RU2328594C2 - Process of gas-impulsive treatment of gas and oil wells and device for implementation of process - Google Patents
Process of gas-impulsive treatment of gas and oil wells and device for implementation of process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328594C2 RU2328594C2 RU2006119359/03A RU2006119359A RU2328594C2 RU 2328594 C2 RU2328594 C2 RU 2328594C2 RU 2006119359/03 A RU2006119359/03 A RU 2006119359/03A RU 2006119359 A RU2006119359 A RU 2006119359A RU 2328594 C2 RU2328594 C2 RU 2328594C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- reservoir
- well
- pulse
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Известно устройство для осуществления способа воздействия на призабойную зону пласта по патенту РФ № 2175058, МПК Е21В 43/25, 28/00, опубл. 27.12.2000 г., позволяющее повысить эффективность очистки призабойных зон пласта. Согласно способу осуществляют виброволновое воздействие и одновременное периодическое снижение давления на забое ниже пластового, при этом вибрационно-депрессивное воздействие осуществляют поочередно на каждый перфорационный канал или группу перфорационных каналов скважины с локальным возбуждением непосредственно в них упругих колебаний и с локальным, только у входа и внутри перфорационных каналов, снижением давления ниже пластового.A device for implementing a method of influencing the bottomhole formation zone according to the patent of the Russian Federation No. 2175058, IPC ЕВВ 43/25, 28/00, publ. 12/27/2000, allowing to increase the efficiency of cleaning bottom-hole zones of the formation. According to the method, a microwave effect is applied and a simultaneous periodic decrease in bottomhole pressure is lower than the formation pressure, while the vibration-depressive effect is applied alternately to each perforation channel or group of perforation channels of the well with local excitation of elastic vibrations directly in them and with local, only at the entrance and inside the perforation channels, lowering the pressure below the reservoir.
Устройство для осуществления способа содержит спускаемый полый корпус и гидравлически связанные с ним цилиндрические проточные камеры, каждая из которых снабжена центральным завихрителем потока жидкости, напорным соплом и выходной тороидальной камерой с выходным соплом. Недостатками этого устройства являются необходимость подачи потока жидкости с поверхности, фиксированный диапазон частот вибрации без учета собственных колебаний геологических и геодинамических блоков обрабатываемого интервала. Кроме того, в данном устройстве не предусмотрено тепловое воздействие на обрабатываемый интервал.The device for implementing the method comprises a descent hollow body and cylindrical flow chambers hydraulically connected to it, each of which is equipped with a central fluid flow swirl, a pressure nozzle and an output toroidal chamber with an output nozzle. The disadvantages of this device are the necessity of supplying a fluid flow from the surface, a fixed range of vibration frequencies without taking into account the natural vibrations of the geological and geodynamic blocks of the processed interval. In addition, this device does not provide thermal effects on the processed interval.
Известен также скважинный нагреватель для осуществления способа повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин по патенту РФ № 2168008, МПК Е21В 43/25, опубл. 10.03.2001 г. Скважинный нагреватель включает цилиндрический корпус с верхней и нижней съемной крышками, установленными в нем нагревательным элементом и топливным элементом, токоввод, подключенный к источнику питания в виде герметизированного кабельного электроразъема, а топливный - элемент плотно контактирует с нагревательным элементом.Also known is a downhole heater for implementing a method of increasing the productivity of oil and gas wells according to the patent of the Russian Federation No. 2168008, IPC ЕВВ 43/25, publ. 03/10/2001, The downhole heater includes a cylindrical body with upper and lower removable covers, a heating element and a fuel element installed in it, a current lead connected to a power source in the form of a sealed cable electrical connector, and a fuel element tightly contacts the heating element.
Данное устройство тоже не учитывает блочное строение массива и трещиноватость вмещающих пород, а также имеет ограниченный радиус воздействия на них, что снижает эффективность его применения при обработке прискважинной зоны нефтеносного пласта.This device also does not take into account the block structure of the massif and the fracturing of the enclosing rocks, and also has a limited radius of impact on them, which reduces the effectiveness of its use in processing the borehole zone of an oil reservoir.
Наиболее близкими по технической сущности к заявленному изобретению являются способ пневмоимпульсной обработки глубоких нефтяных и геотехнических скважин по патенту РФ № 2012779, МПК Е21В 37/08, опубл. 15.05.1994 г., и устройство для его осуществления. Согласно способу в скважину, в зону продуктивного пласта, на грузовом геофизическом кабеле опускают пневмоснаряд, предварительно заряженный газом высокого давления. Из опущенного пневмоснаряда в зоне продуктивного пласта производят выхлопы газа с энергией импульса 10-200 кДж с частотой, скважностью и длительностью, управляемыми с поверхности земли, причем они должны быть близкими к резонансным характеристикам призабойной зоны продуктивного пласта. Способ предусматривает одновременное с выхлопами перемещение снаряда вверх и вниз вдоль участка перфорации скважин (фильтра).The closest in technical essence to the claimed invention are a method of pneumatic treatment of deep oil and geotechnical wells according to the patent of the Russian Federation No. 2012779, IPC ЕВВ 37/08, publ. 05/15/1994, and a device for its implementation. According to the method, a pneumatic projectile pre-charged with high-pressure gas is lowered into the well, into the zone of the reservoir, on the cargo geophysical cable. Gas emissions with a pulse energy of 10-200 kJ with a frequency, duty cycle and duration controlled from the surface of the earth are produced from a lowered air projectile in the zone of the reservoir, and they should be close to the resonance characteristics of the bottom-hole zone of the reservoir. The method provides for simultaneous movement with the exhausts of the projectile up and down along the section of perforation of the wells (filter).
