RU2295637C1 - Oil well bottom zone treatment device - Google Patents

Oil well bottom zone treatment device Download PDF

Info

Publication number
RU2295637C1
RU2295637C1 RU2005119260/03A RU2005119260A RU2295637C1 RU 2295637 C1 RU2295637 C1 RU 2295637C1 RU 2005119260/03 A RU2005119260/03 A RU 2005119260/03A RU 2005119260 A RU2005119260 A RU 2005119260A RU 2295637 C1 RU2295637 C1 RU 2295637C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
blocks
mixture charge
windows
initiation system
Prior art date
Application number
RU2005119260/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
ков Василий Петрович Коб (RU)
Василий Петрович Кобяков
Геннадий Петрович Лопухов (RU)
Геннадий Петрович Лопухов
Original Assignee
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук filed Critical Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук
Priority to RU2005119260/03A priority Critical patent/RU2295637C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2295637C1 publication Critical patent/RU2295637C1/en

Links

Landscapes

  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

FIELD: oil production industry, particularly to stimulate oil extraction by well bottom zone treatment.
SUBSTANCE: device comprises sealed body with cable head, heat-generation mixture charge and ignition initiation system. Local weakened areas are created in body wall. The weakened areas are made as blind holes or through windows closed with air-tight sealing diaphragms. The diaphragms are soldered or glued in the windows. The weakened areas are located in two locations along body length, namely near cable head and body bottom. Cable head and bottom are separated from heat-generation mixture charge with heat-isolation layers. The heat-generation mixture charge is made as a number of compacted blocks. The ignition initiation and heat-generation mixture charge blocks are made of high-energy thermit compositions. Ignition initiation system comprises electrode assembly having fixed spark gap and is located over or under heat-generation mixture charge.
EFFECT: increased oil recovery along with reduced device production costs.
3 cl, 1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для повышения производительности скважин путем обработки призабойной зоны.The invention relates to the oil industry, in particular to devices for increasing the productivity of wells by processing the bottom-hole zone.

Известны устройства для обработки призабойной зоны скважин (RU 2075597 С1, 20.03.1997; RU 2138630 C1, 27.09.1999), включающие герметичную металлическую камеру, заполненную воздухом под атмосферным давлением и отделенную мембраной от приемной камеры, заполненной неким активным составом. Устройства опускают в скважину на кабель-тросе и устанавливают напротив обрабатываемого пласта. Для этих устройств характерным является разрушение в нужный момент диафрагмы тем или иным способом, после чего скважинная жидкость заполняет воздушную камеру, создавая имплозию на забое. Это, в свою очередь, создает потоки жидкости из пласта в скважину, которые с тем или иным успехом производят очистку призабойной зоны пласта от кольматирующих отложений, снижающих эффективность нефтеотдачи. Кроме того, после имплозии столб скважинной жидкости создает гидравлический удар, способствующий повышению проницаемости призабойной зоны пласта как за счет декольматации, так и за счет образования в ней новых трещин.Known devices for processing the bottom-hole zone of wells (RU 2075597 C1, 03/20/1997; RU 2138630 C1, 09/27/1999), including a sealed metal chamber filled with air under atmospheric pressure and separated by a membrane from the receiving chamber filled with some kind of active composition. Devices are lowered into the well on a cable and installed opposite the treated formation. These devices are characterized by the destruction of the diaphragm at the right time in one way or another, after which the borehole fluid fills the air chamber, creating an implosion at the bottom. This, in turn, creates fluid flows from the formation into the well, which, with one way or another, clean the bottom-hole zone of the formation from clogging deposits that reduce the efficiency of oil recovery. In addition, after implosion, the wellbore column creates a hydraulic shock, which increases the permeability of the bottom-hole formation zone due to both decolmatization and the formation of new cracks in it.

Наиболее близким к изобретению является устройство для обработки призабойной зоны скважин (RU 2138630 C1, 27.09.1999), которое содержит воздушную и приемную камеры, разделенные диафрагмой, причем в полости приемной камеры размещен сгораемый, разделенный на несколько частей композиционный материал, а сама приемная камера выполнена из сплошного материала, разрушаемого при сгорании топливной композиции. Одна часть горящего материала представляет собой смесь железоалюминиевого термита, азотнокислого бария, алюминиевого порошка и эпоксидной смолы с отвердителем. Другая часть - смесь аммиачной селитры, бихромата калия и эпоксидной смолы с пластификатором и отвердителем. Третья часть представляет собой комбинацию первых двух.Closest to the invention is a device for processing the bottom-hole zone of wells (RU 2138630 C1, 09/27/1999), which contains an air and a receiving chamber separated by a diaphragm, and in the cavity of the receiving chamber there is a combustible composite material divided into several parts, and the receiving chamber itself made of solid material that is destroyed by the combustion of the fuel composition. One part of the burning material is a mixture of iron-aluminum termite, barium nitrate, aluminum powder and epoxy resin with a hardener. Another part is a mixture of ammonium nitrate, potassium dichromate and epoxy with a plasticizer and hardener. The third part is a combination of the first two.

