RU2388908C1 - Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation - Google Patents
Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388908C1 RU2388908C1 RU2009112296/03A RU2009112296A RU2388908C1 RU 2388908 C1 RU2388908 C1 RU 2388908C1 RU 2009112296/03 A RU2009112296/03 A RU 2009112296/03A RU 2009112296 A RU2009112296 A RU 2009112296A RU 2388908 C1 RU2388908 C1 RU 2388908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- storage capacitors
- storage capacitor
- charging
- compartment
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 19
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при выполнении работ на глубинах, превышающих 2000 м.The invention relates to the field of oil production and can be used when performing work at depths exceeding 2000 m
Известно устройство для воздействия на нефтяной пласт, принцип работы которого базируется на «электрогидравлическом эффекте», позволяющем повысить продуктивность обрабатываемого пласта.A device for influencing an oil reservoir is known, the principle of operation of which is based on the "electro-hydraulic effect", which allows to increase the productivity of the treated formation.
В этом устройстве, включающем оснащенный пультом управления наземный источник электропитания, скважинный аппарат выполнен в виде полого цилиндрообразного корпуса и содержит в себе зарядное устройство, блок накопительных конденсаторов (трансформаторно-выпрямительный блок с импульсными высоковольтными конденсаторами, соединенными параллельно) и разрядный блок, оснащенный двумя электродами, управляемым разрядником и блоком поджига. Ввод электрической энергии в скважинный аппарат осуществляется посредством электропитающего кабеля через кабельный наконечник, который является промежуточным (поддерживающим) звеном при размещении скважинного аппарата в скважине [1].In this device, which includes a ground-based power source equipped with a control panel, the borehole device is made in the form of a hollow cylindrical body and contains a charger, a storage capacitor unit (transformer-rectifier unit with high-voltage pulse capacitors connected in parallel), and a discharge unit equipped with two electrodes controlled by a spark gap and an ignition unit. The input of electric energy into the borehole apparatus is carried out by means of the power cable through the cable lug, which is an intermediate (supporting) link when placing the borehole apparatus in the borehole [1].
Недостатки этого устройства заключаются в следующем.The disadvantages of this device are as follows.
В процессе его работы электроды разрядного блока находятся непосредственно в обрабатываемой среде, которой в скважине, в призабойной зоне и в нефтяном пласте могут быть техническая вода со степенью минерализации до 1,24, глинистые растворы и нефти с различной степенью загазованности, а также и их суспензии.In the process of its operation, the electrodes of the discharge block are located directly in the processed medium, which in the well, in the bottomhole zone and in the oil reservoir can be industrial water with a degree of mineralization of up to 1.24, clay solutions and oils with various degrees of gas contamination, as well as their suspension .
Такая обрабатываемая среда характеризуется или повышенной электрической проводимостью (снижающей пробивное напряжение разрядного промежутка), или, наоборот, усложненными условиями для создания пробоя за счет ее электроизолирующих свойств, а также и за счет повышенных окружающих давлений, достигающих величин десятков атмосфер («кривая Пашена»).Such a medium to be treated is characterized either by increased electrical conductivity (reducing the breakdown voltage of the discharge gap), or, on the contrary, complicated conditions for creating a breakdown due to its electrical insulating properties, as well as due to increased ambient pressures reaching tens of atmospheres (“Paschen curve”) .
Вследствие вышеуказанного рабочего расположения электродов и свойств обрабатываемой среды возникают следующие эксплуатационные сложности.Due to the above working arrangement of the electrodes and the properties of the medium being processed, the following operational difficulties arise.
При высокой проводимости среды в скважине (соляной раствор) устройство входит в режим короткого замыкания или «утечки» энергии разряда и соответственно становится неэффективным за счет снижения величины энергии, фактически расходуемой на создание импульса давления. При этом, если в номинальном режиме разряда накопленной энергии длительность переднего фронта импульса тока носит взрывной характер с длительностью 15-50 мкс, то в режиме «утечки» длительность переднего фронта тока возрастает до 500-1500 мкс и более. В этом случае создание взрывного импульсного режима выделения электрической энергии и импульса давления невозможно.With a high conductivity of the medium in the well (brine), the device enters the short circuit mode or "leakage" of the discharge energy and, accordingly, becomes inefficient by reducing the amount of energy actually spent on creating a pressure pulse. Moreover, while in the nominal discharge mode of the accumulated energy, the duration of the leading edge of the current pulse is explosive with a duration of 15-50 μs, then in the "leak" mode, the duration of the leading edge of the current increases to 500-1500 μs or more. In this case, the creation of an explosive pulsed regime of the release of electrical energy and pressure pulse is impossible.