Пневмоснаряд содержит корпус, опускаемый в скважину на грузонесущем электрическом кабеле, размещенный в корпусе баллон со сжатым газом, заполняемый газом через зарядный штуцер, форкамеру с соплом специального профиля, перепускной клапан, выхлопной электромагнитный клапан, герметичный электроразъем. Контроль давления внутри форкамеры ведется с помощью датчика давления, электрически связанного с пультом управления (ПУ) на поверхности земли. Подавая через кабель импульсы тока с пульта управления на выхлопной электромагнитный клапан, открывают сопло пневмоснаряда, через которое газ выбрасывается в скважину.The pneumatic gun contains a housing that is lowered into the well on a load-bearing electric cable, a container of compressed gas placed in the housing, filled with gas through a charging nipple, a pre-chamber with a special-purpose nozzle, a bypass valve, an exhaust solenoid valve, and a sealed electrical connector. Pressure control inside the prechamber is carried out using a pressure sensor electrically connected to the control panel (PU) on the ground. By applying current pulses through the cable from the control panel to the exhaust solenoid valve, open the nozzle of the pneumatic projectile through which gas is ejected into the well.
Известный способ также недостаточно эффективен вследствие ограниченности объема пневмоснаряда и работы его на одной фиксированной низкой частоте, что не обеспечивает комплексного воздействия на породы нефтесодержащего блочного коллектора и ограничивает область использования известного способа. Кроме того, этот способ, как и предыдущие, тоже не учитывает блочное строение и трещиноватость массива газонефтесодержащих пород.The known method is also not effective enough due to the limited volume of the pneumatic projectile and its operation at one fixed low frequency, which does not provide a comprehensive effect on the rocks of the oily block collector and limits the scope of use of the known method. In addition, this method, like the previous ones, also does not take into account the block structure and fracturing of the gas-oil-bearing rocks mass.
Изобретение решает задачу повышения эффективности извлечения углеводородных флюидов и снижения забойного давления в скважине за счет комплексного воздействия на породы коллектора продуктивного пласта путем учета трещинного и блочного строения пласта, прогрева прискважинной зоны и прокачки газообразных продуктов, не вызывая при этом разрушения цементации.The invention solves the problem of increasing the efficiency of extraction of hydrocarbon fluids and lowering the bottomhole pressure in the well due to the complex effect on the reservoir rocks of the reservoir by taking into account the fracture and block structure of the reservoir, heating the borehole zone and pumping gaseous products, without causing cementation failure.
Для решения задачи вначале осуществляют геодинамическое районирование области расположения скважины или группы скважин, например, на топографической карте масштаба 1:10000 и определяют мощность коллектора, выявляют геометрические параметры блока V ранга, на котором они расположены и который необходимо обработать, затем известным способом, например по оценке акустического показателя, определяют категорию пород коллектора по трещиноватости, а термогазоимпульсную обработку продуктивного пласта проводят в соответствии со спектром резонансных частот, соответствующих категории трещиноватости пород, мощности коллектора и размеру блока V ранга.To solve the problem, geodynamic zoning of the location region of the well or group of wells is carried out, for example, on a topographic map of scale 1: 10000 and the reservoir power is determined, the geometric parameters of the rank V block on which they are located and which must be processed are determined, then in a known manner, for example, by assessment of the acoustic index, the category of reservoir rocks is determined by fracturing, and the thermogas-pulse treatment of the reservoir is carried out in accordance with the spectrum of the reason waist frequencies corresponding to the category of rock fracturing, reservoir capacity and block size V rank.
Кроме того, отличием заявленного изобретения является то, что в качестве снаряда, заряженного газом, используют корпус, наполненный смесью кислородосодержащих и углеродо- или углеводородосодержащих веществ или литийсодержащими веществами, а газообразование инициируют на интервале обработки реакцией выделения кислорода и окисления углеродо- или углеводородосодержащих веществ, при том, что разогретые газообразные продукты горения пропускают через сейсмоакустический излучатель, выполненный, например, по принципу «резонатора Гельмгольца» и настроенный на расчетный диапазон частот.In addition, the difference of the claimed invention is that as a shell charged with gas, use a body filled with a mixture of oxygen-containing and carbon- or hydrocarbon-containing substances or lithium-containing substances, and gas generation is initiated during the processing interval by the reaction of oxygen evolution and oxidation of carbon- or hydrocarbon-containing substances, despite the fact that the heated gaseous products of combustion are passed through a seismic acoustic emitter made, for example, according to the principle of the Helmgol resonator »” and tuned to the calculated frequency range.