Аналог и прототип имеют следующие общие недостатки. Прежде всего в обоих случаях для создания имплозии и гидравлического удара скважинной жидкости используют по сути однотипное устройство, внутренняя полость которого разделена мембраной на два объема, которые являются неотъемлемыми элементами конструкции. Один из этих объемов представляет собой воздушную камеру, другой - так называемую приемную камеру. В последней помещается активная среда, которая при определенных обстоятельствах разрушает мембрану, после чего скважинная жидкость под забойным давлением заполняет воздушную камеру. Активной средой служит композиционный материал на основе железоалюминиевого термита в смеси с другими компонентами, в том числе с солями и органическими соединениями.The analogue and prototype have the following common disadvantages. First of all, in both cases, to create implosion and hydraulic shock of the well fluid, essentially the same device is used, the internal cavity of which is divided by the membrane into two volumes, which are integral structural elements. One of these volumes is an air chamber, the other is the so-called receiving chamber. In the latter, an active medium is placed, which under certain circumstances destroys the membrane, after which the well fluid under the bottomhole pressure fills the air chamber. The active medium is a composite material based on iron-aluminum termite mixed with other components, including salts and organic compounds.

Эффективность этих устройств недостаточно высока по следующей причине. Тепловой эффект и температура горения используемых активных сред, а стало быть, и нагрев скважинной жидкости в реальных условиях недостаточно велики. Следствием этого является низкая эффективность очистки пор пласта от кольматирующих отложений (парафины, асфальтены, смолы), для удаления которых требуется максимальный перегрев скважинной жидкости, включая появление паровой фазы. Кроме того, конструкция двухкамерных устройств, а также технология приготовления многокомпонентных тепло- и газовыделяющих активных сред усложнены.The effectiveness of these devices is not high enough for the following reason. The thermal effect and the burning temperature of the active media used, and, consequently, the heating of the well fluid in real conditions are not large enough. The consequence of this is the low efficiency of cleaning the pores of the formation from clogging deposits (paraffins, asphaltenes, resins), the removal of which requires maximum overheating of the wellbore fluid, including the appearance of a vapor phase. In addition, the design of two-chamber devices, as well as the technology for the preparation of multicomponent heat and gas-emitting active media, are complicated.

Кроме этих общих причин недостаточно высокой эффективности известных устройств, прототип имеет еще следующие недостатки. Во-первых, вторая часть сгораемого композиционного материала, помещенная в приемную камеру, выполненную из упруго-пластичного материала, сгорает вместе с камерой со сравнительно низкой скоростью. В результате, значительная часть выделяющегося тепла успевает неэффективно рассеяться, а выделение газов не носит ударного характера. Это дополнительно снижает эффективность действия устройства. Согласно прототипу обусловленное существом дела требование ко второй части композиционного материала, касающееся его высокой прочности, не позволяет использовать более высококалорийные и быстро горящие активные среды. Во-вторых, вторая часть композиционного материала является взрывоопасной из-за присутствия в составе аммиачной селитры. В-третьих, вторая часть композиции почти на треть состоит из газообразующих компонентов (азотнокислый барий, эпоксидная смола с отвердителем), в результате чего в воздушной камере после ее раскрытия неизбежно присутствуют газообразные продукты горения под избыточным давлением, что уменьшает поток скважинной жидкости в камеру, что снижает имплозию.In addition to these general reasons for the insufficiently high efficiency of known devices, the prototype has the following disadvantages. Firstly, the second part of the combustible composite material, placed in a receiving chamber made of elasto-plastic material, burns together with the chamber at a relatively low speed. As a result, a significant part of the generated heat manages to dissipate inefficiently, and the evolution of gases is not shock-like. This further reduces the effectiveness of the device. According to the prototype, the requirement for the second part of the composite material, related to its high strength, due to the essence of the matter, does not allow the use of higher-calorie and rapidly burning active media. Secondly, the second part of the composite material is explosive due to the presence of ammonium nitrate in the composition. Thirdly, the second part of the composition consists of almost a third of gas-forming components (barium nitrate, epoxy resin with a hardener), as a result of which, after its opening, gaseous products of combustion under excessive pressure are inevitably present, which reduces the flow of well fluid into the chamber, which reduces implosion.

