на осуществление технологического процесса за счет устранения оборудования для подготовки и переработки нефти в конечный продукт.- reduction of capital costs for the implementation of the process by eliminating equipment for the preparation and processing of oil into the final product.
Источники информацииInformation sources
1. Способ акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов. В патенте №RU 2026969, 20.01.95.1. The method of acoustic impact on the bottom-hole zone of reservoirs. In patent No.RU 2026969, 01.20.95.
2. Подобед B.C. Способ акустического воздействия на нефтегазоносный пласт. В патенте №RU 2140534 С1, 11.03.98 - прототип.2. Podobed B.C. The method of acoustic impact on the oil and gas reservoir. In patent No.RU 2140534 C1, 03/11/98 - a prototype.
3. М.Г.Рудин, А.Е.Драпкин. Краткий справочник нефтепереработчика. - Л.: Химия, 1980. - С.65-67.3. M.G. Rudin, A.E. Drapkin. Oil refinery quick reference. - L .: Chemistry, 1980. - P.65-67.
4. М.Г.Рудин, А.Е.Драпкин. Краткий справочник нефтепереработчика. - Л.: Химия, 1980. - С.70-73.4.M.G. Rudin, A.E. Drapkin. Oil refinery quick reference. - L .: Chemistry, 1980. - P.70-73.
5. Родионов В.Е., Венгер Е.Ф. Способ ультразвукового крекинга углеводородных соединений. В патенте №UA 37716, C 10 G 15/00, 2001.5. Rodionov V.E., Wenger E.F. Method for ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds. In patent No. UA 37716, C 10
6. Родионов В.Е., Венгер Е.Ф. Способ ультразвукового крекинга углеводородных соединений. В патенте №UA 41575, C 10 G 15/00, 2001 - ПРОТОТИП.6. Rodionov V.E., Wenger E.F. Method for ultrasonic cracking of hydrocarbon compounds. In patent No. UA 41575, C 10
7. Ефимова С.А. Устройство для виброакустического воздействия на нефтяной пласт. В патенте №RU 2129659, 22.07.98, Е 21 В 43/25, 28/00.7. Efimova S.A. Device for vibroacoustic impact on an oil reservoir. In patent No. RU 2129659, 07/22/98, E 21
8. Печков А.А., Кузнецов О.Л., Дрягин В.В. Устройство для акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов. В патенте №RU 2026970, 20.01.95, Е 21 В 43/25 - ПРОТОТИП.8. Pechkov A.A., Kuznetsov O.L., Dryagin V.V. A device for acoustic impact on the bottom-hole zone of reservoirs. In patent No.RU 2026970, 01.20.95, E 21
9. Pechkov A.A., Kouznetsov O.L., Drjaguin V.V. Acoustic flow stimulation method and apparatus. В патенте №US 5184678, 09.02.93, E 21 B 43/24, 43/25.9. Pechkov A.A., Kouznetsov O.L., Drjaguin V.V. Acoustic flow stimulation method and apparatus. In patent No. US 5184678, 02/09/93, E 21
10. Williams A.V. Apparatus and method for improving the productivity of an oil well. В патенте №US 4437518, 20.03.84, E 21 B 43/24, 43/25.10. Williams A.V. Apparatus and method for improving the productivity of an oil well. In patent No. US 4437518, 03.20.84, E 21
11. Joseph A.A. Ultrasonic energy producing device for an oil well. В патенте №US 510922, 05.05.92, E 21 B 43/25.11. Joseph A.A. Ultrasonic energy producing device for an oil well. In patent No. US 510922, 05/05/92, E 21
12. Joseph A.A. Ultrasonic energy producing device. В патенте №US 5344532, 06.09.94, С 01 В 3/00.12. Joseph A.A. Ultrasonic energy producing device. In patent No. US 5344532, 09/06/94, C 01
13. Patzner N. Method and apparatus for cleaning wells with ultrasonics. В патенте №US 5727628, 17.03.98, E 21 B 37/08.13. Patzner N. Method and apparatus for cleaning wells with ultrasonics. In patent No. US 5727628, 03/17/98, E 21
14. Hanesian D., Pema A.J., Shuring J.R., Femandez H.J. Apparatus and method for in situ removal of contaminants using sonic energy. В патенте №US 5984578, 16.11.99, B 09 C 1/00, E 21 B 43/25, 43/26.14. Hanesian D., Pema A.J., Shuring J.R., Femandez H.J. Apparatus and method for in situ removal of contaminants using sonic energy. In patent No. US 5984578, 16.11.99, B 09
15. Wegener D.C. et al. Method and apparatus for enhancing well production using sonic energy. В патенте №US 6186228, 13.02.2001, E 21 B 28/00, 43/25.15. Wegener D.C. et al. Method and apparatus for enhancing well production using sonic energy. In patent No. US 6186228, 02.13.2001, E 21
16. Wegener D.C. et al. Heavy oil viscosity reduction and production. В патенте №US 6279653, 28.08.2001, E 21 B 43/00, 28/00.16. Wegener D.C. et al. Heavy oil viscosity reduction and production. In patent No. US 6279653, 08.28.2001, E 21
17. Slaughter et al. Ultrasonic downhole radiation and method for using same. В патенте №US 6230799, 15.05.2001, E 21 B 28/00.17. Slaughter et al. Ultrasonic downhole radiation and method for using same. In the patent No. US 6230799, 05.15.2001, E 21
18. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, Сиб. Отд. 1986, С.250-257.18. Avvakumov E.G. Mechanical methods of activation of chemical processes. Novosibirsk: Science, Sib. Sep. 1986, S.250-257.