Кроме того, в варианте исполнения газообразные продукты для воздействия на пласт возможно получить реакцией лития, литийсодержащих веществ и воды. Вместе с тем, отличием является и то, что интервал обработки, после размещения в нем газонесущего снаряда, перекрывают сейсмоакустическими отражателями - пакерами, ограничивающими объем, кратный длине резонансной волны для блока V ранга, в котором расположена скважина. К тому же отличие заявленного изобретения состоит и в том, что операции термогазоимпульсной обработки проводят после гидроразрыва пород коллектора либо после пескоструйной перфорации, причем интенсивность воздействия на обрабатываемый интервал не должна превышать 10-6 Вт/м2 при наличии водогазовых контактов вблизи.In addition, in the embodiment, gaseous products for stimulating the formation can be obtained by the reaction of lithium, lithium-containing substances and water. At the same time, the difference is that the processing interval, after placing a gas-carrying projectile in it, is blocked by seismic-acoustic reflectors - packers, which limit the volume that is a multiple of the resonant wavelength for rank V block in which the well is located. In addition, the difference of the claimed invention lies in the fact that the thermogas treatment operations are carried out after hydraulic fracturing of the rocks of the collector or after sandblasting, and the intensity of the impact on the treated interval should not exceed 10 -6 W / m 2 in the presence of gas and gas contacts near.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что на нефтегазоносные породы коллектора воздействуют комплексно сейсмоакустическими колебаниями с параметрами, соответствующими блочности их строения, и тепловой обработкой.The essence of the proposed method lies in the fact that oil and gas bearing rocks of the reservoir are exposed to complex seismic-acoustic vibrations with parameters corresponding to their block structure and heat treatment.
Как известно, геодинамическое районирование заключается в выделении макроблоков и микроблоков в строении массивов горных пород, включающих и нефтегазоносные (см., например, «Указания по выявлению и контролю зон риска возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций при освоении недр и земной поверхности на основе геодинамического районирования». М., Министерство образования РФ, ВНИМИ, МГГУ, 2002 г., с.20; а также Батугина И.М., Петухов И.М. «Геодинамическое районирование при проектировании и эксплуатации рудников». М., Недра, 1988 г.). При геодинамическом районировании удается выделить минимальные по размерам геодинамические блоки V ранга, с примерными размерами 200-500 м, которые и являются актуальными для воздействия на них, поскольку именно в них пробурены скважины, через которые добывают углеводородные флюиды и через которые возможно осуществить воздействие на нефтегазоносные пласты. С другой стороны, известно трещинное строение массивов горных пород, в том числе и нефтегазосодержащих. Посредством трещин массив внутри геодинамических блоков также разбит на блоки определенных размеров: от чрезвычайно трещиноватых (уголь, песчано-глинистые породы, сланцы и т.п. с удельной трещиноватостью более 10 трещин на метр) до мало трещиноватых (известняки, песчаники мелкозернистые и т.п. с удельной трещиноватостью до 1-0,65 трещин на метр) (см. Букринский В.Н. «Геометрия недр». М., Недра, 1985 г., с.311, табл.11.1).As you know, geodynamic zoning consists in the allocation of macroblocks and microblocks in the structure of rock masses, including oil and gas bearing ones (see, for example, “Guidelines for identifying and controlling risk zones for accidents and emergencies when developing subsoil and the earth’s surface based on geodynamic zoning” M., Ministry of Education of the Russian Federation, VNIMI, Moscow State University for the Humanities, 2002, p.20; and also Batugina IM, Petukhov IM “Geodynamic zoning in the design and operation of mines.” M., Nedra, 1988 .). During geodynamic zoning, it is possible to distinguish the smallest geodynamic blocks of rank V, with approximate sizes of 200-500 m, which are relevant for influencing them, since it is in them that wells are drilled through which hydrocarbon fluids are produced and through which it is possible to influence oil and gas layers. On the other hand, the fracture structure of rock masses, including oil and gas, is known. Through cracks, the array inside geodynamic blocks is also divided into blocks of certain sizes: from extremely fractured (coal, sandy clay rocks, schists, etc. with specific fractures of more than 10 cracks per meter) to slightly fractured (limestones, fine-grained sandstones, etc.). p. with specific fracturing up to 1-0.65 cracks per meter) (see Bukrinsky VN "Geometry of the bowels." M., Nedra, 1985, p. 311, table 11.1).
Трещиноватость этого рода возможно оценить акустическим показателем трещиноватости. Так, по данным, приведенным в работе Курлени М.В., Сердюкова С.В. «Низкочастотные резонансы сейсмической люминесценции горных пород в вибросейсмическом поле малой энергии». ФТРПИ, 1999, № 1, с.3-7, при резонансных частотах 10.7, 12.4, 13.7, 16.6 Гц при частоте «элементарного» блока 97 Гц получены линейные размеры элементарных геоблоков нефтепродуктивных пластов от 0.18-0.30 м до 1.8-2.7 метра.Fracturing of this kind can be estimated by the acoustic index of fracturing. So, according to the data cited in the work of M. Kurleni, S. Serdyukov "Low-frequency resonances of seismic luminescence of rocks in a low-energy vibroseismic field." FTRPI, 1999, No. 1, pp. 3-7, at resonant frequencies of 10.7, 12.4, 13.7, 16.6 Hz at a frequency of the “elementary” block of 97 Hz, linear sizes of elementary geoblocks of oil productive formations from 0.18-0.30 m to 1.8-2.7 meters were obtained.