Техническим результатом данного изобретения является создание более эффективного устройства для обработки призабойной зоны нефтяных скважин, обеспечивающего увеличение нефтеотдачи при снижении затрат на изготовление таких устройств.The technical result of this invention is to provide a more efficient device for processing bottom-hole zone of oil wells, providing increased oil recovery while reducing the cost of manufacturing such devices.

Этот результат достигается применением в качестве устройства для обработки призабойной зоны нефтяных скважин твердопламенного теплогенератора (ТТГ), включающего герметичный корпус с кабельным наконечником, с загрузкой тепловыделяющей смеси и с системой инициирования горения, в котором согласно изобретению в стенке корпуса выполнены ослабленные локальные участки в виде несквозных углублений либо в виде сквозных окон с герметичными мембранами-заглушками, которые впаиваются либо вклеиваются в окна, причем и те и другие расположены по меньшей мере в двух местах по длине корпуса - возле кабельного наконечника и возле днища, а кабельный наконечник и днище отделены теплоизолирующими слоями от тепловыделяющей смеси в виде прессованных тепловыделяющих блоков; а в качестве поджигающих и тепловыделяющих смесей используют высокоэнергетические порошковые смеси, включающие один или несколько твердых окислителей в виде оксидов металлов и один или несколько активных металлов-восстановителей, которые обеспечивают адиабатическую температуру горения 2500-3500 К и линейную скорость горения до 2 м/с; при этом система инициирования горения включает электродный узел с разрядным промежутком, размещаемый либо сверху, либо снизу тепловыделяющих блоков.This result is achieved by the use of a solid-flame heat generator (TTG) as a device for treating the bottom-hole zone of oil wells, which includes a sealed housing with a cable lug, with the loading of the fuel mixture and with a combustion initiation system, in which according to the invention weakened local sections are made in the wall of the housing recesses or in the form of through windows with sealed membrane plugs that are soldered or glued into the windows, both of which are located on enshey least two locations along the length of the housing - near the cable lug and near the bottom, a cable lug and a bottom insulating layers separated by a fuel mixture in the form of pressed blocks of fuel; and as igniting and heat-generating mixtures, high-energy powder mixtures are used, including one or more solid oxidizing agents in the form of metal oxides and one or more active reducing metals, which provide an adiabatic combustion temperature of 2500-3500 K and a linear burning velocity of up to 2 m / s; wherein the combustion initiation system includes an electrode assembly with a discharge gap placed either above or below the heat generating units.

Устройство является мощным импульсным источником тепловой энергии, помещаемым непосредственно в интервал обработки пласта.The device is a powerful pulsed source of thermal energy, placed directly in the interval of treatment of the reservoir.

Признаками изобретения являются:The features of the invention are:

1. тепловыделяющее устройство с герметичным корпусом;1. fuel device with a sealed housing;

2. стандартный кабельный наконечник с кабель-тросом, присоединяемый к корпусу устройства;2. A standard cable lug with a cable cable attached to the device body;

3. ослабленные локальные участки в стенках корпуса устройства;3. weakened local areas in the walls of the device;

4. поджигающая система с электродным узлом, обеспечивающим при дистанционной подаче импульса от искродугового генератора инициирование горения;4. an ignition system with an electrode assembly, which provides for the initiation of combustion during the remote supply of a pulse from the spark-arc generator;

5. тепловыделяющие блоки, спрессованные из высокоэнергетической порошковой смеси;5. heat-generating blocks pressed from a high-energy powder mixture;

6. состав высокоэнергетической порошковой смеси с твердым топливом и твердым окислителем;6. the composition of the high-energy powder mixture with solid fuel and solid oxidizer;

7. внутренние теплоизолирующие слои, отделяющие кабельный наконечник и днище от тепловыделяющих блоков.7. The internal heat-insulating layers separating the cable lug and the bottom from the heat-generating blocks.

