RU2373387C1 - Method for action at well bottom zone at development stage (versions) and device for its realisation - Google Patents
Method for action at well bottom zone at development stage (versions) and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373387C1 RU2373387C1 RU2008126449/03A RU2008126449A RU2373387C1 RU 2373387 C1 RU2373387 C1 RU 2373387C1 RU 2008126449/03 A RU2008126449/03 A RU 2008126449/03A RU 2008126449 A RU2008126449 A RU 2008126449A RU 2373387 C1 RU2373387 C1 RU 2373387C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- electrodes
- source
- pulses
- pressure pulses
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к средствам генерирования сейсмической энергии, например упругих колебаний в нефтеносных пластах, в частности к средствам освоения скважин при добыче углеводородов, например нефти.The invention relates to means for generating seismic energy, for example, elastic vibrations in oil reservoirs, in particular to means for well development in the production of hydrocarbons, for example oil.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известно большое количество способов вызова притока в скважине на стадии освоения: гидроразрыв, свабирование, кислотные методы очистки и т.д. Данные методы требуют продолжительного времени, сложны и экологически неблагоприятны.The prior art there are a large number of ways to call the inflow in the well at the stage of development: fracturing, swabbing, acid cleaning methods, etc. These methods require a long time, are complex and environmentally unfavorable.
Из уровня техники известен способ воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения путем создания депрессионно-репресионных импульсов давления гидросреды (RU 2276722 С1, опубл. 20.05.2006). Недостатком является сложность и ограниченные возможности.The prior art method of influencing the bottom hole zone of a well at the development stage by creating depressive-repressive pressure pulses of the hydraulic medium (RU 2276722 C1, publ. 05.20.2006). The disadvantage is complexity and limited capabilities.
В качестве наиболее близкого аналога выбран известный способ воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения путем создания депрессионно-репресионных импульсов давления гидросреды (RU 2310059 С1, опубл. 10.11.2007). Недостатком является сложность и ограниченные возможности по созданию необходимого динамического режима.As the closest analogue, the well-known method of influencing the bottom-hole zone of the well at the development stage by creating depressive-repressive pressure pulses of the hydraulic medium was selected (RU 2310059 C1, publ. 10.11.2007). The disadvantage is the complexity and limited ability to create the necessary dynamic mode.
В качестве наиболее близкого аналога скважинного источника выбран известный скважинный источник сейсмической энергии, содержащий корпус, узел высоковольтного электрода, узел низковольтного электрода, узел разрядника, включающий источник электрического разряда (SU 247530 А, G01V 1/02, опубл. 04.11.1969). Данный разрядник не приспособлен для создания воздействия с необходимыми параметрами.As the closest analogue of the borehole source, a well-known borehole source of seismic energy is selected, comprising a housing, a high-voltage electrode assembly, a low-voltage electrode assembly, a spark gap assembly including an electric discharge source (SU 247530 A,
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Настоящим изобретением решается задача вызова притока (повышения дебита) в скважину на стадии освоения, обеспечивающего быстрый и с наименьшими трудозатратами выход скважины на максимальные показатели добычи.The present invention solves the problem of inducing inflow (increasing production rate) into the well at the development stage, which ensures quick and low-cost output of the well to maximum production rates.
В ходе решения данной задачи обеспечивается достижение следующей совокупности технических результатов: возникновение резонансных явлений в элементах системы «скважина - призабойная зона - пласты», обеспечивающих освобождение поровых каналов призабойной зоны и перфорационных отверстий от кольматирующих веществ и наведение в пластах волновой картины, обеспечивающей повышение дебита по всей мощности пласта; улучшение фильтрационных свойств призабойной зоны; сокращение сроков освоения скважины; упрощение, повышение безопасности и эффективности стадии освоения скважины при минимальном влиянии на экологию.In the course of solving this problem, the following set of technical results is achieved: the occurrence of resonance phenomena in the elements of the well – bottomhole zone – formations system, which ensure the release of pore channels of the bottom-hole zone and perforations from clogging substances and guidance of the wave pattern in the layers, which ensures an increase in production rate the entire thickness of the reservoir; improvement of the filtration properties of the bottomhole zone; reduction of well development time; simplification, increase of safety and efficiency of the well development stage with minimal impact on the environment.
Указанные технические результаты достигаются тем, что способ воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения состоит в том, что в гидросреде в полости скважины создают импульсы давления, в качестве средства создания упомянутых импульсов давления используют источник электрогидроимпульсного разряда, содержащий накопительный конденсатор, электроды, замкнутые металлической проволокой с площадью поперечного сечения от 0,1 мм2 до 0,9 мм2, подают на электроды импульсы напряжения величиной от 2,6 кВ до 4,3 кВ через промежутки времени от 20 сек до 70 сек, обеспечивают тем самым взрыв проволоки и формирование импульсов давления в гидросреде, при этом расстояние между электродами составляет от 11 мм до 60 мм.The indicated technical results are achieved by the fact that the method of influencing the bottom-hole zone of the well at the development stage consists in creating pressure pulses in the hydraulic medium in the well cavity, using an electrohydropulse discharge source containing a storage capacitor, electrodes closed by a metal wire with a cross-sectional area from 0.1 mm 2 to 0.9 mm 2 , voltage pulses of magnitude from 2.6 kV to 4.3 kV are supplied to the electrodes at time intervals from 20 seconds to 70 seconds, thereby ensuring the explosion of the wire and the formation of pressure pulses in the hydraulic medium, while the distance between the electrodes is from 11 mm to 60 mm.