Экспериментально установлено, что максимальный размер кластерного блока ограничен мощностью нефтесодержащего пласта. Вместе с тем, очевидна низкая эффективность воздействия на продуктивный пласт одной частотой, как в вышеприведенных аналогах, в связи с различными размерами блоков и переменной мощностью коллектора. Поэтому в заявленном изобретении предложено определить параметры преобладающих блоков, включая минимальный геодинамический, в границах которого расположена скважина или куст скважин, а затем воздействовать спектром частот, в котором преобладают резонансные («доминирующие», «собственные») для упомянутых блоков.It was experimentally established that the maximum cluster block size is limited by the capacity of the oil-containing formation. At the same time, the low efficiency of the impact on the reservoir at one frequency is obvious, as in the above counterparts, due to different block sizes and variable collector power. Therefore, in the claimed invention, it is proposed to determine the parameters of the prevailing blocks, including the minimum geodynamic, within the boundaries of which a well or a cluster of wells is located, and then act on a frequency spectrum in which resonance ("dominant", "intrinsic") for the above blocks prevail.
Расчет собственных резонансных частот возможно осуществить как по методикам, упомянутым Курленей М.В. и Сердюковым С.В., так и по формуле, приведенной в работе (см. Ильницкая Е.И., Тедер Р.И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М., Недра, 1969, с.161):Calculation of natural resonant frequencies can be carried out both according to the methods mentioned by MV Kurleney and Serdyukov S.V., and according to the formula given in the work (see Ilnitskaya E.I., Teder R.I. et al. Properties of rocks and methods for their determination. M., Nedra, 1969, p. 161 ):
где L - линейный размер блока (см);where L is the linear block size (cm);
Е - модуль упругости; ρ - удельный вес пород, кг/см3;E is the modulus of elasticity; ρ is the specific gravity of the rocks, kg / cm 3 ;
g - ускорение силы тяжести, см/с2.g is the acceleration of gravity, cm / s 2 .
Так, для геодинамического блока из песчаника с линейными размерами ≈300 мSo, for a geodynamic block of sandstone with linear dimensions ≈300 m
а для блока с линейными размерами 2-3 м fрез≈200 Гц.and for a block with linear dimensions of 2-3 m f res ≈200 Hz.
Другими словами, сейсмоакустический излучатель должен генерировать колебания с преобладающими частотами от 0,5-1,0 до 200-300 Гц.In other words, a seismic acoustic emitter should generate oscillations with prevailing frequencies from 0.5-1.0 to 200-300 Hz.
Для длительного воздействия на обрабатываемый интервал предпочтительнее организация не взрывного, а «медленного» горения на основе окисления угля или углеводородосодержащих веществ кислородом, выделяющимся из кислородосодержащих веществ (перхлоратов, пироксидов, селитр и т.п.), а инициирование колебаний должно осуществляться за счет прохода газообразных продуктов реакции через колебательное устройство, настроенное или созданное под спектр частот с преобладающими резонансными частотами, например, действующее по принципу «резонатора Гельмгольца».For a long-term effect on the treated interval, it is preferable to organize not explosive, but "slow" combustion based on the oxidation of coal or hydrocarbon-containing substances with oxygen released from oxygen-containing substances (perchlorates, pyroxides, nitrate, etc.), and the initiation of vibrations should be carried out by passage gaseous reaction products through an oscillating device tuned or created for the frequency spectrum with prevailing resonant frequencies, for example, acting on the principle of “resonator and Helmholtz. "
Для получения газообразных продуктов возможно также проведение реакции между литием и водой: 2Li+2Н2O=2LiOH+Н2+О3.To obtain gaseous products, it is also possible to conduct a reaction between lithium and water: 2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2 + O 3 .
Управление спектром частот можно достичь перемещением сейсмоакустически отражающих пакеров и созданием ими пространства в скважине, в котором акустическая волна будет перемещаться кратно собственной длине и выходить в массив горных пород с самой низкой частотой, кратной резонансной частоте блока V ранга. Эффективность данного воздействия возрастает при применении его в сочетании с гидроразрывом или пескоструйной перфорацией на обрабатываемом интервале. Это обусловлено тем, что трещины, образуемые данными мероприятиями, начинают развиваться благодаря распространению по их поверхностям волн и дополнительному притоку энергии в их «острие», способствующему их прорастанию и развитию. Кроме того, важным аспектом являются и процессы образования пузырьков газа, которые создают эффекты снижения забойного давления относительно пластового, подобно газлифту.Frequency spectrum control can be achieved by moving seismoacoustic reflecting packers and creating a space in the well in which the acoustic wave will move multiple of its own length and exit into the rock mass with the lowest frequency multiple of the resonant frequency of rank V block. The effectiveness of this effect increases when applied in combination with hydraulic fracturing or sandblasting perforation on the treated interval. This is due to the fact that the cracks formed by these measures begin to develop due to the propagation of waves on their surfaces and an additional influx of energy into their “tip”, which contributes to their germination and development. In addition, the formation of gas bubbles, which create the effects of lowering the bottomhole pressure relative to the reservoir pressure, is similar to a gas lift.