19. Косолапов А.Ф., Кузнецов А.И., Мухаметдинов Н.Н. Современное состояние виброволновой технологии интенсификации нефтедобычи. Каротажник, вып. 74, Тверь, 2000, С.10-20.19. Kosolapov A.F., Kuznetsov A.I., Mukhametdinov N.N. Current state of the microwave technology for intensification of oil production. Logger, vol. 74, Tver, 2000, S.10-20.
20. Маргулис М.А. Основы звукохимии. М.: Высшая школа. 1984, С. 117-128.20. Margulis M.A. The basics of sound chemistry. M .: Higher school. 1984, S. 117-128.
21. Носов В.Н. Новые акустические преобразователи для реализации геоакустических методов поиска и разведки месторождений полезных ископаемых. Сб. научн. тр. Скважинная геоакустика при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых. - М.: ВНИИГеоинформсистем, 1987, С.120-122.21. Nosov V.N. New acoustic transducers for the implementation of geoacoustic methods for the search and exploration of mineral deposits. Sat scientific tr Downhole geoacoustics in the search and exploration of mineral deposits. - M .: VNII Geoinformsystem, 1987, S.120-122.
22. Повышение продуктивности и реанимация скважин. /В.П.Дыбленко, Р.Н.Камалов, Р.Я.Шарифуллин, И.А.Туфанов. М.: Недра, 2000, 381 с.22. Improving productivity and resuscitation of wells. / V.P. Dyblenko, R.N. Kamalov, R.Ya. Sharifullin, I.A. Tufanov. M .: Nedra, 2000, 381 p.
23. Симкин Э.М., Соколов Л.В. Влияние акустического поля на реологические свойства нефтей. /Тр. Ин-т ВНИИЯГГ/. - 1981, с.25.23. Simkin E.M., Sokolov L.V. The influence of the acoustic field on the rheological properties of oils. / Tr. Institute VNIIAGG. - 1981, p. 25.
24. Ashcheepkov Y.S., Infiltration Characteristics of Inhomogeneous Porous Media in Seismic Field, Soviet Mining Science, vol. 25, No.5, 1990, pp. 492-496.24. Ashcheepkov Y.S., Infiltration Characteristics of Inhomogeneous Porous Media in Seismic Field, Soviet Mining Science, vol. 25, No.5, 1990, pp. 492-496.
25. Beresnev I.A. et all., Elastic-Wave Stimulation of Oil Production: A Review of Methods and Results, Geophysics, vol. 59, No. 6, Jun., 1994, pp. 1000-1017.25. Beresnev I.A. et all., Elastic-Wave Stimulation of Oil Production: A Review of Methods and Results, Geophysics, vol. 59, No. 6, Jun., 1994, pp. 1000-1017.
26. Caustic Flooding Cost Efficient, Oil week, Sep. 29, 1980, pp. 29-30.26. Caustic Flooding Cost Efficient, Oil week, Sep. 29, 1980, pp. 29-30.
27. Fairbanks H.V. et all., Ultrasonic Acceleration of Liquid Flow Through(undated) Porous Media, Sonochemical Engineering, No. 109, Vol. 67, pp. 108-116.27. Fairbanks H.V. et all., Ultrasonic Acceleration of Liquid Flow Through (undated) Porous Media, Sonochemical Engineering, No. 109, Vol. 67, pp. 108-116.
28. Nikolaevsky V.N. and all.. Residual Oil Reservoir Recovery with Seismic Vibrations, SPE Production & Facilities, May 1996, pp. 89-94.28. Nikolaevsky V.N. and all .. Residual Oil Reservoir Recovery with Seismic Vibrations, SPE Production & Facilities, May 1996, pp. 89-94.
29. Wang J. et al. Study of Enhanced Heavy Oil Recovery by Hot Caustic Flooding, Heavy Crude and Tar Sands - Hydrocarbons for the 21st Century, pp. 419-440 (Undated).29. Wang J. et al. Study of Enhanced Heavy Oil Recovery by Hot Caustic Flooding, Heavy Crude and Tar Sands - Hydrocarbons for the 21 st Century, pp. 419-440 (Undated).