Указанные технические результаты достигаются также тем, что способ воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения состоит в том, что в гидросреде в полости скважины создают импульсы давления, в качестве средства создания упомянутых импульсов давления используют источник электрогидроимпульсного разряда, содержащий накопительный конденсатор, электроды, замкнутые металлической проволокой с площадью поперечного сечения от 0,1 мм2 до 0,9 мм2, подают на электроды импульсы напряжения величиной от 2,6 кВ до 4,3 кВ через промежутки времени от 20 сек до 70 сек, обеспечивают тем самым взрыв проволоки и формирование импульсов давления в гидросреде, при этом расстояние между электродами составляет от 11 мм до 60 мм, а формирование импульсов давления в гидросреде обеспечивают с перемещением источника на расстояние от 300 мм до 1000 мм.The indicated technical results are also achieved by the fact that the method of influencing the bottom-hole zone of the well at the development stage consists in creating pressure pulses in the hydraulic medium in the well cavity, using an electrohydropulse discharge source containing a storage capacitor, electrodes closed metal wire with a cross-sectional area from 0.1 mm 2 to 0.9 mm 2 , voltage pulses of magnitude from 2.6 kV to 4.3 kV are fed to the electrodes through the gaps the volume from 20 sec to 70 sec, thereby ensuring the explosion of the wire and the formation of pressure pulses in the hydraulic medium, while the distance between the electrodes is from 11 mm to 60 mm, and the formation of pressure pulses in the hydraulic medium is provided with the source moving at a distance of 300 mm to 1000 mm
Указанные технические результаты достигаются также тем, что способ воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения состоит в том, что в гидросреде в полости скважины создают импульсы давления, в качестве средства создания упомянутых импульсов давления используют источник электрогидроимпульсного разряда, содержащий накопительный конденсатор, электроды, замкнутые металлической проволокой с площадью поперечного сечения от 0,1 мм2 до 0,9 мм2, подают на электроды импульсы напряжения величиной от 2,6 кВ до 4,3 кВ через промежутки времени от 20 сек до 70 сек, обеспечивают тем самым взрыв проволоки и формирование импульсов давления в гидросреде, при этом расстояние между электродами составляет от 11 мм до 60 мм, а формирование импульсов давления в гидросреде обеспечивают в процессе перемещения источника электрогидроимпульсного разряда в полости скважины со скоростью от 270 мм/с до 600 мм/с.The indicated technical results are also achieved by the fact that the method of influencing the bottom-hole zone of the well at the development stage consists in creating pressure pulses in the hydraulic medium in the well cavity, using an electrohydropulse discharge source containing a storage capacitor, electrodes closed metal wire with a cross-sectional area from 0.1 mm 2 to 0.9 mm 2 , voltage pulses of magnitude from 2.6 kV to 4.3 kV are fed to the electrodes through the gaps the volume from 20 sec to 70 sec, thereby ensuring the explosion of the wire and the formation of pressure pulses in the hydraulic medium, while the distance between the electrodes is from 11 mm to 60 mm, and the formation of pressure pulses in the hydraulic medium provide during the movement of the source of electrohydropulse discharge in the well cavity speeds from 270 mm / s to 600 mm / s.
Указанные технические результаты достигаются также тем, что скважинный источник сейсмической энергии для воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения содержит корпус, высоковольтный электрод, низковольтный электрод, источник электрического разряда, механизм подачи металлической проволоки, металлическая проволока имеет площадь поперечного сечения от 0,1 мм2 до 0,9 мм2, источник электрического разряда обеспечивает подачу на электроды импульсов напряжения величиной от 2,6 кВ до 4,3 кВ, при этом расстояние между высоковольтным и низковольтным электродами составляет от 11 мм до 60 мм.The indicated technical results are also achieved by the fact that the borehole source of seismic energy for influencing the bottom hole zone of the well at the development stage contains a housing, a high-voltage electrode, a low-voltage electrode, an electric discharge source, a metal wire feed mechanism, a metal wire has a cross-sectional area of 0.1 mm or more 2 to 0.9 mm 2 , the electric discharge source provides voltage pulses from 2.6 kV to 4.3 kV to the electrodes, while the distance between high-voltage m and low-voltage electrodes is from 11 mm to 60 mm.
Отличительной чертой предложенных вариантов способа и устройства является обеспечение формирования направленных импульсов давления с избыточным давлением на переднем фронте, значительно превышающим пластовое давление, при этом импульсы имеют оптимальные динамические и энергетические параметры, необходимые для реализации указанной выше совокупности технических результатов.A distinctive feature of the proposed variants of the method and device is the provision of the formation of directional pressure pulses with an excess pressure at the leading edge significantly exceeding the reservoir pressure, while the pulses have the optimal dynamic and energy parameters necessary to implement the above set of technical results.
Перечень фигур чертежейList of drawings
На фиг.1 схематично представлен излучатель источника электрогидроимпульсного разряда на этапе замыкания электродов металлической проволокой, расположенного напротив закольматированого перфорационного канала.Figure 1 schematically shows the emitter of an electrohydropulse discharge source at the stage of electrode closure by a metal wire, located opposite the sealed perforation channel.
На фиг.2 схематично представлен излучатель источника электрогидроимпульсного разряда на этапе инициации взрыва, приводящего к образованию плазмы.Figure 2 schematically shows the emitter of the source of electrohydropulse discharge at the stage of initiation of the explosion, leading to the formation of plasma.
На фиг.3 схематично представлен излучатель источника электрогидроимпульсного разряда на этапе формирования ударной волны с избыточным давлением на переднем фронте за счет расширяющейся плазмы, которая через перфорационный канал проникает в призабойную зону и далее в пласт.Figure 3 schematically shows the emitter of an electrohydropulse discharge source at the stage of formation of a shock wave with excess pressure at the leading edge due to the expanding plasma, which penetrates through the perforation channel into the bottomhole zone and further into the formation.