При этом, несмотря на относительно низкую интенсивность газоимпульсного воздействия, в частности, не превышающую ≈10-10÷10-6 Вт/м2, длительность воздействия (свыше 0,5-1 часа) позволяет достичь положительного эффекта за счет создания достаточного импульса силы и тем самым «раскачать» значительные объемы горных пород, а дополнительный разогрев флюида и прискважинной зоны пород, вызванный реакцией окисления (горения) углеродосодержащих веществ, приведет к уменьшению вязкости, удалению парафинов и асфальтенов, а также образованию дополнительных дренирующих каналов из-за растрескивания пород. Вместе с тем, при наличии угрозы прорыва в газовую «шапку» или обводненный горизонт интенсивность воздействия необходимо уменьшить до величин, не превосходящих 10-10 Вт/м2, что обосновано, например, в работе Петросян А.Э., Крупеня В.Г., Бирюков Ю.М. «Воздействие проходческого комбайна на почву выработки мощных пластов как инициирующий фактор внезапных выбросов газа». Сб. научных трудов ИГД им. А.А.Скочинского.At the same time, despite the relatively low intensity of gas-pulse exposure, in particular, not exceeding ≈10 -10 ÷ 10 -6 W / m 2 , the exposure time (over 0.5-1 hours) allows you to achieve a positive effect by creating a sufficient force pulse and thereby “rock” significant volumes of rocks, and additional heating of the fluid and the near-wellbore zone of the rocks caused by the oxidation (combustion) of carbon-containing substances will lead to a decrease in viscosity, the removal of paraffins and asphaltenes, as well as the formation of an additional drainage channels due to cracking of rocks. At the same time, if there is a threat of a breakthrough into the gas "cap" or a flooded horizon, the intensity of the impact must be reduced to values not exceeding 10 -10 W / m 2 , which is justified, for example, in the work of A. Petrosyan, V. Krupenya. ., Biryukov Yu.M. “The impact of a roadheader on the soil of producing powerful formations as an initiating factor in sudden gas emissions.” Sat scientific works of the IGD named after A.A. Skochinsky.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема расположения нагревателя в скважине; на фиг.2 - конструкция устройства газоимпульсной обработки.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a diagram of the location of the heater in the well; figure 2 - design of a device for gas treatment.
На чертежах обозначены:In the drawings are indicated:
1 - геодинамический блок V ранга, содержащий продуктивный интервал пласта; 2 - скважина, пробуренная на газонефтеносный интервал коллектора; 3 - интервал обработки газонефтеносного коллектора с отверстиями перфорации; 4 - микроблоки газонефтеносного интервала; 5 - генератор газоимпульсных (акустических) колебаний; 6 - редуктор устройства газоимпульсной обработки; 7 - верхняя и нижняя съемные крышки устройства газоимпульсной обработки; 8 - корпус устройства газоимпульсной обработки; 9 - нагревательный или инициирующий элемент; 10 - управляющий геофизический кабель включения; 11 - сейсмоакустические отражатели (пакеры); 12 - топливный газообразующий элемент.1 - geodynamic block V rank, containing the productive interval of the reservoir; 2 - a well drilled in the oil-gas interval of the reservoir; 3 - processing interval of the gas-oil reservoir with perforation holes; 4 - microblocks of the oil-gas interval; 5 - gas-pulse (acoustic) oscillation generator; 6 - reducer gas-pulse processing devices; 7 - upper and lower removable covers of the gas-pulse processing device; 8 - the housing of the gas-pulse processing device; 9 - heating or initiating element; 10 - control geophysical inclusion cable; 11 - seismic-acoustic reflectors (packers); 12 - fuel gas generating element.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
На основе геодинамического районирования, например, по топографической карте масштаба 1:10000 устанавливают контуры тектонических блоков 1 V ранга, в которых размещаются скважины или группы скважин 2, пробуренных на нефтегазоносный интервал 3 коллектора, и выявляют геометрические размеры этих блоков, которые необходимо обработать. На интервале 3 обработки проводят акустические исследования и устанавливают средние параметры микроблоков 4. Рассчитывают полосу частот с преобладающими частотами, резонансными для геодинамического блока 1 и микроблоков 4. Затем настраивают сейсмоакустический излучатель 14 генератора 5 газоимпульсных колебаний на данные частоты, а редуктор 6 генератора 5 - на давление, превышающее пластовое на величину не менее 0,14 МПа (и более при отсутствии зон аномально высокого давления и обводненных смежных интервалов). Снимают верхнюю крышку 7, установленную на корпусе 8 устройства газоимпульсной обработки, и загружают в устройство кислородо- и углеводородосодержащие реагенты, образующие при этом топливный газообразующий элемент. Затем подключают нагревательный (или, в случае с литием, инициирующий) элемент 9 и соединяют его с электроподающим геофизическим кабелем 10, производят спуск устройства на интервал 3 обработки и его включение. После отработки (выгорания) топлива за расчетный период времени извлекают устройство газоимпульсной обработки, производят исследования скважины на увеличение дебита и подключают ее к газо- или нефтепроводу. При необходимости, после опускания устройства газоимпульсной обработки в скважину интервал 3 обработки перекрывают сейсмоакустическими отражателями (пакерами) 11, находящимися на удалении друг от друга, кратном длине волны, резонансной для блока V ранга, в котором пробурена скважина 2.On the basis of geodynamic zoning, for example, on a topographic map of scale 1: 10000, the contours of tectonic blocks of rank 1 V are established, in which wells or groups of wells 2 are drilled for the oil and gas interval 3 of the reservoir, and the geometric dimensions of these blocks are identified that need to be processed. Acoustic studies are carried out at the processing interval 3 and the average parameters of microblocks 4 are set. The frequency band with the prevailing frequencies resonant for the geodynamic unit 1 and microblocks 4 is calculated. Then, the seismic