Предпробивные потери энергии в режиме «утечки» достигают 13%, а их компенсация приводит к росту массогабаритных показателей скважинного аппарата. Рост этих показателей происходит за счет увеличения габаритов и массы блока накопительных конденсаторов, являющегося следствием увеличения в нем количества накопительных конденсаторов, которое и позволяет снижать (устранять) предпробивные потери.Pre-penetrative energy losses in the “leak” mode reach 13%, and their compensation leads to an increase in the overall dimensions of the downhole apparatus. The growth of these indicators is due to an increase in the size and mass of the block of storage capacitors, which is a consequence of an increase in the number of storage capacitors in it, which allows one to reduce (eliminate) pre-breakdown losses.
Так, например, при одной из практических реализаций электрогидравлического воздействия на нефтеносный пласт, скважинный аппарат имел диаметр 250 мм и длину 3500 мм, в то время как энергия разрядного импульса не превышала 18 Дж.So, for example, in one of the practical implementations of electro-hydraulic impact on the oil-bearing formation, the downhole tool had a diameter of 250 mm and a length of 3500 mm, while the energy of the discharge pulse did not exceed 18 J.
Эксплуатация скважинного аппарата с такой незначительной энергией разрядного импульса энергии, даже на глубинах до 1500 м, малоэффективна, а его габаритные размеры ограничивают обработку обсадной трубы с пониженными диаметрами, с переменной конфигурацией уклонов по сечению пласта и затрудняют его перемещение от скважины к скважине.The operation of a borehole apparatus with such a small energy of a discharge pulse of energy, even at depths of up to 1,500 m, is ineffective, and its overall dimensions limit the processing of casing with reduced diameters, with a variable configuration of slopes along the section of the formation and make it difficult to move it from well to well.
Кроме того, в связи с ростом пробивных напряжений при достижении глубин в скважине до 2000 м и более и за счет увеличения электропрочности нефтяной среды, в скважинном аппарате приходится уменьшать величину разрядного промежутка. Это должно обеспечивать гарантированный пробой, но фактически уменьшает выделяемую между электродами энергию, в результате чего с прямо пропорциональной зависимостью снижается эффективность обработки пласта.In addition, due to the increase in breakdown stresses when the depths in the well reach 2000 m or more and due to an increase in the electric strength of the oil medium, the size of the discharge gap has to be reduced in the borehole apparatus. This should provide a guaranteed breakdown, but in fact reduces the energy released between the electrodes, as a result of which, with a directly proportional dependence, the efficiency of the formation treatment is reduced.
Вместе с этим, взаимосвязь и взаимовлияние параметров скважинного аппарата и скважины, таких как давление, искровой зазор, проводимость среды, энергопотери, приводят к нестабильности энерговыделения в широком диапазоне запасенных энергий, к необходимости проведения предпускового анализа и подготовки аппарата к каждому использованию с учетом характеристик конкретной скважины. Это существенно усложняет эксплуатацию скважинного аппарата, затрудняет выбор оптимальных параметров обработки, а прогноз эффективности воздействия на пласт делает не всегда достоверным.At the same time, the interconnection and mutual influence of the parameters of the borehole apparatus and the well, such as pressure, spark gap, conductivity of the medium, energy loss, lead to instability of energy release in a wide range of stored energies, to the need for pre-launch analysis and preparation of the apparatus for each use, taking into account the characteristics of a particular wells. This significantly complicates the operation of the downhole tool, makes it difficult to select the optimal processing parameters, and the forecast of the effectiveness of the impact on the formation does not always reliable.
Таким образом, использование данного устройства для воздействия на нефтяной пласт на глубинах, например, в 2000 м представляется весьма проблематичным, в том числе и из-за возможности несрабатывания его разрядного блока.Thus, the use of this device for influencing an oil reservoir at depths, for example, at 2000 m, is very problematic, including due to the possibility of failure of its discharge block.
Кроме того, известно устройство для электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт, в котором электроды разрядного блока во время работы скважинного аппарата должны быть изолированы от обрабатываемой среды. Это обеспечивается введением в конструкцию разрядного блока дополнительного корпуса, выполненного в виде полого цилиндра и имеющего достаточно маленький внутренний объем [2].In addition, it is known a device for electro-hydraulic impact on an oil reservoir, in which the electrodes of the discharge unit during operation of the downhole apparatus must be isolated from the medium being treated. This is ensured by the introduction into the design of the discharge block of an additional housing made in the form of a hollow cylinder and having a sufficiently small internal volume [2].
Однако данное устройство, а следовательно, и реализуемый на нем способ электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт, которые по своей технической сущности являются наиболее близкими к изобретению и приняты в качестве соответствующего прототипа, имеет ряд существенных недостатков.However, this device, and therefore the method of electro-hydraulic action on the oil reservoir that is implemented on it, which, by their technical nature, are closest to the invention and adopted as the corresponding prototype, has a number of significant drawbacks.