На фиг.4 схематично представлен излучатель источника электрогидроимпульсного разряда на этапе сжатия и охлаждения плазмы, что приводит к выносу кольматанта в ствол скважины и очистке перфорационных каналов и увеличению проницаемости продуктивного пласта.Figure 4 schematically shows the emitter of the source of electrohydropulse discharge at the stage of compression and cooling of the plasma, which leads to the removal of the mud in the wellbore and the cleaning of the perforation channels and increase the permeability of the reservoir.
На фиг.5 схематично представлена конструкция скважинного источника сейсмической энергии.Figure 5 schematically shows the design of a borehole source of seismic energy.
На фиг. 6 представлена схема для определения скважности.In FIG. 6 is a diagram for determining duty cycle.
На фиг.7 представлена диаграмма, показывающая динамику изменения параметров скважины после применения способа и устройства.7 is a diagram showing the dynamics of changes in the parameters of the well after application of the method and device.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Нефтяная залежь в коллекторе слоиста и по кинетическим свойствам представляет собой модуль объемной упругости, а по акустическим свойствам - совокупность колебательных систем, где при импульсном воздействии распространяются как продольные, так и поперечные (сдвиговые) волны.In terms of kinetic properties, the oil reservoir in the layered reservoir is a modulus of bulk elasticity, and in terms of its acoustic properties it is a set of vibrational systems where both longitudinal and transverse (shear) waves propagate under pulsed action.
Поле упругих колебаний определяется направляющими свойствами коллектора, а его затухание - резонансными свойствами коллектора.The field of elastic vibrations is determined by the guiding properties of the collector, and its attenuation is determined by the resonant properties of the collector.
При импульсном воздействии возникает целый набор собственных частот в многослойной среде.When pulsed, a whole set of eigenfrequencies arises in a multilayer medium.
Так как коллектор нефтяной залежи представляет собой анизотропное тело, модуль продольной упругости и модуль сдвига принимают различные значения в различных направлениях, и их величины могут меняться в широких пределах.Since the reservoir of the oil reservoir is an anisotropic body, the modulus of longitudinal elasticity and shear modulus take different values in different directions, and their values can vary widely.
Вдоль слоев-резонаторов распространяется не исходный сигнал (импульс), а вызванный им собственный колебательный процесс, при этом каждому слою-резонатору соответствует своя частота.Along the resonator layers, it is not the original signal (impulse) that propagates, but the intrinsic oscillation process caused by it, and each resonator layer has its own frequency.
Важнейшим результатом кинетического воздействия является учет взаимодействия ударной волны с группой так называемых резонансных частиц, скорость которых совпадает со скоростью распространения волны.The most important result of the kinetic effect is to take into account the interaction of the shock wave with a group of so-called resonant particles, the speed of which coincides with the wave propagation velocity.
Появляется эффект резонансной турболезации, каветации, происходит преобразование волновых колебательных движений жидкости в монотонные односторонние направленные движения, а также волновые эффекты пространственного сдвига в высоковязких средах. При возбуждении волновых полей в обрабатываемом объеме происходит как циркуляция, так и ликвидация застойных зон.The effect of resonant turbulence, cavitation, appears, the wave vibrational motions of the liquid are transformed into monotonous one-sided directed motions, as well as the wave effects of the spatial shift in highly viscous media. Upon excitation of wave fields in the treated volume, both circulation and the elimination of stagnant zones occur.
По совокупности геологических, геофизических, гидродинамических, гидромеханических и других факторов призабойная зона скважины при различных технологиях первичного и вторичного вскрытия пластов имеет общие характеристики по структуре кольматирующих веществ.According to the totality of geological, geophysical, hydrodynamic, hydromechanical and other factors, the bottom hole zone of the well with various technologies of primary and secondary drilling of the reservoirs has common characteristics in terms of the structure of clogging substances.
Как известно, целью стадии освоения скважины является ввод скважины в режим эксплуатации, т.е. достижение максимального дебита. Данная стадия включает ряд операций, в частности первичное вскрытие пласта (бурение), вторичное вскрытие пласта (перфорирование), воздействие на призабойную зону для вызова притока и т.д. По совокупности гидрологических, геофизических и других факторов стадия освоения скважины имеет существенные особенности вследствие закономерностей формирования призабойной зоны скважины, например, по сравнению с состояниями скважины, возникающими в процессе ее эксплуатации. Существенно отличаются геофизические состояния призабойной зоны (фильтрационные свойства и т.д.), деформационные процессы, проницаемость скважины, структура и реологические свойства кольматанта и т.д. Вследствие этого задача вызова притока на стадии освоения имеет значительные отличия от, например, мероприятий по увеличению дебита скважины на стадии эксплуатации.As you know, the goal of the well development stage is to put the well into operation, i.e. achievement of maximum flow rate. This stage includes a number of operations, in particular the initial opening of the formation (drilling), the second opening of the formation (perforation), the impact on the bottom-hole zone to cause the inflow, etc. According to the totality of hydrological, geophysical, and other factors, the stage of well development has significant features due to the laws of formation of the bottom hole zone of the well, for example, compared with the well conditions that arise during its operation. The geophysical conditions of the bottom-hole zone (filtration properties, etc.), deformation processes, well permeability, structure and rheological properties of the mud, and so on, are significantly different. As a result, the task of invoking the inflow at the development stage has significant differences from, for example, measures to increase well production at the operational stage.