Признаки 1, 2 являются общими с прототипом, признаки 3-6 являются существенными отличительными признаками изобретения, признак 7 является частным признаком изобретения.Signs 1, 2 are common with the prototype, signs 3-6 are the salient features of the invention, sign 7 is a particular feature of the invention.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

На месторождениях нефти с повышенным содержанием парафинов и других примесей постепенно снижается нефтеотдача действующих скважин по причине кольматации призабойной зоны, т.е. из-за ее засорения отложениями парафинов, асфальтенов, смол. Кроме того, как правило, в эксплуатации находятся скважины с так называемыми «легкими» нефтями. Более вязкие, «тяжелые» нефти не разрабатываются. Использование данного изобретения позволяет повысить эффективность воздействия на призабойную зону нефтяного пласта. Это позволяет не только осуществлять реабилитацию скважин, снизивших рентабельность, но и открывает возможность освоения скважин с «тяжелыми» нефтями.In oil fields with a high content of paraffins and other impurities, the oil recovery of existing wells is gradually reduced due to mudding of the bottomhole zone, i.e. due to its clogging with deposits of paraffins, asphaltenes, resins. In addition, as a rule, wells with so-called “light” oils are in operation. More viscous, “heavy” oils are not developed. The use of this invention allows to increase the effectiveness of the impact on the bottom-hole zone of the oil reservoir. This allows not only the rehabilitation of wells that have reduced profitability, but also opens up the possibility of developing wells with "heavy" oils.

Конструкция и составляющие части устройстваThe design and components of the device

Предлагаемое устройство (ТТГ) схематично изображено на чертеже и включает: 1 - корпус, 2 - днище, 3 - теплоизолирующий слой, 4 -электродный узел, 5 - поджигающий блок, 6 - тепловыделяющие блоки, 7 - резьбу для присоединения кабельного наконечника, 8 - мембраны-заглушки, 9 - зазор для вывода проводников от электродной пары, 10 - окна.The proposed device (TTG) is schematically depicted in the drawing and includes: 1 - housing, 2 - bottom, 3 - heat insulating layer, 4 - electrode assembly, 5 - igniting unit, 6 - fuel blocks, 7 - thread for connecting the cable lug, 8 - stub membranes, 9 - gap for the output of conductors from the electrode pair, 10 - window.

Герметичный корпус ТТГ 1 изготовлен из трубы (стальной или из алюминиевого сплава), к которой приварено или привинчено на уплотнении днище 2, а в верхней части имеется резьба 7 для навинчивания стандартного кабельного наконечника, соединенного с кабель-тросом (на чертеже не показаны). Корпус имеет сквозные окна 10, герметично закрытые мембранами-заглушками 8 (впаянными, вклеенными и т.п.). Расположение окон по длине корпуса может быть различным в зависимости от конкретного применения. Предпочтительными являются диаметральные расположенные окна в верхней и нижней частях корпуса. В другом варианте окна не являются сквозными, они выполнены в виде углублений любой формы. В этом случае заглушек не требуется.The sealed case of TTG 1 is made of a pipe (steel or aluminum alloy), to which the bottom 2 is welded or screwed onto the seal, and the upper part has a thread 7 for screwing a standard cable lug connected to a cable cable (not shown in the drawing). The housing has through windows 10, hermetically sealed with dummy membranes 8 (soldered, glued, etc.). The location of the windows along the length of the case may be different depending on the specific application. Preferred are diametrically located windows in the upper and lower parts of the housing. In another embodiment, the windows are not through, they are made in the form of recesses of any shape. In this case, no plugs are required.

В полости корпуса, в нижней его части, помещен теплоизолирующий слой 3, на нем установлен поджигающий блок 5 с плотно прижатым к нему электродным узлом 4. Могут быть различные варианты конструкции электродного узла. Поджигающий блок может быть из той же тепловыделяющей смеси, что и тепловыделяющие блоки 6. Дальше полость корпуса заполнена тепловыделяющими блоками 6, отпрессованными обычным способом из высокоэнергетической порошковой смеси. Проводники от электродного узла (на чертеже не показаны) выводятся через зазор 9 между корпусом и тепловыделяющими блоками. В случае использования кабельного наконечника с одним электровводом вторым электродом служит корпус ТТГ, к которому припаян или прикреплен другим способом второй проводник от электродного узла. В верхней части корпуса, над тепловыделяющими блоками, помещен другой теплоизолирующий слой 3.In the cavity of the housing, in its lower part, a heat-insulating layer 3 is placed, an ignition unit 5 with an electrode assembly 4 tightly pressed against it is mounted on it. There can be various designs of the electrode assembly. The firing block can be from the same heat-generating mixture as the heat-generating blocks 6. Further, the body cavity is filled with heat-generating blocks 6, pressed in the usual way from high-energy powder mixture. Conductors from the electrode assembly (not shown in the drawing) are led out through the gap 9 between the housing and the heat generating units. In the case of using a cable lug with one electric input, the second electrode is the TTG case, to which the second conductor from the electrode assembly is soldered or otherwise attached. In the upper part of the body, above the heat generating blocks, another heat-insulating layer 3 is placed.