Заявленное устройство решает задачу повышения эффективности воздействия на нефтегазосодержащие пласты за счет активизации трещиноватости и флюидопроводящих каналов на всем объеме геодинамического блока и вызова интенсивного притока флюида.The claimed device solves the problem of increasing the effectiveness of the impact on oil and gas containing formations by activating fracturing and fluid channels throughout the volume of the geodynamic block and causing an intensive flow of fluid.
Для этого устройство газоимпульсной обработки, представляющее собой генератор 5 газоимпульсных колебаний, содержит полый цилиндрический корпус 8, снабженный верхней и нижней съемными крышками 7, в котором установлен нагревательный элемент 9, соединенный с геофизическим кабелем 10 через токоввод 13, подключенный к источнику питания и выполненный в виде герметизированного кабельного электроразъема. Верхняя полость корпуса 8 с размещенным в ней топливным газообразующим элементом 12 соединена газопроводящими каналами (отверстиями) 20 с редуктором 6, который обеспечивает регулирование давления Р исходящего газа таким образом, чтобы оно превышало давление Р3 в скважине на интервале обработки не менее чем на 0,14 МПа, то есть чтобы выполнялось условие Р≥Р3+0,14 МПа.For this, the gas-pulse processing device, which is a gas-
Редуктор 6 сообщается с сейсмоакустическим излучателем 14, расположенным в нижней части генератора 5 и генерирующим колебания от 1 до 300 Гц в соответствии с резонансными частотами геодинамических блоков 1 и микроблоков 4, через газопроводящий канал в виде выходного отверстия 16.The
Для удобства эксплуатации, в частности, сборки и наращивания устройства по длине в случае необходимости корпус 8 может быть выполнен составным из двух или нескольких частей, герметично скрепленных между собой, например, с помощью резьбового или байонетного соединения.For ease of operation, in particular, the assembly and extension of the device along the length, if necessary, the
В качестве газообразующего элемента 12 верхняя полость корпуса 8 может быть заполнена смесью кислородосодержащих реагентов (например, селитры, перекись водорода, хлораты, фтораты и т.п.) и углеродосодержащих реагентов (например, уголь, целлюлоза и т.п.), плотно контактирующей с нагревательным элементом 9, регулируемым с поверхности через токоввод 13. Сейсмоакустический излучатель 14 генератора 5 акустических колебаний выполнен в виде перфорированного цилиндра с регулируемой по частоте вращающейся (ротирующей) заслонкой 15, смонтированной в нем возле отверстия 16.As a gas-generating
Линейные размеры генератора колебаний в предпочтительном варианте исполнения должны выбираться таким образом, чтобы генерируемые им колебания позволяли выполнить условие l>1/4λ, где l - длина интервала обработки, например, между дном скважины и сейсмоотражающим пакером, как это показано на фиг.1, или между двумя пакерами, размещенными по обе стороны генератора; λ - длина волны генерируемых колебаний. Кроме того, экспериментально установлено, что наилучшие результаты газоимпульсной обработки достигаются, когда общая площадь отверстий 18 перфорации сейсмоакустического излучателя 14 генератора 5 колебаний составляет более 1/3 диаметра отверстия 16.The linear dimensions of the oscillation generator in the preferred embodiment should be selected so that the oscillations generated by it will satisfy the condition l> 1 / 4λ, where l is the length of the processing interval, for example, between the bottom of the well and the seismic reflection packer, as shown in figure 1, or between two packers placed on both sides of the generator; λ is the wavelength of the generated oscillations. In addition, it was experimentally established that the best results of gas-pulse processing are achieved when the total area of the perforation holes 18 of the seismic
Для дополнительной регулировки в генераторе акустических колебаний в нижней части цилиндра сейсмоакустического излучателя 14 установлен донный (регулирующий) элемент 19, который опирается на упругие элементы 17, выполненные, например, в виде пружин, с возможностью его перемещения вдоль стенок внутреннего диаметра сейсмоакустического излучателя как по направляющим с помощью регулировочных винтов 21 для подстраивания к необходимому спектру частот.For additional adjustment in the generator of acoustic vibrations in the lower part of the cylinder of the seismic
Кроме того, в варианте исполнения в качестве топливного газообразующего элемента 12 может быть использован литий (или литийсодержащие вещества); в этом случае устройство должно быть снабжено дополнительным клапаном 22, регулируемым с поверхности через токоввод 13, для поступления воды из скважины или из дополнительного резервуара, например, установленного в качестве инициирующего элемента 9.In addition, in the embodiment, lithium (or lithium-containing substances) can be used as the fuel