Настоящее изобретение решает задачу декольматации на стадии освоения скважины перфорационных каналов, призабойной зоны скважины с различными геологическими особенностями коллектора нефтяной залежи без добавления в скважину химических реагентов и вызова притока жидкости в скважину по всей мощности рабочего интервала. Одновременно производится эффективная резонансная накачка энергией продуктивных пластов, что приводит к увеличению их проницаемости.The present invention solves the problem of decolmation at the stage of well development of perforation channels, the bottomhole zone of the well with various geological features of the reservoir of oil deposits without adding chemicals to the well and causing fluid to flow into the well over the entire power of the working interval. At the same time, an effective resonant energy pumping of productive formations is performed, which leads to an increase in their permeability.
Настоящее изобретение решает поставленную задачу путем создания в полости скважины направленных репрессионно-депрессионных упругих волн за счет плазменно-импульсного разряда.The present invention solves the problem by creating directed repression and depression of elastic waves in the well cavity due to plasma-pulse discharge.
Целью и результатом настоящего изобретения является создание в полости скважины последовательности упруго-волновых процессов, обеспечивающих возникновение резонансных явлений как в призабойной зоне, так и в более удаленных участках пластов. Физическая сущность процесса добычи углеводородов настолько сложна, что не представляется возможным осуществить адекватное математическое моделирование упруго-деформационной системы «призабойная зона - скважина - геологические пласты» для определения динамических свойств и произведения расчетов колебательных процессов в этой системе.The aim and result of the present invention is the creation in the well cavity of a sequence of elastic wave processes that ensure the occurrence of resonance phenomena both in the bottomhole zone and in more remote sections of the formations. The physical nature of the hydrocarbon production process is so complex that it is not possible to carry out adequate mathematical modeling of the elastic-deformation system "bottom-hole zone - well - geological formations" to determine the dynamic properties and perform calculations of oscillatory processes in this system.
Как известно из теории колебаний и волновых процессов, возникающая в системе упруго-волновая картина определяется следующими показателями:As is known from the theory of oscillations and wave processes, the elastic wave pattern that arises in a system is determined by the following indicators:
- колебательными, т.е. динамическими свойствами самой системы (инерционные, упругие, диссипативные свойства, реологические характеристики среды и т.д.);- vibrational, i.e. dynamic properties of the system itself (inertial, elastic, dissipative properties, rheological characteristics of the medium, etc.);
- параметрами возбуждащих воздействий (интенсивность, частота, месторасположение источника и т.д.).- parameters of stimulating influences (intensity, frequency, source location, etc.).
Динамические свойства системы «призабойная зона - скважина - геологические пласты» на стадии освоения имеют существенные отличия от динамических свойств этой системы, находящейся на стадии эксплуатации. Так, например, существенно различаются деформации и напряжения. Загрязнение призабойной зоны на стадии освоения обусловлено прежде всего наличием механических частиц, содержащихся в жидкостях вскрытия и освоения с их последующим разбуханием, обломков породы, частиц цементирующего вещества или скелета породы. Все это существенно отличает, например, задачу очистки призабойной зоны на стадии освоения от очистки на стадии эксплуатации, когда основным загрязнением является намывной кольматант.The dynamic properties of the system “bottom-hole zone - well - geological formations” at the development stage have significant differences from the dynamic properties of this system, which is under operation. So, for example, deformations and stresses differ significantly. Wellbore contamination at the development stage is primarily due to the presence of mechanical particles contained in the opening and development fluids with their subsequent swelling, rock fragments, cementitious particles or rock skeleton. All this significantly distinguishes, for example, the task of cleaning the bottom-hole zone at the development stage from cleaning at the operational stage, when the main contamination is alluvial colmatant.
Сложность решения резонансных задач для такой неоднородной геофизической системы, которую составляют скважина, призабойная зона, пласты и т.д., обусловлена также наличием вторичных волновых и колебательных процессов (рефлекторные волны, т.е. волны отраженные от границ раздела пластов и призабойной зоны, наведенные волны и колебания в отдельных элементах системы, парциальные резонансы и т.д.).The complexity of solving resonance problems for such a heterogeneous geophysical system, which consists of a well, a bottomhole zone, formations, etc., is also due to the presence of secondary wave and oscillatory processes (reflex waves, i.e. waves reflected from the interfaces between the layers and the bottomhole zone, induced waves and vibrations in individual elements of the system, partial resonances, etc.).
Любая задача, решение которой связано с созданием в системе резонансных волновых или колебательных процессов, является крайне сложной. Далеко не любые воздействия на упругоинерционную систему могут вызвать резонансные явления. Параметры воздействия могут быть подобраны настолько неудачно, что будет иметь место не резонанс, а антирезонанс, т.е. ситуация, когда волновой или колебательный процесс, инициированный последующим воздействием, гасит волновой или колебательный процесс, созданный предыдущим воздействием.Any problem whose solution is associated with the creation of resonant wave or oscillatory processes in the system is extremely difficult. Far from any effects on the elastic inertia system can cause resonance phenomena. The exposure parameters can be selected so poorly that there will be no resonance, but antiresonance, i.e. a situation where the wave or oscillation process initiated by the subsequent action extinguishes the wave or oscillation process created by the previous effect.
Предложенное решение в соответствии с настоящим изобретением состоит в обеспечении оптимальных параметров возбуждащих воздействий (интенсивность, частота, месторасположение источника и т.д.), инициирующих упруговолновые и колебательные процессы в полости скважины, распространение которых в призабойную зону и геологические пласты вызовет повышение дебита, очистку призабойной зоны и перфорационных отверстий и улучшение фильтрационных свойств призабойной зоны.The proposed solution in accordance with the present invention is to provide optimal parameters of stimulating influences (intensity, frequency, source location, etc.) initiating elastic wave and oscillatory processes in the well cavity, the propagation of which into the bottomhole zone and geological formations will cause an increase in flow rate, cleaning bottom-hole zone and perforation holes and improving the filtration properties of the bottom-hole zone.