Claims (30)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2002053982 | 2002-05-15 | ||
UA2002053982 | 2002-05-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003114031A RU2003114031A (en) | 2004-12-10 |
RU2285793C2 true RU2285793C2 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=37438051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003114031/03A RU2285793C2 (en) | 2002-05-15 | 2003-05-15 | Well bottom zone treatment method, oil cracking method and device for above methods realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285793C2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542016C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of well bore zone treatment for productive formation |
WO2015074053A1 (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-21 | Green Oilfield Services, Inc. | Acoustic cavitation in fluids |
RU2582688C1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" /НОВОТЕХ+/ | Method for increasing reservoir recovery generation waves on natural waveguides |
RU2582359C2 (en) * | 2014-02-18 | 2016-04-27 | Юрий Александрович Сарапулов | Wave impact device for mineral deposits |
RU2603778C1 (en) * | 2015-07-20 | 2016-11-27 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Acoustic radiating system for intensification of oil production |
RU2616683C1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-04-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Device for reducing viscosity of oil and petroleum products |
RU2647133C1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-03-14 | Анатолий Георгиевич Малюга | Technological complex for reservoir recovery stimulation |
RU2726087C1 (en) * | 2020-02-18 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of hydrodynamic effect on formation and device for its implementation |
RU2750770C1 (en) * | 2020-11-25 | 2021-07-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук (ХФИЦ ДВО РАН) | Method for activating permeability of rocks in development of fluid deposits |
-
2003
- 2003-05-15 RU RU2003114031/03A patent/RU2285793C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015074053A1 (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-21 | Green Oilfield Services, Inc. | Acoustic cavitation in fluids |
RU2542016C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of well bore zone treatment for productive formation |
RU2582359C2 (en) * | 2014-02-18 | 2016-04-27 | Юрий Александрович Сарапулов | Wave impact device for mineral deposits |
RU2582688C1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" /НОВОТЕХ+/ | Method for increasing reservoir recovery generation waves on natural waveguides |
RU2603778C1 (en) * | 2015-07-20 | 2016-11-27 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Acoustic radiating system for intensification of oil production |
RU2616683C1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-04-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Device for reducing viscosity of oil and petroleum products |
RU2647133C1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-03-14 | Анатолий Георгиевич Малюга | Technological complex for reservoir recovery stimulation |
RU2726087C1 (en) * | 2020-02-18 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of hydrodynamic effect on formation and device for its implementation |
RU2750770C1 (en) * | 2020-11-25 | 2021-07-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук (ХФИЦ ДВО РАН) | Method for activating permeability of rocks in development of fluid deposits |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10746006B2 (en) | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes | |
US20200224520A1 (en) | Method and System for Subsurface Resource Production | |
Wang et al. | Advances in ultrasonic production units for enhanced oil recovery in China | |
KR101005172B1 (en) | Method and electro acoustic device for stimulation of mass transfer processes that increase production capacity of wells | |
US8746333B2 (en) | System and method for increasing production capacity of oil, gas and water wells | |
Mullakaev et al. | Ultrasonic automated oil well complex and technology for enhancing marginal well productivity and heavy oil recovery | |
US20110139441A1 (en) | System, apparatus and method for stimulating wells and managing a natural resource reservoir | |
RU2285793C2 (en) | Well bottom zone treatment method, oil cracking method and device for above methods realization | |
US7063144B2 (en) | Acoustic well recovery method and device | |
Wang et al. | Research status and development trend of ultrasonic oil production technique in China | |
CA2745735A1 (en) | Method for extraction of hydrocarbon fuels or contaminants using electrical energy and critical fluids | |
US20150138923A1 (en) | Acoustic cavitation in fluids | |
US11346196B2 (en) | Method and apparatus for complex action for extracting heavy crude oil and bitumens using wave technologies | |
RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
Makarev et al. | Effects of different power high-intensity ultrasonic treatment on rheological properties of heavy oil products | |
US20150218911A1 (en) | Device for decolmatation of the critical area of exploitation and injection wells | |
RU2003114031A (en) | METHOD FOR TREATING A BOTTOM BOREHOLE ZONE, A METHOD FOR OIL CRACKING AND A DEVICE FOR THEIR IMPLEMENTATION | |
Ganiev et al. | Enhanced oil recovery: resonance macro-and micro-mechanics of petroleum reservoirs | |
RU77176U1 (en) | HYDRODYNAMIC ULTRASONIC DEPARAFFINIZER OF PUMP AND COMPRESSOR PIPES | |
UA64688C2 (en) | Method for processing of the well prebreaking zone, method for the petroleum cracking and device for realisation of them | |
Fensky et al. | Rejuvenate unconventional wells by application of high-pressure pulse waves in the fracture network-An alternative to refracturing operations | |
RU2282020C2 (en) | Oil production method | |
METAKSA et al. | SCIENTIFIC AND TECHNICAL FUNDAMENTALS OF CHANGING THE PROPERTIES OF HYDROCARBONS IN CONDITIONS OF OPTIMAL SUBSOIL USE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060516 |