Первый из них заключается в том, что использование дополнительного корпуса в виде полого цилиндра не обеспечивает устойчивой изоляции электродов от обрабатываемой среды. Разработчики данного устройства сами указывают на возможность «случайного попадания окружающей гидросреды под электроды и возникновения ее контакта с электродами». Следовательно, использование этого устройства на глубинах, близких к 2000 м, точно так же как и выше охарактеризованного устройства, представляется весьма проблематичным, поскольку сохраняется некоторая возможность несрабатывания его разрядного блока.The first of them is that the use of an additional body in the form of a hollow cylinder does not provide stable insulation of the electrodes from the medium being treated. The developers of this device themselves indicate the possibility of "accidental contact of the surrounding hydraulic medium under the electrodes and the occurrence of its contact with the electrodes." Therefore, the use of this device at depths close to 2000 m, just like above the described device, seems to be very problematic, since there remains some possibility of failure of its discharge block.
Второй и наиболее важный недостаток этого устройства, равно как и выше охарактеризованного, заключается в том, что оно, в силу конструктивных особенностей своего блока накопительных конденсаторов, предназначено в основном для обработки (очистки) призабойной зоны на глубинах не более 1500 м, поскольку развивает мощность разрядного импульса в пределах всего лишь 100-300 Дж.The second and most important drawback of this device, as well as described above, is that, due to the design features of its block of storage capacitors, it is mainly intended for processing (cleaning) the bottom-hole zone at depths of not more than 1500 m, since it develops power discharge pulse in the range of only 100-300 J.
Такая мощность разрядного импульса не позволяет осуществить площадное воздействие на пласт и не позволяет работать на глубинах более 1500-2000 м, в то время как подавляющее большинство скважин, например в западной Сибири Российской Федерации и в Канаде, имеют нефтеносные пласты на глубинах в 2500-2700 и более м.Such a discharge pulse power does not allow for areal impact on the formation and does not allow working at depths of more than 1500-2000 m, while the vast majority of wells, for example in western Siberia of the Russian Federation and Canada, have oil-bearing formations at depths of 2500-2700 and more m
Обычно для увеличения мощности разрядного импульса идут по пути увеличения емкости накопительного кондесатора, т.к. мощность его разрядного импульса равна половине произведения емкости конденсатора и квадратичного значения напряжения, на него подаваемого. Однако, это, как было указано выше, приводит к резкому увеличению габаритных размеров скважинного аппарата и затрудняет его эксплуатацию.Typically, to increase the power of the discharge pulse, they go along the path of increasing the capacity of the storage capacitor, because the power of its discharge pulse is equal to half the product of the capacitance of the capacitor and the quadratic value of the voltage supplied to it. However, this, as indicated above, leads to a sharp increase in the overall dimensions of the downhole apparatus and complicates its operation.
Негативные конструктивные особенности блока накопительных конденсаторов известных устройств заключаются в том, что его накопительные конденсаторы, как при их зарядке, так и при их разрядке, имеют параллельное соединение между собой, а это не позволяет обеспечить в разрядном блоке пробивное напряжение выше 20 кВт (работоспособность электропитающего кабеля, требования техники безопасности) и не позволяет получить мощность разрядного импульса более 1 кДж, необходимую («кривая Пашена» /представлена в протитипе/) для эффективной работы на больших глубинах.The negative design features of the storage capacitor unit of the known devices are that its storage capacitors, both when charging and discharging them, have a parallel connection to each other, and this does not allow to provide breakdown voltage above 20 kW in the discharge unit (power supply cable, safety requirements) and does not allow to obtain a discharge pulse power of more than 1 kJ necessary ("Paschen curve" / presented in the prototype /) for efficient operation on deeper depths.
Прямого указания на такое (параллельное) соединение накопительных конденсаторов в описании изобретения [2] нет, но информация имеется в книге Л.Я.Попилова «Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов» (Глава 13, «Электрогидравлическая обработка», стр.265-270, рис.1, 2 и 3), Москва, «Машиностроение», 1982 г.There is no direct indication of such (parallel) connection of storage capacitors in the description of the invention [2], but information is available in the book of L. Ya. Popilov “Electrophysical and electrochemical processing of materials” (
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка такого устройства и такого способа его использования, которые при минимально возможных габаритах скважинного аппарата позволят осуществлять добычу нефти на глубинах более 2000 м и эффективно выполнять площадное воздействие на обрабатываемый пласт.The problem to which the invention is directed is to develop such a device and such a method for its use that, with the smallest possible dimensions of the downhole apparatus, will allow oil production at depths of more than 2000 m and effectively perform areal impact on the treated formation.