Инициирующее воздействие характеризуется следующими параметрами:The initiating effect is characterized by the following parameters:
- интенсивность импульсного воздействия (энергия импульса),- the intensity of the pulsed action (pulse energy),
- частота импульсов,- pulse frequency,
- месторасположение эпицентра импульсного воздействия.- location of the epicenter of the pulsed effect.
Результат может быть достигнут только определением оптимального сочетания всех указанных параметров. Необходимость взаимосвязанного определения интенсивности воздействия и частоты возбуждающих импульсов объясняется нелинейными динамическими свойствами системы «призабойная зона - скважина - геологические пласты».The result can be achieved only by determining the optimal combination of all these parameters. The need for an interconnected determination of the intensity of the impact and the frequency of the exciting pulses is explained by the nonlinear dynamic properties of the system "bottom-hole zone - well - geological formations".
Энергетические параметры инициирующего воздействия находятся во взаимосвязи с частотой следования импульсов. Опытным путем установлено, что оптимальной является энергия импульса от 15 МВт до 25 МВт. При меньшем значении не происходит создания волнового процесса с необходимыми параметрами. Импульс с большей энергией вызывает слишком интенсивную отраженную от стенок скважины волну, которая гасит последующую инициированную волну. Оптимальный диапазон значений энергии импульса достигается указанными диапазонами параметров, характеризующих поперечный размер проволоки и подаваемое на электроды напряжение. Если использовать проволоку с площадью поперечного сечения менее 0,1 мм2, плазменный канал между электродами, возникающий после ее взрыва, не позволит замкнуть электроды на необходимое время для того, чтобы выделилась запасенная в накопителе электрическая энергия. Использование проволоки с площадью поперечного сечения, большей 0,9 мм2, потребует подачи большего напряжения, что приведет к увеличению размеров всего устройства.The energy parameters of the initiating effect are in correlation with the pulse repetition rate. It has been experimentally established that the pulse energy from 15 MW to 25 MW is optimal. With a lower value, a wave process with the necessary parameters does not occur. A pulse with a higher energy causes a wave that is too intense reflected from the walls of the well, which damps the subsequent initiated wave. The optimal range of pulse energy values is achieved by the indicated ranges of parameters characterizing the transverse size of the wire and the voltage supplied to the electrodes. If you use a wire with a cross-sectional area of less than 0.1 mm 2 , the plasma channel between the electrodes that occurs after its explosion will not allow the electrodes to be closed for the necessary time so that the electric energy stored in the drive is released. The use of a wire with a cross-sectional area greater than 0.9 mm 2 will require a higher voltage supply, which will lead to an increase in the size of the entire device.
Импульсы подают через промежутки времени от 20 сек до 70 сек. Данный признак характеризует динамические показатели инициирующего воздействия. Импульсы могут подаваться через равные промежутки времени, например три раза в минуту, либо через различные промежутки времени. Последний вариант наиболее эффективен для адаптивных систем, т.е. снабженных средствами измерения параметров гидросреды в полости скважины (давления и т.д.) с тем, чтобы управлять моментами подачи импульсов в зависимости от ситуации. При более частой подаче импульсов накладывающиеся друг на друга волны не позволят эффективно вызвать резонирование элементов системы. При более редкой подаче возбуждающих импульсов невозможно обеспечить наложение, т.е. усиление последующей волной предыдущей волны, вследствие быстрого затухания.Pulses are fed at intervals from 20 seconds to 70 seconds. This symptom characterizes the dynamic indicators of the initiating effect. Pulses can be emitted at regular intervals, for example, three times per minute, or at different intervals. The latter option is most effective for adaptive systems, i.e. equipped with a means of measuring the parameters of the hydraulic medium in the well cavity (pressure, etc.) in order to control the moments of the pulse supply, depending on the situation. With a more frequent supply of pulses, the superimposed waves will not allow you to effectively cause the resonance of the elements of the system. With a rarer supply of exciting pulses, it is impossible to ensure overlap, i.e. amplification by the next wave of the previous wave, due to rapid attenuation.
Важным параметром является также скважность подаваемых импульсов. Как известно, под скважностью понимают отношение периода Т подачи импульсов к длительности t самого импульса (см. фиг.6). В соответствии с изобретением скважность характеризует отношение промежутка Т времени между импульсами к продолжительности t импульса. Скважность является безразмерным параметром, и его значение должно составлять от 105 до 106. При значении, меньшем 105, волны идут слишком редко, а при значении выше 106 - слишком часто для обеспечения резонирования системы «призабойная зона - скважина - геологические пласты».An important parameter is also the duty cycle of the supplied pulses. As you know, the duty cycle is understood as the ratio of the period T of the pulse supply to the duration t of the pulse itself (see Fig.6). In accordance with the invention, the duty cycle characterizes the ratio of the time interval T between pulses to the duration t of the pulse. Reliability is a dimensionless parameter, and its value should be from 10 5 to 10 6 . If the value is less than 10 5 , the waves are too rare, and if the value is higher than 10 6, it is too often to ensure resonance of the “bottomhole zone - well - geological formations” system.
Таким образом, подача импульсов напряжения с указанными параметрами вызывает взрыв проволоки, образование ионоплазменного канала между электродами и зоны повышенного давления в гидросреде, которая, распространяясь, формирует упруговолновой процесс в полости скважины, призабойной зоне и пластах. Количество импульсов, необходимых для обработки призабойной зоны, т.е. длительность обработки, определяется в каждом случае отдельно в зависимости от промежуточных результатов обработки.Thus, the supply of voltage pulses with the indicated parameters causes a wire explosion, the formation of an ion-plasma channel between the electrodes and the zone of increased pressure in the hydraulic medium, which, propagating, forms an elastic wave process in the well cavity, bottom-hole zone and formations. The number of pulses required to process the bottom-hole zone, i.e. the processing time is determined in each case separately depending on the intermediate processing results.