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устройство газоимпульсной обработки содержит полый цилиндрический корпус 8, снабженный верхней и нижней съемными крышками 7. Перед использованием устройства полость в верхней части корпуса 8 заполняют газообразующим топливным элементом 12 таким образом, чтобы он плотно контактировал с нагревательным (инициирующим) элементом 9, соединенным с элементом питания на поверхности по геофизическому кабелю 10. Топливный элемент 12 из смесей кислородосодержащих и углеродосодержащих реагентов может быть насыпным или выполняться в виде прессованных шашек диаметром, соответствующим внутреннему диаметру корпуса.The gas-pulse processing device comprises a hollow
В другом варианте выполнения устройства топливный элемент 12 может быть выполнен в виде топливных шашек лития, а инициирующий элемент 9 - в виде небольшого резервуара с водой, количество которой должно быть достаточным для начала реакции окисления, либо устройство должно быть снабжено клапаном, открывающим доступ воды из скважины.In another embodiment of the device, the
После этого настраивают генератор акустических колебаний на предварительно определенные резонансные собственным частотам геодинамических блоков V ранга и микроблоков частоты. Для наиболее эффективного воздействия на обрабатываемый интервал продуктивного пласта необходимо, чтобы суммарная площадь перфорационных отверстий 18 сейсмоакустического излучателя 14 составляла более 1/3 диаметра входного отверстия 16. Кроме того, подстройка генератора акустических колебаний к расчетным частотам осуществляется регулированием установки ротирующей заслонки 15 и донного регулируемого элемента 19 в нижней части цилиндра, перемещаемого вдоль стенок внутреннего диаметра сейсмоакустического излучателя с помощью регулировочных винтов.After that, the acoustic oscillation generator is tuned to predefined resonant eigenfrequencies of geodynamic blocks of rank V and frequency microblocks. For the most effective impact on the treated interval of the reservoir it is necessary that the total area of the perforation holes 18 of the seismic
После этого производят спуск устройства на интервал обработки и его включение. В результате контакта топливного элемента 12 с сильно разогретым нагревательным (инициирующим) элементом 9 начинается реакция разложения кислородосодержащего реагента из смеси, сопровождающаяся бурным выделением газообразных продуктов. При этом выделяется также и большое количество тепла, которое приводит к воспламенению углеродосодержащего реагента. Благодаря скоплению газообразных продуктов горения в верхней полости устройства давление в ней постепенно растет до уровня, превышающего давление в нижней части устройства, после чего образовавшаяся парогазовая смесь вытесняется через узкие газопроводящие каналы (отверстия) 20 в камеру редуктора 6, в которой продолжается процесс горения газообразных веществ, дополнительно повышая температуру устройства.After that, the device is lowered to the processing interval and its inclusion. As a result of the contact of the
Далее продукты горения через отверстие 16, представляющее собой сопло, попадают в рабочий объем сейсмоакустического излучателя 14, где используются в качестве рабочей среды для генерации акустических колебаний.Further, the combustion products through the
Продукты горения из сопла попадают на крыльчатку ротирующей заслонки 15, заставляя ее вращаться и периодически перекрывать проход для газов. Пульсация скорости потока приводит к пульсации давления в среде. Созданные таким образом колебания усиливаются на выбранных частотах после прохождения через отверстия перфорации 18 в нижней части сейсмоакустического излучателя, выполненного по типу резонатора Гельмгольца. При этом истекающие из данного устройства газообразные продукты производят не только акустическое, но также тепловое и химическое воздействия на обрабатываемый интервал призабойной зоны.The combustion products from the nozzle fall on the impeller of the
Предлагаемое изобретение реализуется простыми и дешевыми реагентами и операциями, не включает последовательного закачивания жидкости с поверхности с использованием высоконапорного оборудования. Кроме теплового воздействия достигается комплексное воздействие на прискважинную зону химически активными веществами, углекислым газом, водородом, азотистыми газами и азотом, снижающими вязкость флюида и вызывающими газонефтеприток. Вместе с тем, удается воздействовать на геодинамический блок и микроблоки, слагающие газонефтеносный коллектор, низкочастотными колебаниями, что позволяет существенно развить трещиноватость и дренирующие каналы при сокращении расходов электроэнергии и дорогостоящего энергооборудования. Все это позволяет существенно повысить эффективность извлечения углеводородных флюидов из продуктивного пласта.The present invention is implemented by simple and cheap reagents and operations, does not include sequential pumping of liquid from the surface using high-pressure equipment. In addition to the thermal effect, a complex effect is achieved on the near-wellbore zone with chemically active substances, carbon dioxide, hydrogen, nitrogen gases and nitrogen, which reduce the viscosity of the fluid and cause oil and gas inflow. At the same time, it is possible to act on the geodynamic block and microblocks composing the gas-oil-bearing reservoir with low-frequency oscillations, which allows significantly developing fracturing and drainage channels while reducing the cost of electricity and expensive energy equipment. All this allows you to significantly increase the efficiency of extraction of hydrocarbon fluids from the reservoir.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006119359/03A RU2328594C2 (en) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | Process of gas-impulsive treatment of gas and oil wells and device for implementation of process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006119359/03A RU2328594C2 (en) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | Process of gas-impulsive treatment of gas and oil wells and device for implementation of process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006119359A RU2006119359A (en) | 2008-02-20 |