Решение данной задачи в изобретении достигается техническими результатами, которые в процессе добычи нефти обеспечивают создание в разрядном блоке скважинного аппарата пробивного напряжения выше 20 кВт и получение мощности разрядного импульса в своем значении, превышающем 1 кДж.The solution of this problem in the invention is achieved by technical results, which during the oil production process provide for the creation of a breakdown voltage in the discharge unit of the borehole apparatus above 20 kW and a discharge pulse power in its value exceeding 1 kJ.
Поставленная задача в способе электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт, включающем размещение в скважине в зоне воздействия на пласт скважинного аппарата, который соединен с наземным источником электропитания и содержит электрически взаимосвязанные между собой зарядное устройство, блок накопительных конденсаторов и разрядный блок, оснащенный электродами, и последующие за этим подачу постоянного напряжения от наземного источника электропитания на зарядное устройство, зарядку блока накопительных конденсаторов при их параллельном соединении до необходимой величины напряжения и разрядку блока накопительных конденсаторов, обеспечивающую поступление его выходного напряжения на электроды разрядного блока, достигается за счет того, что накопительные конденсаторы, после окончания зарядки их блока, переключают в последовательное соединение, а затем производят разрядку блока накопительных конденсаторов, обеспечивая увеличение его выходного напряжения пропорционально-ступенчато количеству конденсаторов, при этом величину постоянного напряжения, подаваемого на зарядное устройство, устанавливают в пределах 300-150 В, максимальное значение необходимой величины напряжения для зарядки блока накопительных конденсаторов принимают равным 20-27 кВ, а зарядку блока накопительных конденсаторов до необходимой величины напряжения осуществляют, преимущественно, в течение 20 с.The task in the method of electro-hydraulic impact on the oil reservoir, including placement in the well in the zone of impact on the reservoir of the downhole apparatus, which is connected to a ground-based power source and contains an electrically interconnected charger, a storage capacitor unit and a discharge unit equipped with electrodes, and subsequent this provides a constant voltage supply from a ground-based power source to the charger, charging the storage capacitor unit when they are pa parallel connection to the required voltage value and discharge of the block of storage capacitors, which ensures the supply of its output voltage to the electrodes of the discharge block, is achieved due to the fact that the storage capacitors, after charging of their block is switched in series connection, and then the block of storage capacitors is discharged, providing an increase in its output voltage in proportion to the number of capacitors, while the constant voltage load on the charger, set in the range of 300-150 V, the maximum value of the required voltage value for charging the block of storage capacitors is assumed to be 20-27 kV, and the charging of the block of storage capacitors to the required voltage value is carried out mainly within 20 s.
Этому же способствует также и то, что:This also contributes to the fact that:
- переключение накопительных конденсаторов с одного вида их соединения на другой производят в автоматическом режиме;- switching of storage capacitors from one type of their connection to another is carried out in automatic mode;
- величину напряжения, подаваемого на зарядное устройство, в процессе зарядки блока накопительных конденсаторов, устанавливают постоянной и/или изменяют ее значение;- the magnitude of the voltage supplied to the charger, in the process of charging the block of storage capacitors, set constant and / or change its value;
- величину напряжения изменяют плавно и/или скачкообразно;- the magnitude of the voltage is changed smoothly and / or stepwise;
- величину напряжения изменяют, преимущественно, в сторону увеличения ее значения;- the magnitude of the voltage is changed, mainly, in the direction of increasing its value;
- величину напряжения изменяют, по меньшей мере, один раз.- the voltage value is changed at least once.