В зависимости от глубины пласта для создания волнового фронта по всей его мощности необходимо перемещать источник гидроимпульсов вдоль скважины. Обычно целесообразно перемещение снизу вверх. Однако в ряде особых случаев оптимально перемещать источник сверху вниз. При формировании импульсов обеспечивают перемещение источника на расстояние от 300 мм до 1000 мм. Перемещение может производиться как с постоянным шагом, так и на различные расстояния в зависимости от ситуации. Перемещение менее 300 мм нецелесообразно вследствие незначительного изменения положения источника. При перемещении источника более 1000 мм возможно появление теневых зон в призабойной зоне, что снизит эффективность способа. Данный вариант способа предполагает, что импульсы формируются неподвижным источником, который затем перемещается на указанное расстояние. Отличительной чертой данного варианта способа является то, что импульсы формируются после перемещения источника в неподвижном состоянии.Depending on the depth of the formation, in order to create a wavefront over its entire power, it is necessary to move the source of hydraulic pulses along the well. It is usually advisable to move from bottom to top. However, in a number of special cases, it is optimal to move the source from top to bottom. When generating pulses, the source is moved from 300 mm to 1000 mm. Moving can be carried out both with a constant step, and at various distances depending on the situation. Moving less than 300 mm is impractical due to a slight change in the position of the source. When moving the source of more than 1000 mm, the appearance of shadow zones in the bottomhole zone, which will reduce the effectiveness of the method. This variant of the method assumes that the pulses are formed by a fixed source, which then moves to a specified distance. A distinctive feature of this variant of the method is that the pulses are formed after moving the source in a stationary state.
Для уменьшения времени воздействия формирование импульсов давления в гидросреде можно обеспечить в процессе перемещения источника электрогидроимпульсного разряда в полости скважины со скоростью от 270 мм/с до 600 мм/с. В этом случае источник непрерывно перемещается вдоль скважины, а импульсы формируются в процессе перемещения источника.To reduce the exposure time, the formation of pressure pulses in the hydraulic medium can be ensured during the movement of the source of the electrohydropulse discharge in the well cavity at a speed of 270 mm / s to 600 mm / s. In this case, the source continuously moves along the well, and pulses are formed during the movement of the source.
Таким образом, оптимальный диапазон значений энергии импульса достигается в рамках указанных основных параметров, характеризующих поперечное сечение проволоки, расстояние между электродами, подаваемое на электроды напряжение и периодичность формирования импульсов.Thus, the optimal range of values of the pulse energy is achieved within the framework of these basic parameters characterizing the cross section of the wire, the distance between the electrodes, the voltage applied to the electrodes, and the frequency of pulse formation.
Подача импульсов напряжения с указанными параметрами вызывает взрыв проволоки, образование плазмы между электродами и зоны избыточного давления в гидросреде, которая, распространяясь, формирует упруговолновой процесс в призабойной зоне и пластах. Количество инициируемых импульсов, т.е. длительность обработки, определяется в каждом случае отдельно в зависимости от геологических особенностей залежи и глубины залегания пластов, а также скорости распространения упругих волн в породах.The supply of voltage pulses with the indicated parameters causes a wire explosion, the formation of plasma between the electrodes and the overpressure zone in the hydraulic medium, which, propagating, forms an elastic wave process in the bottomhole zone and formations. The number of triggered pulses, i.e. the processing time is determined in each case separately depending on the geological features of the deposit and the depth of the beds, as well as the propagation velocity of the elastic waves in the rocks.
Скорость распространения упругих волн в породах характеризуется следующими значениями (м/с):The propagation velocity of elastic waves in rocks is characterized by the following values (m / s):
Глинистые, песчаные и карбонатные породы характеризуются промежуточными скоростями распространения упругих волн. Пористость пород способствует снижению, а их сцементированность - возрастанию скорости распространения упругих волн.Clay, sand and carbonate rocks are characterized by intermediate propagation velocities of elastic waves. The porosity of the rocks helps to reduce, and their cementation - to increase the speed of propagation of elastic waves.
Модуль упругости горных пород (Е) по мере увеличения глубины залегания возрастает, при этом наибольшее влияние на модуль упругости оказывает минералогический состав, структура, температура, условия залегания, природа жидкости, заполняющей поровые каналы.The modulus of elasticity of rocks (E) increases with increasing depth, with the greatest influence on the modulus of elasticity having the mineralogical composition, structure, temperature, occurrence conditions, nature of the fluid filling the pore channels.