| RU2328594C2 true RU2328594C2 (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=39266612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006119359/03A RU2328594C2 (en) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | Process of gas-impulsive treatment of gas and oil wells and device for implementation of process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2328594C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2459942C2 (en) * | 2010-11-22 | 2012-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Method of wave processing of productive formations of oil deposits with manifold of fracture type |
| RU2509881C1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-03-20 | Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "С & С" | Well recovery method |
| RU2519093C1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-06-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" | Method of oil formation treatment |
| RU2605852C1 (en) * | 2015-08-14 | 2016-12-27 | Равиль Сафович Рафиков | Method for initiation and control of exothermal reaction of thermal gas-chemical action on formation in well |
| RU2705676C1 (en) * | 2019-03-04 | 2019-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технических систем "Пилот" | Method of impulse treatment of productive formation at extraction of hydrocarbon raw material and control system, which carries out |
| RU2735498C1 (en) * | 2020-07-02 | 2020-11-03 | Андрей Валерьевич Моисеев | Device for gas pulse treatment of wells |
-
2006
- 2006-08-03 RU RU2006119359/03A patent/RU2328594C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2459942C2 (en) * | 2010-11-22 | 2012-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Method of wave processing of productive formations of oil deposits with manifold of fracture type |
| RU2509881C1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-03-20 | Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "С & С" | Well recovery method |
| RU2519093C1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-06-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" | Method of oil formation treatment |
| RU2605852C1 (en) * | 2015-08-14 | 2016-12-27 | Равиль Сафович Рафиков | Method for initiation and control of exothermal reaction of thermal gas-chemical action on formation in well |
| RU2705676C1 (en) * | 2019-03-04 | 2019-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технических систем "Пилот" | Method of impulse treatment of productive formation at extraction of hydrocarbon raw material and control system, which carries out |
| RU2735498C1 (en) * | 2020-07-02 | 2020-11-03 | Андрей Валерьевич Моисеев | Device for gas pulse treatment of wells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006119359A (en) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10746006B2 (en) | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes | |
| RU2328594C2 (en) | Process of gas-impulsive treatment of gas and oil wells and device for implementation of process | |
| US20240110465A1 (en) | Cracking permeability increasing method combining hydraulic fracturing and methane in-situ combustion explosion | |
| US6776256B2 (en) | Method and apparatus for generating seismic waves | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| US20130161007A1 (en) | Pulse detonation tool, method and system for formation fracturing | |
| US4049056A (en) | Oil and gas well stimulation | |
| RU2372487C1 (en) | Method of degassing coal bed | |
| US20140216727A1 (en) | Hydraulic drillstring sound generator | |
| US6732799B2 (en) | Apparatus for stimulating oil extraction by increasing oil well permeability using specialized explosive detonating cord | |
| RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
| RU2199659C1 (en) | Technique intensifying oil output | |
| RU2221141C1 (en) | Process of treatment of critical area of formation | |
| RU2503799C2 (en) | Method for shale gas production | |
| RU2558031C1 (en) | Steam-gas generator for production of oil and gas condensate | |
| RU2261990C2 (en) | Method for applying thermogas-dynamic action to bed and solid fuel charge for above method implementation | |
| RU2175059C2 (en) | Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells | |
| RU2282026C1 (en) | Thermogaschemical well stimulation method with the use of coiled tubing | |
| RU2282020C2 (en) | Oil production method | |
| RU2103493C1 (en) | Method for treating productive bed | |
| RU2200833C2 (en) | Technique of wave attack on oil deposit | |
| RU2199660C2 (en) | Device for multiple formation of seismic rock mass | |
| RU44740U1 (en) | DEVICE FOR OPENING AND PROCESSING THE BOREHING HOLE ZONE | |
| RU2648406C1 (en) | Device for local fracturing | |
| RU2105874C1 (en) | Method for treating down-hole zone of well bed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170804 |