В зависимости от конкретных целей поджиг может производиться с верхнего конца ТТГ, тогда поджигающий блок с электродным узлом помещены в верхней части сборки, непосредственно под верхним теплоизолирующим слоем.Depending on specific goals, firing can be done from the upper end of the TTG, then the firing unit with the electrode assembly is placed in the upper part of the assembly, directly under the upper heat-insulating layer.

Инициирование горения может производиться обычной спиралью, накаливаемой током, которая в этом случае установлена вместо электродного узла. Однако этот способ менее эффективен и менее надежен, т.к. требует подачи на большую глубину большой мощности в течение гораздо более длительного времени.The initiation of combustion can be carried out by a conventional spiral, heated by a current, which in this case is installed instead of the electrode assembly. However, this method is less efficient and less reliable, because It requires feeding large depths of great power for a much longer time.

Тепловыделяющие блоки изготовлены из высокоэнергетических твердофазных порошковых смесей, содержащих один или несколько твердых окислителей из ряда оксиды бора, кремния, оксиды металлов, выбранных в свою очередь, из ряда Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, РЗЭ, Hf, Та, W, Pb, Bi и один или несколько активных восстановителей, выбранных из ряда углерод, Mg, Ca, Ba, Al. Такие смеси обеспечивают "твердопламенное" (без участия газовой фазы) горение при адиабатической температуре горения 2500-3500 К и скорости горения в замкнутом объеме до 2 м/с. В качестве материалов теплоизолирующих слоев использованы асбестовый картон и керамические засыпки (шамот, оксид алюминия и т.п.).The fuel blocks are made of high-energy solid-phase powder mixtures containing one or more solid oxidizing agents from the series oxides of boron, silicon, metal oxides, selected in turn from the series Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, REE, Hf, Ta, W, Pb, Bi and one or more active reducing agents selected from the series carbon, Mg, Ca, Ba, Al. Such mixtures provide “solid-flame” (without participation of the gas phase) combustion at an adiabatic combustion temperature of 2500-3500 K and a burning velocity in a confined space of up to 2 m / s. As materials of heat-insulating layers used asbestos cardboard and ceramic fillings (fireclay, aluminum oxide, etc.).

Предлагаемое устройство (ТТГ) работает следующим образом.The proposed device (TTG) works as follows.

ТТГ опускают на кабель-тросе в скважину и устанавливают в интервале обработки пласта. С устья скважины подают через кабель-трос электрический импульс на электродный узел 4, где формируется дуговой разряд, инициирующий горение поджигающего блока 5. При быстропротекающем (линейная скорость распространения фронта горения до 2 м/с) процессе горения тепловыделяющих блоков 6 выделяется тепло на уровне Q=3-4 МДж/кг. Этот процесс сопровождается резким подъемом температуры и давления внутри корпуса устройства. Сброс тепла через стенки корпуса не позволяет достичь адиабатической температуры горения, но тем не менее перепад температур достигает ΔТ≈1000 К, а температура внешней поверхности может превысить 420 К. Это приводит к околостеночному вскипанию слоя скважинной жидкости и к интенсивному парообразованию. Параллельно этим процессам внутри корпуса давление быстро достигает критического значения, которое приводит к раскрытию окон 10 корпуса. Раскаленные газы и пары, а также дисперсные продукты горения устремляются под давлением в скважинную жидкость. При этом теплоотдача и парообразование резко усиливаются. Поскольку суммарный процесс идет с большой скоростью, воздействие раскаленных газов и паров носит ударный характер. В результате происходит интенсивная декольматация пористой среды в призабойной зоне. После быстрого сброса давления из корпуса устройства последний заполняется скважинной жидкостью, что вызывает имплозию на забое и эффективный вынос расплавленных загрязнений из призабойной зоны скважины. Последующий мощный гидравлический удар столба скважинной жидкости дополнительно увеличивает проницаемость призабойной зоны пласта.TSH is lowered on a cable to the well and installed in the interval of processing the formation. From the wellhead, an electric impulse is fed through the cable to the electrode assembly 4, where an arc discharge is formed, which initiates the combustion of the ignition unit 5. During the fast-flowing (linear velocity of the combustion front propagation up to 2 m / s) combustion process of the heat-generating units 6, heat is generated at level Q = 3-4 MJ / kg. This process is accompanied by a sharp rise in temperature and pressure inside the device. Heat discharge through the walls of the casing does not allow reaching an adiabatic combustion temperature, but nevertheless, the temperature difference reaches ΔТ≈1000 K, and the temperature of the external surface can exceed 420 K. This leads to near-wall boiling of the layer of well fluid and to intense vaporization. In parallel with these processes inside the housing, the pressure quickly reaches a critical value, which leads to the opening of the windows 10 of the housing. Hot gases and vapors, as well as dispersed combustion products, rush under pressure into the well fluid. In this case, heat transfer and vaporization are sharply enhanced. Since the total process proceeds at a high speed, the effect of hot gases and vapors is shocking. As a result, intense decolmation of the porous medium occurs in the bottomhole zone. After a quick depressurization of the device’s body, the latter is filled with well fluid, which causes implosion at the bottom and effective removal of molten contaminants from the well bottom zone. The subsequent powerful hydraulic shock of the wellbore fluid column further increases the permeability of the bottomhole formation zone.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить эффективную обработку призабойной зоны скважины, обеспечить существенное повышение нефтеотдачи пласта в сжатые сроки и снизить затраты по сравнению с известными решениями Применяемые в устройстве тепловыделяющие твердофазные порошковые композиции и все входящие в них компоненты по отдельности не являются взрывоопасными ни при каких условиях, а также не относятся к классу вредных веществ и могут храниться в атмосферных условиях неопределенно долгое время. Тепловыделяющие смеси, а также порошки активных металлов-восстановителей являются пожароопасными, однако для их воспламенения необходима температура не менее 1000 К или достаточно сильный искровой разряд. Таким образом, предлагаемое устройство является безопасным в обычных условиях хранения и безвредным для окружающей среды.The proposed device allows for efficient processing of the bottom-hole zone of the well, to provide a significant increase in oil recovery in a short time and to reduce costs compared to known solutions. The heat-generating solid-phase powder compositions used in the device and all components included in them individually are not explosive under any conditions, but also do not belong to the class of harmful substances and can be stored in atmospheric conditions indefinitely. Heat-generating mixtures, as well as powders of active metal reducing agents are fire hazardous, however, for their ignition a temperature of at least 1000 K or a sufficiently strong spark discharge is necessary. Thus, the proposed device is safe under normal conditions of storage and environmentally friendly.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Устройство, схема которого представлена на чертеже, имеет корпус длиной 2 метра, изготовленный из стальной трубы (трубы ВГП черные ГОСТ 3262-75) с внутренним диаметром 40 мм в толщиной стенок 3.5 мм. С одного конца корпуса приварено днище в виде точеной полусферы, с другого конца выполнена внутренняя резьба под кабельный наконечник и кольцевая площадка для уплотнительного кольца. На концах корпуса на расстоянии 70 мм от соответствующего конца выполнены диаметрально расположенные несквозные цилиндрические углубления диаметром 10 мм и глубиной 2 мм. На дно корпуса засыпают порошок шамотной глины в таком количестве, чтобы засыпка была выше сварного шва на 10 мм. Сверху помещают пыж из трех слоев асбестового картона. Затем загружают поджигающий блок диаметром 39 мм, к нижнему торцу которого плотно прижат и закреплен липкой лентой электродный узел с разрядным промежутком 1.5 мм. Последняя величина при использованном в данном примере искродуговом генераторе ГИД-01 подбиралась предварительно исходя из обеспечения уверенного пробоя разрядного промежутка. При этом за счет соответствующего уменьшения последнего заложен не менее чем полуторный запас надежности пробоя. Изолированные проводники электродного узла выводят за пределы корпуса. Затем один за другим опускают в полость корпуса заранее отпрессованные тепловыделяющие блоки (36 штук, общим весом 5, 6 кг, средний диаметр блока 39 мм и средняя высота 51 мм). Используемая для приготовления блоков тепловыделяющая смесь состоит из смеси оксидов железа и молибдена, металлических порошков алюминия и магния. Средняя кажущаяся плотность материала блоков составляет 2,5 г/см3. В данном примере поджигающий блок был того же состава, что и тепловыделяющие блоки. Пространство корпуса под кабельным наконечником (высота этого пространства между сборкой тепловыделяющих блоков и кабельным наконечником составляла 80 мм) засыпают крупкой оксида алюминия, порошком шамотной глины. Сверху помещают пыж из трех слоев асбестового картона. Проводники электродного узла соединяют с проводниками кабельного наконечника, плотно укладывают на асбестовый пыж и прижимают при привинчивании кабельного наконечника с кабель-тросом. Затем проводят контроль ТТГ на отсутствие в цепи короткого замыкания, с помощью кабель-троса опускают ТТГ в интервал обработки пласта, подключают к кабель-тросу искродуговой генератор ГИД-01 и путем дистанционной подачи электрического импульса приводят в действие устройство для обработки призабойной зоны.The device, the diagram of which is shown in the drawing, has a 2-meter-long body made of a steel pipe (VGP black pipes GOST 3262-75) with an internal diameter of 40 mm and a wall thickness of 3.5 mm. The bottom in the form of a turned hemisphere is welded from one end of the body, and from the other end there is an internal thread for a cable lug and an annular platform for the sealing ring. At the ends of the casing, at a distance of 70 mm from the corresponding end, diametrically arranged non-through cylindrical recesses with a diameter of 10 mm and a depth of 2 mm are made. Chamotte clay powder is poured into the bottom of the body in such a quantity that the filling is 10 mm higher than the weld. A wad of three layers of asbestos cardboard is placed on top. Then an ignition block with a diameter of 39 mm is loaded, to the lower end of which an electrode assembly with a discharge gap of 1.5 mm is tightly pressed and secured with adhesive tape. The last value with the GID-01 spark-arc generator used in this example was selected preliminarily based on ensuring a confident breakdown of the discharge gap. At the same time, due to a corresponding decrease in the latter, no less than one and a half safety margin of breakdown is laid. The insulated conductors of the electrode assembly are brought out of the housing. Then, pre-pressed heat-generating blocks (36 pieces, with a total weight of 5, 6 kg, an average block diameter of 39 mm and an average height of 51 mm) are lowered into the cavity of the housing one by one. The fuel mixture used to prepare the blocks consists of a mixture of iron and molybdenum oxides, metal powders of aluminum and magnesium. The average apparent density of the material of the blocks is 2.5 g / cm 3 . In this example, the ignition block was of the same composition as the fuel blocks. The enclosure space under the cable lug (the height of this space between the assembly of the fuel blocks and the cable lug was 80 mm) is covered with aluminum oxide grains, chamotte clay powder. A wad of three layers of asbestos cardboard is placed on top. The conductors of the electrode assembly are connected to the conductors of the cable lug, tightly laid on an asbestos wad and pressed when screwing the cable lug with a cable cable. Then, the TTG is checked for the absence of a short circuit in the circuit, the TTG is lowered into the processing interval with the help of a cable cable, the GID-01 spark-arc generator is connected to the cable cable, and a device for processing the bottom-hole zone is activated by remote supply of an electric pulse.

Claims (3)

1. Устройство для обработки призабойной зоны нефтяных скважин, включающее герметичный корпус с кабельным наконечником, с загрузкой тепловыделяющей смеси и системой инициирования горения, отличающееся тем, что в стенке корпуса выполнены ослабленные локальные участки в виде несквозных углублений либо в виде сквозных окон с герметичными мембранами-заглушками, которые впаяны либо вклеены в окна, причем и те и другие расположены, по меньшей мере, в двух местах по длине корпуса - возле кабельного наконечника и возле днища, а кабельный наконечник и днище отделены от спрессованной в виде блоков тепловыделяющей смеси теплоизолирующими слоями, при этом в качестве материала поджигающих и тепловыделяющих блоков использованы высокоэнергетические термитные смеси, включающие один или несколько твердых окислителей в виде оксидов металлов и один или несколько активных металлов-восстановителей, обеспечивающих адиабатическую температуру горения 2500-3500 К и линейную скорость горения до 2 м/с, при этом система инициирования горения включает электродный узел, имеющий фиксированный межэлектродный зазор и размещенный либо сверху, либо снизу загрузки тепловыделяющих блоков.1. A device for processing the bottom-hole zone of oil wells, including a sealed enclosure with a cable lug, with the loading of the fuel mixture and the combustion initiation system, characterized in that the weakened local sections are made in the wall of the casing in the form of through cavities or in the form of through windows with sealed membranes - plugs that are soldered or glued into the windows, both of which are located at least in two places along the length of the housing - near the cable lug and near the bottom, and the cable lug to and the bottom are separated from the heat-generating mixture pressed in the form of blocks with heat-insulating layers, while high-energy thermite mixtures are used as the material of igniting and heat-generating blocks, including one or more solid oxidizing agents in the form of metal oxides and one or more active reducing agents providing an adiabatic temperature combustion 2500-3500 K and a linear burning velocity of up to 2 m / s, while the combustion initiation system includes an electrode assembly having a fixed inter -electrode gap and disposed either above or below the fuel load blocks. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поджигающие и тепловыделяющие смеси состоят из одного или нескольких твердых окислителей из ряда оксиды бора, кремния, оксиды металлов из ряда: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, РЗЭ, Hf, Та, W, Pb, Bi и одного или нескольких восстановителей, выбранных из ряда углерод, Mg, Ca, Ba, Al.2. The device according to claim 1, characterized in that the ignition and fuel mixtures consist of one or more solid oxidizing agents from the series oxides of boron, silicon, metal oxides from the series: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu , Zn, Y, Zr, Nb, Mo, REE, Hf, Ta, W, Pb, Bi and one or more reducing agents selected from the series carbon, Mg, Ca, Ba, Al. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в системе инициирования горения предусмотрен электродный узел с разрядным промежутком, ширину которого определяют электрические параметры используемого искродугового генератора.3. The device according to claim 1, characterized in that an electrode assembly with a discharge gap is provided in the combustion initiation system, the width of which determines the electrical parameters of the spark-arc generator used.
RU2005119260/03A 2005-06-22 2005-06-22 Oil well bottom zone treatment device RU2295637C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119260/03A RU2295637C1 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Oil well bottom zone treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119260/03A RU2295637C1 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Oil well bottom zone treatment device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2295637C1 true RU2295637C1 (en) 2007-03-20

Family

ID=37994110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005119260/03A RU2295637C1 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Oil well bottom zone treatment device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2295637C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012150906A1 (en) 2011-05-03 2012-11-08 Rusinko Pte Ltd Thermo-pulse generator
RU2683467C1 (en) * 2017-11-29 2019-03-28 Марат Ильгизович Садыков Thermal source for thermogasdynamic fracturing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012150906A1 (en) 2011-05-03 2012-11-08 Rusinko Pte Ltd Thermo-pulse generator
RU2683467C1 (en) * 2017-11-29 2019-03-28 Марат Ильгизович Садыков Thermal source for thermogasdynamic fracturing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2960550B2 (en) Method and apparatus for blasting hard rock
US4081031A (en) Oil well stimulation method
JP3588468B2 (en) Plasma blasting method and apparatus
US20190284892A1 (en) Tool for severing a downhole tubular by a stream of combustion products
JPH03500671A (en) Well stimulation method in oil production method and device for carrying out the method
US20120138302A1 (en) Device and method for well stimulation
US20190153845A1 (en) System and method of delivering stimulation treatment by means of gas generation
RU2295637C1 (en) Oil well bottom zone treatment device
WO2002070339A2 (en) System for lifting water from gas wells using a propellant
RU111189U1 (en) POWDER PRESSURE GENERATOR
RU2469180C2 (en) Perforation and treatment method of bottom-hole zone, and device for its implementation
RU2633883C1 (en) Perforation and bottomhole treatment method and device for its implementation
RU2460873C1 (en) Powder generator of pressure and method for its implementation
US20150083388A1 (en) Steam-impulse pressure generator for the treatment of oil wells
US3079861A (en) Perforating shaped charges
RU2179235C1 (en) Device for combined well perforation and formation fracturing
RU2209960C2 (en) Method of bottomhole oil formation zone treatment and device for method embodiment
US9856725B2 (en) Device and method for well stimulation
WO2012150906A1 (en) Thermo-pulse generator
RU2262069C1 (en) Explosive charge and method for conducting of blasting
RU2062403C1 (en) Igniting device
RU2030569C1 (en) Method for fracturing of formation and device for its realization
RU2075597C1 (en) Device for treatment of well bottom-face zone
RU2072423C1 (en) Method and device for downhole treatment of well
RU2124630C1 (en) Thermal gas-generator for treating bottom-hole zone of bed in oil wells

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130623