Повышение песчанистости приведет к увеличению Е породы. При увеличении карбонатности осадочных горных пород модуль упругости возрастает. При прочих равных условиях модуль упругости мелкозернистых пород имеет более высокие показатели упругости, чем крупнозернистые. Модули упругости для горных пород имеют следующие значения:An increase in sandiness will lead to an increase in E of the rock. With an increase in the carbonate content of sedimentary rocks, the elastic modulus increases. Ceteris paribus, the elastic modulus of fine-grained rocks has higher elasticities than coarse-grained. The elastic moduli for rocks have the following meanings:
Скважинный источник сейсмической энергии для воздействия на призабойную зону скважины на стадии освоения, как схематически показано на фиг.5, содержит корпус 1, высоковольтный электрод 2, низковольтный электрод 3, источник 4 электрического разряда, механизм 5 подачи металлической проволоки. Металлическая проволока 6 имеет площадь поперечного сечения от 0,1 мм2 до 0,9 мм2. Источник 4 электрического разряда обеспечивает подачу на электроды 2 и 3 импульса напряжения величиной от 2,6 кВ до 4,3 кВ, при этом расстояние L между высоковольтным 2 и низковольтным 3 электродами составляет от 11 мм до 60 мм. Источник также содержит электрический блок 5, включающий зарядные устройства, накопители энергии, электрическую арматуру, шины и прочие электрические компоненты, необходимые для создания электрогидравлического разряда. Электрические компоненты источника не составляют предмет данного изобретения и могут быть выполнены любым известным образом, например так, как это описано в источниках, указанных в разделе «уровень техники» настоящего описания.The downhole source of seismic energy for influencing the bottom hole of the well at the development stage, as schematically shown in FIG. 5, comprises a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В зависимости от расстояния между электродами, диаметра и формы сечения проволоки в расчетные промежутки времени на замкнутые металлической проволокой 6 электроды 2 и 3 (фиг.1) подается напряжение от 2,1 кВ до 4,3 кВ. В результате этого инициируется взрыв проволоки 6, приводящий к образованию плазмы (фиг.2). Расширяющаяся плазма формирует ударную волну с избыточным давлением на переднем фронте, значительно превышающим пластовое давление (фиг.3), переходящую в призабойной зоне и в залежи в целом в ряд последовательных упругих колебаний. Сжатие и охлаждение плазмы приводит к выносу кольматанта в ствол скважины, что приводит к очистке перфорационных каналов и значительному увеличению проницаемости продуктивного пласта (фиг.4). Излучатель источника электрогидроимпульсного разряда, создавая импульсы с избыточным давлением в гидросреде, перемещается вдоль рабочего интервала перфорации с заданным шагом или заданной скоростью в зависимости от мощности нефтяного пласта и геологических особенностей скважины.Depending on the distance between the electrodes, the diameter and shape of the cross-section of the wire, at calculated time intervals, voltages from 2.1 kV to 4.3 kV are applied to the
Примеры реализации способа.Examples of the method.
Пример 1. Используют источник электрогидроимпульсного разряда, с проволокой с 0,3 мм2. Напряжение на электродах 2,8 кВ. Последовательность импульсов подается через равные промежутки времени 50 сек. Скважность подачи импульсов 450000. Изменение параметров скважины после обработки показаны на фиг. 7.Example 1. Use a source of electrohydropulse discharge, with a wire with 0.3 mm 2 . The voltage at the electrodes is 2.8 kV. The pulse sequence is supplied at regular intervals of 50 seconds. Pulse feed rate of 450,000. Changes in well parameters after processing are shown in FIG. 7.
Пример 2. Используют источник электрогидроимпульсного разряда, с проволокой с 0,8 мм2. Напряжение на электродах 4,0 кВ. Последовательность импульсов подается через равные промежутки времени 35 сек. Скважность подачи импульсов 310 000. Импульсы подавали сериями по 15 импульсов. После каждой серии источник перемещают на расстояние 400 мм.Example 2. Use a source of electrohydropulse discharge, with a wire with 0.8 mm 2 . The voltage at the electrodes is 4.0 kV. The pulse sequence is supplied at regular intervals of 35 seconds. The pulse feed rate was 310,000. The pulses were applied in series of 15 pulses. After each series, the source is moved 400 mm apart.
Пример 3. Используют источник электрогидроимпульсного разряда, с проволокой с 0,5 мм2. Напряжение на электродах 3,6 кВ. Последовательность импульсов подается через равные промежутки времени 20 сек. Скважность подачи импульсов 310000. Импульсы подавали сериями по 15 импульсов. Источник перемещается в полости скважины со скоростью 300 мм/с.Example 3. Use a source of electrohydropulse discharge, with a wire with 0.5 mm 2 . The voltage at the electrodes is 3.6 kV. The pulse sequence is fed at regular intervals of 20 seconds. The pulse feed rate was 310,000. The pulses were applied in series of 15 pulses. The source moves in the well cavity at a speed of 300 mm / s.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126449/03A RU2373387C1 (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Method for action at well bottom zone at development stage (versions) and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126449/03A RU2373387C1 (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Method for action at well bottom zone at development stage (versions) and device for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2373387C1 true RU2373387C1 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=41477916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008126449/03A RU2373387C1 (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Method for action at well bottom zone at development stage (versions) and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2373387C1 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140027110A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Novas Energy Group Limited | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| RU2521098C2 (en) * | 2012-09-27 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Георезонанс" | Method of methane extraction from coal seam |
| US8950495B2 (en) | 2012-09-05 | 2015-02-10 | Past, Inc. | Well cleaning method |
| WO2015112045A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" | Method and apparatus for acting on oil-saturated formations and the bottom region of a horizontal well bore |
| CN104832149A (en) * | 2015-05-16 | 2015-08-12 | 太原理工大学 | Electric pulse assisted hydrofracture unconventional gas reservoir permeability increasing method |