Поставленная задача в устройстве для осуществления способа по п.1, включающем оснащенный пультом управления наземный источник электропитания и скважинный аппарат, который посредством электрического кабеля соединен с источником электропитания, выполнен в виде полого цилиндрообразного корпуса, перегородками разделенного на герметичные отсеки, и содержит в себе электрически взаимосвязанные между собой и последовательно расположенные зарядное устройство, блок накопительных конденсаторов и разрядный блок, оснащенный электродами, достигается за счет того, что скважинный аппарат дополнительно снабжен установленным в его полости коммутирующим средством, которое соединено с пультом управления и взаимосвязано с источником электропитания, работает в автоматическом режиме и на соответствующих этапах работы скважинного аппарата обеспечивает в блоке накопительных конденсаторов переключение накопительных конденсаторов с их параллельного соединения на последовательное соединение и, наоборот, с последовательного соединения на параллельное, при этом коммутирующее средство выполнено, преимущественно, на базе газовых быстродействующих разрядников, установлено в одном отсеке с блоком накопительных конденсаторов, а отсек, в котором расположены блок накопительных конденсаторов и коммутирующее средство, заполнен электроизолирующей средой.The task in the device for implementing the method according to
Этому же способствует также и то, что:This also contributes to the fact that:
- отсек, в котором расположены блок накопительных конденсаторов и коммутирующее средство, заполнен, преимущественно, жидкой электроизолирующей средой;- the compartment in which the storage capacitor unit and the switching means are located is filled, mainly, with a liquid electrically insulating medium;
- электроизолирующая среда выполнена на базе, преимущественно, термостойкой кремнийорганической жидкости;- the insulating medium is made on the basis of, mainly, heat-resistant organosilicon liquid;
- отсек электроизолирующей средой заполнен таким образом, что, при условии вертикального расположения скважинного аппарата, все комплектующие изделия, находящиеся в указанном отсеке, полностью погружены в электроизолирующую среду и при этом в нем имеется некоторая воздушная подушка;- the compartment with an electrically insulating medium is filled in such a way that, subject to the vertical location of the downhole apparatus, all components located in the compartment are completely immersed in an electrically insulating medium and there is some air cushion in it;
объем воздушной подушки составляет не менее 15% от объема электроизолирующей среды.the volume of the air bag is at least 15% of the volume of the insulating medium.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых схематично представлены:The invention is illustrated by drawings, in which are schematically represented:
На фиг.1 - вертикальный разрез обрабатываемой скважины.Figure 1 is a vertical section of the treated well.
На фиг.2 - продольный разрез скважинного аппарата на стадии зарядки блока накопительных конденсаторов.Figure 2 is a longitudinal section of the downhole apparatus at the stage of charging the block of storage capacitors.
На фиг.3 - продольный разрез скважинного аппарата на стадии разрядки блока накопительных конденсаторов.Figure 3 is a longitudinal section of a downhole apparatus at the stage of discharging a block of storage capacitors.
Устройство для электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт включает в себя (см. фиг.1-3) оснащенный пультом управления 1 наземный источник электропитания 2 и скважинный аппарат 3, который посредством электрического, например, каротажного кабеля 4 соединен с источником электропитания 2, выполнен в виде полого цилиндрообразного корпуса, электроизолирующей перегородкой 5 разделенного на герметичные отсеки 6, 7, и содержит в себе электрически взаимосвязанные между собой и последовательно расположенные зарядное устройство 8, блок 9 накопительных конденсаторов 10 и разрядный блок, оснащенный электродами 11, 12 и спусковым устройством 13, которое может быть выполнено в виде, например, газонаполненного разрядника. Скважинный аппарат 3 снабжен установленным в его полости коммутирующим средством 14, которое соединено с пультом управления 1 и взаимосвязано с источником электропитания 2, работает в автоматическом режиме и на соответствующих этапах работы скважинного аппарата 3 обеспечивает в блоке 9 накопительных конденсаторов 10 переключение накопительных конденсаторов 10 с их параллельного соединения (фиг.2) на последовательное соединение (фиг.3) и, наоборот, с последовательного соединения - на параллельное. Коммутирующее средство 14 выполнено, преимущественно, на базе газовых быстродействующих разрядников 15 и установлено в одном отсеке 6 с блоком 9 накопительных конденсаторов 10. Отсек 6, в котором расположены блок 9 накопительных конденсаторов 10 и коммутирующее средство 14, заполнен электроизолирующей средой (на чертежах не показана), которая представляет собой жидкую кремнийорганическую жидкость, например, жидкость «Пента - ТРМС - 110». Этот отсек электроизолирующей жидкостью заполнен таким образом, что, при условии вертикального расположения скважинного аппарата 3, все комплектующие изделия, находящиеся в данном отсеке, полностью погружены в электроизолирующую жидкость и при этом в отсеке имеется некоторая воздушная подушка, объем которой составляет не менее 15% от объема электроизолирующей жидкости. Такие электроизолирующая среда и вариант заполнения полости отсека обеспечивают наиболее благоприятные условия для работы вышеуказанных комплектующих изделий. Отсек 7, в котором расположены электроды 11 и 12, взаимосвязанные, соответственно, с выходом блока 9 накопительных конденсаторов 10 и с корпусом скважинного прибора 3, выполнен со сквозными окнами 16, обеспечивающими доступ в его полость обрабатываемой среды 19, которой заполнена скважина 17.A device for electro-hydraulic impact on an oil reservoir includes (see Figs. 1-3) a ground-based
Ниже приводится пример конкретной реализации предлагаемого способа, не исключающий других вариантов его осуществления в объеме формулы изобретения.The following is an example of a specific implementation of the proposed method, not excluding other options for its implementation in the scope of the claims.
Предварительно (см. фиг.1) скважинный снаряд 3 посредством электрического кабеля 4 опускают в скважину 17, заполненную, например, флюидом (при необходимости в скважину заливают рабочую жидкость) и располагают его в зоне предполагаемого воздействия на нефтенесущий пласт 18, требующий соответствующей обработки. Вследствие этого отсек 7 скважинного аппарата 3 через окна 16 заполняется флюидом и электроды 11 и 12 оказываются полностью в него погруженными. Затем наземный блок питания 2 соединяют с промышленной электрической сетью (напряжение 220 В, частота 50 Гц) и с помощью пульта управления 1 включают его. Блок питания 2 преобразует напряжение 220 В в постоянное регулируемое напряжение (диапазон 300-150 В) и по электрическому кабелю 4 передает его (например, 200 В и не изменяемое по величине) в зарядное устройство 3, обеспечивающее зарядку блока 9 накопительных конденсаторов 10 (три конденсатора, конденсаторы соединены параллельно, емкость каждого конденсатора 3 микрофарады /возможно 25 и более/) до величины в 20 кВ. Зарядку блока накопительных конденсаторов осуществляют в течение 20 с (время зарядки может быть значительно увеличено, а максимальное значение величины зарядки блока накопительных конденсаторов может составлять 25-27 и несколько более киловольт). После окончания зарядки блока 9 накопительных конденсаторов 10, накопительные конденсаторы с помощью коммутирующего устройства 14 по соответствующей команде с пульта управления 1 в автоматическом режиме из параллельного соединения (фиг.2) переключают на последовательное соединение (фиг.3). Затем с пульта управления 1 на спусковое устройство 13 выдают команду на электрическое соединение блока накопительных конденсаторов с разрядным блоком.Previously (see Fig. 1), the
В результате этого соединения происходит разрядка блока накопительных конденсаторов, обеспечивающая поступление его выходного напряжения (пробивное напряжение) на электроды 11 и 12 разрядного блока. Величина этого пробивного напряжения пропорциональна количеству накопительных конденсаторов, представляет собой сумму напряжений, накопленных каждым из них, и при указанных выше параметрах составляет 40-42 кВ, что позволяет получить энергию разряда в пределах 1,6-1,8 кДж. При несколько иных параметрах пробивное напряжение может быть увеличено до 75-81 кВ, а энергия разрядного импульса может быть доведена до 3 кДж.As a result of this connection, the block of storage capacitors is discharged, ensuring the supply of its output voltage (breakdown voltage) to the
Особенностью предлагаемого технического решения является образование ударных давлений внутри объема любой жидкости, возникающих при протекании в ней электрического импульсного разряда. Действием возникающих разрядов внутри объема жидкости создаются значительные перемещения последней, приводящие к образованию кавитационной полости с последующим ее смыканием. Результатом единичного электрического разряда является гидравлический удар, представляющий совокупность двух гидравлических ударов: основного, возникающего, когда жидкость раздвигается, и кавитационного, возникающего при смыкании полости. Давления, возникающие при электрогидравлическом ударе, тем выше, чем более плотна используемая жидкость, чем мощнее импульс и чем круче его фронт.A feature of the proposed technical solution is the formation of shock pressures inside the volume of any liquid arising from the occurrence of an electric pulse discharge in it. The action of the arising discharges inside the fluid volume creates significant displacements of the latter, leading to the formation of a cavitation cavity with its subsequent closure. The result of a single electric discharge is a hydraulic shock, which is a combination of two hydraulic shocks: the main shock, which occurs when the fluid moves apart, and cavitation, which occurs when the cavity closes. The pressure arising from electro-hydraulic shock, the higher, the denser the fluid used, the more powerful the pulse and the steeper its front.
Цикл, состоящий из этих двух ударов, может повторяться с необходимой частотой в соответствии с частотой следования разрядов. Частота следования разрядов в предлагаемом техническом решении составляет 0,2-0,01 Гц.A cycle consisting of these two beats can be repeated at the required frequency in accordance with the discharge repetition rate. The discharge repetition rate in the proposed technical solution is 0.2-0.01 Hz.
Целенаправленное использование гидравлических ударов, создаваемых предлагаемым устройством в зоне предполагаемого воздействия на нефтенесущий пласт, позволяет осуществлять пластовое воздействие с целью повышения дебита скважин нефтегазовых месторождений (радиус такого воздействия - 1500 м, глубина - любая, скважинный аппарат для такого воздействия имеет внешний диаметр 102 мм и длину 2,5 м). Для увеличения проницаемости прискважинной зоны пласта, для очистки перфорационных отверстий и пор коллекторов от механических примесей и других загрязнений, для развития систем трещин в пласте может быть использован другой скважинный аппарат: его внешний диаметр равен 102 мм, а длина не превышает 1,5 м. Причем достаточно маленькие габаритные размеры этих скважинных аппаратов позволяют эксплуатировать их в условиях скважин с любой конфигурацией уклонов по сечению пласта и с любыми оперативными перемещениями от скважины к скважине.The targeted use of hydraulic shocks created by the proposed device in the zone of the intended impact on the oil-bearing formation allows the formation to be applied in order to increase the flow rate of oil and gas fields (the radius of such an impact is 1500 m, the depth is any, the borehole apparatus for such an impact has an external diameter of 102 mm and length 2.5 m). To increase the permeability of the borehole zone of the formation, to clean the perforation holes and pores of the reservoir from mechanical impurities and other contaminants, to develop fracture systems in the formation, another downhole apparatus can be used: its external diameter is 102 mm and the length does not exceed 1.5 m. Moreover, the sufficiently small overall dimensions of these borehole devices allow them to be operated in well conditions with any configuration of slopes along the section of the formation and with any operational displacements from well to well.
Однако, прежде чем подробно рассматривать достоинства предлагаемого устройства, необходимо завершить технологический цикл работы его скважинного аппарата, прерванный на этапе получения первого разряда.However, before considering in detail the advantages of the proposed device, it is necessary to complete the technological cycle of its downhole apparatus, interrupted at the stage of obtaining the first discharge.
После завершения разрядки блока 9 накопительных конденсаторов они с помощью коммутирующего устройства 14 в автоматическом режиме из последовательного соединения (фиг.3) переключаются на параллельное соединение (фиг.2). После этого первый технологический цикл работы скважинного аппарата 3 окончен и устройство вновь готово к продолжению работы, которая при соответствующих командах с пульта управления 1 может вестись уже с другими технологическими параметрами. Следует отметить, что наиболее эффективные работа предлагаемого устройства и реализация предлагаемого способа достигаются в том случае, когда из обрабатываемой зоны скважины откачивают скважинную жидкость.After the discharge of the block 9 of the storage capacitors is completed, they, using the
Сопоставительный анализ известного и предлагаемого технических решений показывает значительные преимущества последнего из них. Во-первых, это обеспечение возможности пластового воздействия на нефтенесущий пласт. Во-вторых, это обеспечение возможности проведения работ на глубинах более 3000 м. В-третьих, это минимальные размеры (в сравнении с аналогом: диаметр - в 2,5 раза меньше, длина - в 1,04 или в 2,3 раза короче).A comparative analysis of the known and proposed technical solutions shows significant advantages of the latter. Firstly, it provides the possibility of reservoir effects on the oil bearing reservoir. Secondly, it provides the possibility of carrying out work at depths of more than 3000 m. Thirdly, it is the minimum size (in comparison with the analogue: diameter - 2.5 times smaller, length - 1.04 or 2.3 times shorter )
Источники информацииInformation sources
1. Л.Ф.Петряшин, Г.Н.Лысяной, В.В.Желтоухов. «Об исследованиях эффективности использования электроимпульсов для интенсификации добычи нефти», Труды института ИФИНГ, вып.13, 1976, с.92-93.1. L.F. Petryashin, G.N. Lysyanoy, V.V. Zheltoukhov. “On studies of the efficiency of using electric pulses to intensify oil production”, Proceedings of the Institute of IFING,
2. Патент РФ №2283951, «Электрогидравлическое импульсное устройство», 2006 г.2. RF patent No. 2283951, "Electro-hydraulic pulse device", 2006
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112296/03A RU2388908C1 (en) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation |
| PCT/RU2009/000451 WO2010114415A1 (en) | 2009-04-03 | 2009-09-03 | Method for performing an electrohydraulic action on an oil formation and a device for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112296/03A RU2388908C1 (en) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2388908C1 true RU2388908C1 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42673970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009112296/03A RU2388908C1 (en) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2388908C1 (en) |
| WO (1) | WO2010114415A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102094604A (en) * | 2010-11-19 | 2011-06-15 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | Composite perforation device and perforation method for underground oil/gas electro-hydraulic fracturing |
| WO2013073997A2 (en) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | Lykov Vadim Viktorovich | Method for eliminating and preventing the formation of asphaltene and paraffin deposits in oil wells and pipelines, apparatus for the implementation thereof |
| US8613312B2 (en) | 2009-12-11 | 2013-12-24 | Technological Research Ltd | Method and apparatus for stimulating wells |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2511588C2 (en) * | 2012-04-02 | 2014-04-10 | Павел Алексеевич Кучер | Method of selective mass destruction of human targets |
| CN103967465B (en) * | 2014-04-24 | 2016-10-05 | 中海阳能源集团股份有限公司 | Subsurface mineral oils solar energy acoustic reflection layer heater and heating means thereof |
| CN104453827A (en) * | 2014-11-06 | 2015-03-25 | 中国矿业大学 | Method for improving air permeability of coal bed in high-energy electric detonation mode |
| CN105298462A (en) * | 2015-11-06 | 2016-02-03 | 中国矿业大学 | High-power electric knocking assisted hydrofracture coal seam permeability increase method for end-located drainage roadway |
| US10370903B2 (en) | 2016-01-20 | 2019-08-06 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Electrical pulse drill bit having spiral electrodes |
| CN106523023B (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-27 | 中国矿业大学 | Continuous rotary valve pulsed hydraulic fracturing device and method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4345650A (en) * | 1980-04-11 | 1982-08-24 | Wesley Richard H | Process and apparatus for electrohydraulic recovery of crude oil |
| RU2199659C1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-02-27 | Ойл Технолоджи (Оверсиз) Продакшн Лтд. | Technique intensifying oil output |
| RU2283951C1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-09-20 | Николай Иванович Никуличев | Electrohydraulic impulse device (variants) |
| RU2295031C2 (en) * | 2005-02-10 | 2007-03-10 | Алемасов Вячеслав Евгеньевич | Method for performing electro-hydro-impulse processing in oil-gas wells and device for realization of said method |
-
2009
- 2009-04-03 RU RU2009112296/03A patent/RU2388908C1/en active IP Right Revival
- 2009-09-03 WO PCT/RU2009/000451 patent/WO2010114415A1/en active Application Filing
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8613312B2 (en) | 2009-12-11 | 2013-12-24 | Technological Research Ltd | Method and apparatus for stimulating wells |
| CN102094604A (en) * | 2010-11-19 | 2011-06-15 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | Composite perforation device and perforation method for underground oil/gas electro-hydraulic fracturing |
| CN102094604B (en) * | 2010-11-19 | 2013-08-07 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | Composite perforation device and perforation method for underground oil/gas electro-hydraulic fracturing |
| WO2013073997A2 (en) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | Lykov Vadim Viktorovich | Method for eliminating and preventing the formation of asphaltene and paraffin deposits in oil wells and pipelines, apparatus for the implementation thereof |
| WO2013073997A3 (en) * | 2011-11-17 | 2013-07-11 | Lykov Vadim Viktorovich | Method for eliminating and preventing the formation of asphaltene and paraffin deposits in oil wells and pipelines, and apparatus for the implementation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010114415A1 (en) | 2010-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2388908C1 (en) | Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation | |
| RU2392422C1 (en) | Method for production of oil with help of elastic vibration energy and facility for its implementation | |
| RU2592313C2 (en) | Electric fracturing | |
| US10077644B2 (en) | Method and apparatus for generating high-pressure pulses in a subterranean dielectric medium | |
| US5004050A (en) | Method for well stimulation in the process of oil production and device for carrying same into effect | |
| US9567839B2 (en) | Electrical and static fracturing of a reservoir | |
| Lisitsyn et al. | Drilling and demolition of rocks by pulsed power | |
| RU2630000C2 (en) | Advanced electrical hydrolysis of the plaster | |
| EP3865656B1 (en) | Acoustic stimulation | |
| Sun et al. | Study of rock fracturing generated by pulsed discharging under confining pressure | |
| RU2283951C1 (en) | Electrohydraulic impulse device (variants) | |
| Olson et al. | The physical mechanisms leading to electrical breakdown in underwater arc sound sources | |
| RU2666830C1 (en) | Method of intensification of oil production, liquidation and prevention of deposits in oil and gas producing and discharge wells and device for implementation thereof | |
| RU2248591C2 (en) | Borehole source of elastic vibrations | |
| RU131503U1 (en) | DEVICE FOR GENERATING ELASTIC PULSES IN A HYDROSPHERE OF A HORIZONTAL WELL | |
| RU76256U1 (en) | DEVICE FOR RESTORING THE PRODUCTIVITY OF A WATER WELL | |
| Sun et al. | Experimental study on rock fracturing by using pulsed power technology | |
| EA010901B1 (en) | Device for electrohydraulic treatment of wellbottom zone | |
| RU2436647C1 (en) | Method and device to develop high and ultrahigh pressures in liquid | |
| Martin et al. | Influence of hydrostatic pressure and temperature on the water dielectric strength and on the dynamic pressure wave | |
| JP2021531697A (en) | Pulse discharge device | |
| Kuznetsova et al. | Characteristics of capillary discharge channel and its effect on concrete splitting-off by electro-blasting method | |
| RU2228436C2 (en) | Method for achieving high temperatures and pressures in limited and closed space | |
| RU2588086C2 (en) | Electric and static fracturing | |
| Poklonov et al. | Technique and results of experimental investigations of the influence of the elastic barrier on pressure wave parameters in electric discharge in water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150616 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160404 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190404 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200520 |