| RU2564426C2 (en) * | 2010-12-29 | 2015-09-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method (versions) and system for well completion using plasma charges |
| CN105201477A (en) * | 2015-09-26 | 2015-12-30 | 吉林大学 | In-situ volumetric breaking and directional fracture forming method for oil shale |
| RU2588086C2 (en) * | 2011-03-14 | 2016-06-27 | Тоталь С.А. | Electric and static fracturing |
| RU2592313C2 (en) * | 2011-03-14 | 2016-07-20 | Тоталь С.А. | Electric fracturing |
| RU2630000C2 (en) * | 2012-06-01 | 2017-09-05 | Тоталь С.А. | Advanced electrical hydrolysis of the plaster |
| CN109083624A (en) * | 2018-07-04 | 2018-12-25 | 华中科技大学 | A kind of the reservoir properties remodeling method and device of composite pulse shock wave and hydraulic fracturing |
| RU2693892C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-07-05 | Евгений Петрович Сиволодский | Method for isolating and identifying groups of bacteria pseudomonas putida and pseudomonas fluorescens |
-
2008
- 2008-07-01 RU RU2008126449/03A patent/RU2373387C1/en active
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564426C2 (en) * | 2010-12-29 | 2015-09-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method (versions) and system for well completion using plasma charges |
| RU2592313C2 (en) * | 2011-03-14 | 2016-07-20 | Тоталь С.А. | Electric fracturing |
| RU2588086C2 (en) * | 2011-03-14 | 2016-06-27 | Тоталь С.А. | Electric and static fracturing |
| RU2630000C2 (en) * | 2012-06-01 | 2017-09-05 | Тоталь С.А. | Advanced electrical hydrolysis of the plaster |
| US9422799B2 (en) * | 2012-07-27 | 2016-08-23 | Novas Energy Group Limited | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| CN108471667A (en) * | 2012-07-27 | 2018-08-31 | 诺瓦斯能源集团有限公司 | For using plasma source excitation well, deposit and the system and method for drilling |
| US10746006B2 (en) * | 2012-07-27 | 2020-08-18 | Novas Energy Group Limited | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes |
| US9181788B2 (en) * | 2012-07-27 | 2015-11-10 | Novas Energy Group Limited | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| US20190257184A1 (en) * | 2012-07-27 | 2019-08-22 | Novas Energy Group Limited | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes |
| CN104756608A (en) * | 2012-07-27 | 2015-07-01 | 诺瓦斯能源集团有限公司 | A system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| EP2878178A4 (en) * | 2012-07-27 | 2016-07-20 | Novas Energy Group Ltd | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| US20140027110A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Novas Energy Group Limited | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| US10280723B2 (en) * | 2012-07-27 | 2019-05-07 | Novas Energy Group Limited | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| US20170167215A1 (en) * | 2012-07-27 | 2017-06-15 | Novas Energy Group Limited | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
| US8950495B2 (en) | 2012-09-05 | 2015-02-10 | Past, Inc. | Well cleaning method |
| RU2521098C2 (en) * | 2012-09-27 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Георезонанс" | Method of methane extraction from coal seam |
| RU2600249C1 (en) * | 2014-01-24 | 2016-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" | Method and device of impact on oil-saturated formations and bottomhole zone of horizontal well |
| EA032392B1 (en) * | 2014-01-24 | 2019-05-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" | Method and apparatus for acting on oil-saturated formations and the bottom region of a horizontal well bore |
| WO2015112045A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" | Method and apparatus for acting on oil-saturated formations and the bottom region of a horizontal well bore |
| CN104832149A (en) * | 2015-05-16 | 2015-08-12 | 太原理工大学 | Electric pulse assisted hydrofracture unconventional gas reservoir permeability increasing method |
| CN105201477A (en) * | 2015-09-26 | 2015-12-30 | 吉林大学 | In-situ volumetric breaking and directional fracture forming method for oil shale |
| CN109083624A (en) * | 2018-07-04 | 2018-12-25 | 华中科技大学 | A kind of the reservoir properties remodeling method and device of composite pulse shock wave and hydraulic fracturing |
| WO2020006973A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 华中科技大学 | Pulsed laser wave and hydraulic fracturing compounded reforming method and apparatus for physical attribute of reservoir |
| RU2693892C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-07-05 | Евгений Петрович Сиволодский | Method for isolating and identifying groups of bacteria pseudomonas putida and pseudomonas fluorescens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2373387C1 (en) | Method for action at well bottom zone at development stage (versions) and device for its realisation | |
| RU2373386C1 (en) | Method for action at well bottom zone and oil-saturated beds (versions) and device for its realisation | |
| US10746006B2 (en) | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes | |
| RU2392425C1 (en) | Pulse hydrorupture implementation method | |
| US9394775B2 (en) | Electrical fracturing of a reservoir | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| RU2409738C1 (en) | Pulse hydraulic fracturing method | |
| RU2682409C1 (en) | Impulsive hydraulic fracturing method | |
| RU2586693C1 (en) | Pulse hydraulic fracturing method | |
| Molchanov et al. | Implementation of new technology is a reliable method of extracting reserves remaining in hydrocarbon deposits | |
| RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
| US9010420B2 (en) | Sonic oil recovery apparatus for use in a well | |
| RU2507390C1 (en) | Method of pulse hydraulic fracturing implementation | |
| RU2320865C1 (en) | Method for well bottom zone treatment | |
| RU2737632C1 (en) | Pulsed hydraulic fracturing method | |
| RU76971U1 (en) | DEVICE FOR IMPACT ON THE BOTH ZONE | |
| US20150275628A1 (en) | Sonic oil recovery apparatus for use in a well | |
| RU2283945C1 (en) | Method for hydrocarbon deposit development at later stage | |
| RU2477799C1 (en) | Method for hydraulic treatment of coal bed | |
| RU2526922C2 (en) | Oil deposit development method | |
| RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
| RU2776266C1 (en) | Method for implementing pulsed hydraulic fracturing | |
| RU2768311C1 (en) | Method of performing pulsed hydraulic fracturing | |
| RU2447278C2 (en) | Method of hydraulic fracturing of bed | |
| RU2268996C2 (en) | Method for hydrocarbon deposit development along with force application to geologic environment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20150716 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |