RU2447260C1 - Well heater for initiation of thermal-gas-chemical reactions in wells of complex profile - Google Patents
Well heater for initiation of thermal-gas-chemical reactions in wells of complex profile Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447260C1 RU2447260C1 RU2010132177/03A RU2010132177A RU2447260C1 RU 2447260 C1 RU2447260 C1 RU 2447260C1 RU 2010132177/03 A RU2010132177/03 A RU 2010132177/03A RU 2010132177 A RU2010132177 A RU 2010132177A RU 2447260 C1 RU2447260 C1 RU 2447260C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- downhole heater
- fuel
- heater according
- fuel cell
- heating element
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности, и может быть использовано для активизации и возобновления притоков в нефтяных и газовых скважинах. Кроме того, оно может быть использовано для закрепления неустойчивых лессовых, песчанистых, суглинистых грунтов.The invention relates to the oil and gas industry, and can be used to activate and resume inflows in oil and gas wells. In addition, it can be used to consolidate unstable loess, sandy, loamy soils.
Известен скважинный электронагреватель по патенту РФ №2006571, МПК Е21В 36/04, опубл. 30.01.1994 г., содержащий полый цилиндрический корпус с установленным в нем нагревательным элементом и токопровод в его верхней части, подключенный к источнику питания с помощью герметизированного кабельного разъема. Этот нагреватель может создавать локальный прогрев прискважинных зон или трубопроводов до температуры порядка 400°С.Known downhole electric heater according to the patent of the Russian Federation No.2006571, IPC ЕВВ 36/04, publ. 01/30/1994, containing a hollow cylindrical body with a heating element installed in it and a conductor in its upper part, connected to a power source using a sealed cable connector. This heater can create local heating of downhole zones or pipelines to a temperature of about 400 ° C.
Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает долговременный высокотемпературный режим, необходимый для удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений в прискважинной зоне, и восстановление гидродинамической связи с пластом. Кроме того, скважинный нагреватель требует большого расхода энергии, дорогостоящего бронированного кабеля и имеет ограничение использования по глубине и диаметру обслуживаемой скважины.The disadvantage of this device is that it does not provide a long-term high-temperature regime required to remove asphalt-resinous and paraffin-hydrate deposits in the near-wellbore zone, and restore hydrodynamic communication with the formation. In addition, the downhole heater requires high energy consumption, expensive armored cable and has a limitation on the use of depth and diameter of the serviced well.
Также известно устройство для теплового разрушения асфальтосмолистых, гидратопарафиновых и ледяных отложений в нефтяных и газовых скважинах по патенту РФ №2105134, МПК Е21В 37/00, 36/04, опубл. 20.02.1998 г., основным принципом работы которого является концентрация энергии в его носовой части. Корпус устройства, в котором расположены тепловые электронагреватели (ТЭН), выполнен цельным или из отдельных связанных или несвязанных между собой частей с прямой, ступенчатой или волнообразной образующей и увеличивающимся диаметром в поперечных сечениях от носовой части к головной. В качестве объемного сопротивления в носовой части устройства установлен теплоизлучатель, выполненный из материалов с высокой температурой плавления, например, из высокоомных электропроводящих материалов (уголь, графит, алмаз, вольфрам, ниобит и т.п.), или из электроизоляционных материалов (кремний, глина, кварц, корунд, шпат, магнезит и т.п.), или из их смеси.Also known is a device for the thermal destruction of asphalt-resinous, hydrate-paraffin and ice deposits in oil and gas wells according to the patent of the Russian Federation No. 2105134, IPC ЕВВ 37/00, 36/04, publ. 02/20/1998, the main principle of which is the concentration of energy in its bow. The case of the device in which the thermal electric heaters (TEN) are located is made whole or from separate connected or unconnected parts with a straight, step or wave-like generatrix and increasing diameter in cross sections from the bow to the head. A heat radiator made of materials with a high melting point, for example, of high-resistance electrically conductive materials (coal, graphite, diamond, tungsten, niobite, etc.), or of electrical insulating materials (silicon, clay) is installed as a volume resistance in the nose of the device , quartz, corundum, spar, magnesite, etc.), or from a mixture thereof.
Недостатками данного устройства также являются недостаточная температура на его поверхности для эффективного воздействия на прискважинную зону, большая энергозатратность, высокая степень отказа из-за возможности нарушения подающего электроэнергию кабеля.The disadvantages of this device are also the insufficient temperature on its surface to effectively affect the borehole zone, high energy consumption, a high degree of failure due to the possibility of disruption of the cable supplying electricity.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является скважинный нагреватель по патенту РФ №2168008, МПК Е21В 43/25, 43/24, 43/27, 36/00, 37/06, опубл. 27.05.2001 г., принятый за прототип. Скважинный нагреватель содержит полый цилиндрический корпус с установленными в нем нагревательным элементом, соединенным с токовводом в виде герметизированного электроразъема и подключенным к источнику питания, и топливным элементом. Нагревательный элемент установлен в нижней части топливного элемента, у нижней съемной крышки корпуса, с возможностью плотного контакта с топливным элементом, а топливный элемент выполнен с использованием безгазового термитного топлива, в качестве которого может быть использован, например, железоалюминиевый термит с инертной добавкой.The closest in technical essence to the claimed is a downhole heater according to the patent of the Russian Federation No. 2168008, IPC ЕВВ 43/25, 43/24, 43/27, 36/00, 37/06, publ. 05/27/2001, adopted as a prototype. The downhole heater comprises a hollow cylindrical body with a heating element installed therein, connected to a current lead in the form of a sealed electrical connector and connected to a power source, and a fuel element. The heating element is installed in the lower part of the fuel element, at the bottom removable housing cover, with the possibility of tight contact with the fuel element, and the fuel element is made using gas-free thermite fuel, for which, for example, aluminum-aluminum termite with an inert additive can be used.
Основными недостатками устройства являются высокая частота отказов вследствие разрушения корпуса нагревателя давлением жидкости в скважине на интервале обработки, невозможность его применения, из-за больших продольных габаритных размеров, в наклонно пробуренных, выполаживающихся и горизонтальных скважинах со сложным контуром бурения, при котором происходит застревание и деформация корпуса, а также воздействие тепла от нагревателя на электроподающий кабель, приводящее к его порче.The main disadvantages of the device are the high failure rate due to the destruction of the heater casing by liquid pressure in the well at the treatment interval, the impossibility of its use, due to the large longitudinal overall dimensions, in obliquely drilled, flat and horizontal wells with a complex drilling contour, during which jamming and deformation occur housing, as well as the effects of heat from the heater on the power cable, leading to its damage.
Изобретение решает задачу повышения эффективности использования скважинного нагревателя путем расширения области его применения и повышения надежности его работы.The invention solves the problem of increasing the efficiency of using a downhole heater by expanding its scope and increasing the reliability of its operation.
Технический результат от использования изобретения заключается в расширении области применения устройства за счет возможности осуществления термогазохимической обработки нефтяных и газовых скважин сложного профиля, а также в повышении надежности его работы путем учета давления, в том числе и давления жидкости в обводненных скважинах, на интервале обработки прискважинной зоны и повышения прочности устройства.The technical result from the use of the invention is to expand the scope of the device due to the possibility of thermogasochemical treatment of oil and gas wells of complex profile, as well as to increase the reliability of its operation by taking into account pressure, including fluid pressure in flooded wells, in the processing interval of the borehole zone and increase the strength of the device.
Технический результат достигается тем, что в скважинном нагревателе, содержащем полый цилиндрический корпус с установленными в нем нагревательным элементом, соединенным с источником электропитания через герметизированный электроразъем, и топливным элементом, соприкасающимся с нагревательным элементом, согласно изобретению нагревательный элемент выполнен в виде проводника из металла высокого сопротивления, запрессованного в инициирующий элемент, плотно контактирующий с топливным элементом и обеспечивающий его зажигание, причем максимальный диаметр D скважинного нагревателя не превышает минимального внутреннего диаметра эксплуатационной колонны в наиболее узком интервале, а оптимальная длина L скважинного нагревателя определяется из условияThe technical result is achieved in that in a downhole heater containing a hollow cylindrical body with a heating element installed therein, connected to a power source through a sealed electrical connector, and a fuel element in contact with the heating element, according to the invention, the heating element is made in the form of a conductor of high-resistance metal pressed into the initiating element, tightly in contact with the fuel element and providing its ignition, and m ksimalny borehole diameter D of the heater does not exceed the minimum inner diameter of the production tubing in the narrowest interval and the optimal length L is determined from the heater downhole conditions
L≤2dmin/tg(α/4), мм,L≤2d min / tg (α / 4), mm,
где dmin - минимальный внутренний диаметр эксплуатационной колонны;where d min is the minimum inner diameter of the production string;
α - минимальный угол закругления в контуре скважины.α is the minimum rounding angle in the well contour.
Кроме того, топливный элемент скважинного нагревателя сформирован под давлением не ниже давления в скважине на глубине предстоящей обработки нефтесодержащего интервала и выполнен в виде цилиндрического брикета с углублением для установки инициирующего элемента, или в виде пакета плоских топливных шашек, часть из которых выполнена кольцеобразными. При этом топливные шашки в пакете установлены плотно прижатыми друг к другу.In addition, the fuel cell of the downhole heater is formed at a pressure not lower than the pressure in the well at the depth of the upcoming oil-containing interval processing and is made in the form of a cylindrical briquette with a recess for installing the initiating element, or in the form of a package of flat fuel blocks, some of which are made ring-shaped. In this case, the fuel checkers in the bag are installed tightly pressed against each other.
Кроме того, в качестве материала топливного элемента использовано безгазовое термитное топливо, например, железоалюминиевый термит с инертной добавкой.In addition, gas-free thermite fuel, for example, iron-aluminum termite with an inert additive, was used as the material of the fuel cell.
В качестве материала топливного элемента могут быть использованы пиротехнические кислородосодержащие составы, выбранные из группы: хлораты, или фтораты, или загущенная перекись водорода, или кристаллическая аммиачная селитра.Pyrotechnic oxygen-containing compositions selected from the group: chlorates, or fluorides, or thickened hydrogen peroxide, or crystalline ammonium nitrate can be used as the fuel cell material.
Топливный элемент из пиротехнических составов может быть сформирован с добавками на основе эпоксидного связующего, упрочняющего топливный элемент.A fuel cell from pyrotechnic compositions can be formed with additives based on an epoxy binder that strengthens the fuel cell.
Кроме того, инициирующий элемент скважинного нагревателя выполнен из того же материала, что и топливный элемент, но с другим количеством инертных добавок, обеспечивающим более низкую температуру его воспламенения по сравнению с температурой горения топливного элемента, например, порядка 200-400°С. При этом инициирующий элемент сформирован под давлением не ниже давления в скважине на глубине предстоящей обработки нефтесодержащего интервала.In addition, the initiating element of the downhole heater is made of the same material as the fuel element, but with a different amount of inert additives, providing a lower ignition temperature than the combustion temperature of the fuel element, for example, about 200-400 ° C. Moreover, the initiating element is formed under pressure not lower than the pressure in the well at a depth of the forthcoming treatment of the oil-containing interval.
Кроме того, при вероятности заводнения интервала обработки, материал топливного элемента должен быть подобран таким образом, чтобы обеспечить максимальную температуру термогазохимической реакции, в частности, путем добавления таких добавок как алюминиевая пудра или гранулированный магний.In addition, if it is likely that the treatment interval will be flooded, the fuel cell material must be selected in such a way as to ensure the maximum temperature of the thermogasochemical reaction, in particular by adding additives such as aluminum powder or granular magnesium.
Кроме того, нагревательный элемент скважинного нагревателя выполнен в виде проводника из инварной или вольфрамовой проволоки и сформирован, например, в виде спирали.In addition, the heating element of the downhole heater is made in the form of a conductor of Invar or tungsten wire and is formed, for example, in the form of a spiral.
Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлен общий вид скважинного нагревателя в разрезе, на фиг.2 - схема расположения нагревателя в скважине.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a sectional view of a downhole heater, and Fig. 2 is a diagram of a heater in a well.
Скважинный нагреватель содержит полый цилиндрический корпус 1 с установленным в нем топливным элементом 2, выполненным, например, в виде цилиндрического брикета из термитных или пиротехнических составов, сформированного под давлением не ниже давления в скважине на глубине предстоящей обработки нефтесодержащего интервала.The downhole heater comprises a hollow cylindrical body 1 with a fuel element 2 installed in it, made, for example, in the form of a cylindrical briquette of thermite or pyrotechnic compositions, formed under pressure not lower than the pressure in the well at a depth of the forthcoming oil-containing interval processing.
В варианте исполнения топливный элемент 2 может быть выполнен в виде пакета плоских и/или кольцеобразных топливных шашек, установленных так, чтобы они были плотно прижаты друг к другу.In an embodiment, the fuel element 2 can be made in the form of a package of flat and / or annular fuel blocks, mounted so that they are tightly pressed against each other.
В качестве материала для топливного элемента 2 может быть использовано безгазовое термитное топливо, например, железоалюминиевый термит с инертной добавкой.As a material for the fuel cell 2, gas-free thermite fuel, for example, iron-aluminum termite with an inert additive, can be used.
Температура горения топливного элемента должна составлять примерно 1000-1700°С. Как известно, в результате реакции горения термитного топлива образуются твердые (порошкообразные) продукты реакции и выделяется большое количество тепла. Обычно температура горения термитного топлива находится в пределах 1800-2400°С, но ее можно регулировать до необходимой величины, например, упомянутой выше, введением различного количества инертной добавки, в качестве которой используют, например, порошок оксида алюминия или гранулированный магний.The combustion temperature of the fuel cell should be approximately 1000-1700 ° C. As is known, as a result of the combustion of thermite fuel, solid (powder) reaction products are formed and a large amount of heat is released. Typically, the combustion temperature of thermite fuel is in the range of 1800-2400 ° C, but it can be adjusted to the required value, for example, as mentioned above, by introducing various amounts of inert additives, which are used, for example, alumina powder or granular magnesium.
В качестве материала для топливного элемента могут быть использованы также пиротехнические (кислородосодержащие) составы, например, хлораты, фтораты, загущенная перекись водорода, кристаллическая аммиачная селитра и т.п.Pyrotechnic (oxygen-containing) compositions, for example, chlorates, fluorates, thickened hydrogen peroxide, crystalline ammonium nitrate, etc. can also be used as a material for a fuel cell.
Для дополнительного повышения прочности топливного брикета в качестве связующего в его состав может быть введена эпоксидная смола.To further increase the strength of the fuel briquette, an epoxy resin may be introduced into the composition as a binder.
Цилиндрический корпус 1 может быть выполнен из тонколистового легкоплавкого металла или, например, из термоусадочной полиуретановой оболочки, плотно облегающей топливный элемент 2. Торцы корпуса 1 заглушены с одной стороны крышкой 3, а с другой стороны - дном 4, на котором установлен направляющий конус 5.The cylindrical body 1 can be made of thin-sheet fusible metal or, for example, of a heat-shrinkable polyurethane shell that fits tightly on the fuel element 2. The ends of the body 1 are muffled on one side by a cover 3, and on the other hand by the bottom 4, on which the guide cone 5 is mounted.
На крышке 3 через изолирующую прокладку 6 установлен с помощью резьбового соединения герметизированный электроразъем 7, подключенный к источнику электропитания 8 (фиг.2), расположенному на земной поверхности, например, с помощью электроподающего геофизического кабеля 9. Источник электропитания 8 в варианте исполнения может быть выполнен в виде автономной аккумуляторной батареи и подключен непосредственно к электроразъему 7, и тогда вместо электроподающего кабеля 9 скважинный нагреватель может быть спущен в скважину на обычном тросе.On the lid 3 through the insulating gasket 6 is installed using a threaded connection a sealed electrical connector 7 connected to a power source 8 (figure 2), located on the earth's surface, for example, using a power supply geophysical cable 9.
Герметизированный электроразъем 7 устанавливают на крышке 3 на эпоксидном компаунде.A sealed electrical connector 7 is mounted on the lid 3 on an epoxy compound.
Топливный элемент 2 плотно контактирует с нагревательным элементом 10, также размещенным в корпусе 1 и соединенным с герметизированным электроразъемом 7. Нагревательный элемент 10 выполнен в виде проводника 11, например, свернутого в форме спирали, из металла высокого сопротивления такого, как инварная или вольфрамовая проволока и т.п., и впрессованного в инициирующий запальный элемент 12 с температурой воспламенения порядка 200-400°С. Проводник 11 представляет собой, по существу, электровоспламенитель (ЭВ), предназначенный для запуска (зажигания) скважинного нагревателя, а его выводы 13 подключены к электроразъему 7 через клеммную колодку 14, расположенную в корпусе 15 электроразъема 7 и позволяющую избежать чрезмерного скручивания выводов 13 при установке электроразъема 7 в устройство.The fuel element 2 is in close contact with the heating element 10, also located in the housing 1 and connected to a sealed electrical connector 7. The heating element 10 is made in the form of a conductor 11, for example, rolled in the form of a spiral, of high-resistance metal such as Invar or tungsten wire and etc., and pressed into the initiating ignition element 12 with a flash point of the order of 200-400 ° C. The conductor 11 is essentially an electric igniter (EV), designed to start (ignition) the downhole heater, and its findings 13 are connected to the electrical connector 7 through a terminal block 14 located in the housing 15 of the electrical connector 7 and avoiding excessive twisting of the terminals 13 during installation electrical connector 7 to the device.
При этом нагревательный элемент выполнен на основе спирали из металла высокого сопротивления и не содержит взрывчатых веществ, как некоторые известные электровоспламенители, что существенно отражается на безопасности проведения работ по термогазохимической обработке скважин.Moreover, the heating element is made on the basis of a spiral of high-resistance metal and does not contain explosives, like some well-known electric igniters, which significantly affects the safety of thermogas-chemical treatment of wells.
Инициирующий (запальный) элемент 12 выполнен из того же материала, что и топливный элемент 2, то есть из термитного топлива с инертными добавками или пиротехнического состава, а его плотный контакт с топливным элементом 2 обеспечивается путем установки его с натягом, например, запрессовыванием, в отверстие соответствующей формы, выполненное в топливном элементе, если последний представляет собой цельный брикет. В том случае, если топливный элемент 2 выполнен составным, а в его в верхней части расположена кольцеобразная топливная шашка, то инициирующий элемент 12 выполняется по форме отверстия в шашке и устанавливается в нем без зазоров.The initiating (ignition) element 12 is made of the same material as the fuel element 2, that is, of thermite fuel with inert additives or a pyrotechnic composition, and its tight contact with the fuel element 2 is ensured by installing it with an interference fit, for example, by pressing in a hole of the corresponding form made in the fuel cell, if the latter is a solid briquette. In the event that the fuel element 2 is made integral, and in its upper part there is an annular fuel checker, then the initiating element 12 is made in the form of an opening in the checker and is installed in it without gaps.
Предельные геометрические размеры скважинного нагревателя выбираются таким образом, чтобы они позволяли переместить его без застревания на заданный интервал обработки по скважине сложного профиля с учетом минимального диаметра эксплуатационных колонн, и прежде всего, насосно-компрессорных труб (НКТ), а также углов закругления при бурении скважин. При этом по результатам проведенных экспериментальных исследований было установлено, что максимальный диаметр D скважинного нагревателя должен быть не более минимального внутреннего диаметра эксплуатационной колонны в наиболее узком интервале, а оптимальная длина L скважинного нагревателя должна определяться по формулеThe maximum geometric dimensions of the downhole heater are selected so that they allow it to be moved without getting stuck for a specified processing interval over the well of a complex profile, taking into account the minimum diameter of production casing, and especially tubing, as well as rounding angles when drilling wells . Moreover, according to the results of experimental studies, it was found that the maximum diameter D of the downhole heater should be no more than the minimum inner diameter of the production string in the narrowest interval, and the optimal length L of the downhole heater should be determined by the formula
где dmin - минимальный внутренний диаметр эксплуатационной колонны;where d min is the minimum inner diameter of the production string;
α - минимальный угол закругления в контуре скважины.α is the minimum rounding angle in the well contour.
Например, при угле закругления α около 90° тангенс одной его четверти, т.е. 22,5°, равняется 0,41. При обычном внутреннем диаметре эксплуатационной колонны 45-50 мм общая длина L скважинного нагревателя составит около 243 мм. При этом необходимо отметить, что повороты скважины на 90° практически не встречаются и приведены здесь как предельный случай. Чаще всего углы закругления скважин превосходят 100° и более, так что при 120-140° длина L скважинного нагревателя составит 350-600 мм и более.For example, with a curve angle α of about 90 °, the tangent of one quarter of it, i.e. 22.5 °, equal to 0.41. With a typical production casing inner diameter of 45-50 mm, the total length L of the downhole heater will be about 243 mm. It should be noted that the rotation of the well by 90 ° practically does not occur and is given here as a limiting case. Most often, well rounded corners exceed 100 ° or more, so that at 120-140 ° the length L of the downhole heater will be 350-600 mm or more.
Скважинный нагреватель работает следующим образом.Downhole heater operates as follows.
Перед началом операций по термогазохимическому воздействию на участок нефтяной или газовой скважины 16, имеющей сложный профиль, по данным инклинометрических исследований и проекту проведения скважины определяют минимальные углы α закруглений и минимальные внутренние диаметры эксплуатационных колонн и насосно-компрессорных труб скважины, по которым предполагается перемещение скважинного нагревателя. В соответствии с полученными данными, а также исходя из условий эксплуатации скважины, в частности, глубины расположения обрабатываемого участка в скважине, ее обводненности и т.д., рассчитывают предельные геометрические и составные параметры скважинного нагревателя, позволяющие ему достичь интервала обработки. Так, в зависимости от глубины обрабатываемого участка устанавливают давление формирования топливных и инициирующих элементов; в зависимости от геометрических элементов конструкции скважины определяют длину и максимальный диаметр нагревателя, позволяющие переместить его на заданный интервал по скважине; с учетом условий эксплуатации скважины выбирают материал и состав топливного элемента, обеспечивающие необходимую температуру воздействия на прискважинную зону.Before the start of operations on thermogasochemical treatment of a section of an oil or gas well 16 having a complex profile, according to inclinometric studies and the design of the well, the minimum angles α of rounding and the minimum internal diameters of production casing and tubing of the well, along which the borehole heater is supposed to be moved, are determined . In accordance with the data obtained, as well as on the basis of the operating conditions of the well, in particular, the depth of the treated area in the well, its water cut, etc., the limiting geometric and composite parameters of the well heater are calculated, allowing it to reach the processing interval. So, depending on the depth of the treated area, the formation pressure of the fuel and initiating elements is set; depending on the geometric structural elements of the well, the length and maximum diameter of the heater are determined, allowing it to be moved to a predetermined interval along the well; taking into account the operating conditions of the well, the material and composition of the fuel cell are selected that provide the necessary temperature of impact on the borehole zone.
Перед монтажом в скважине осуществляют сборку скважинного нагревателя, для чего, по данным скважинных исследований, устанавливают давление на интервале предстоящей обработки, после чего формируют топливные элементы 2 либо в виде цилиндрических брикетов, например, из безгазового термитного топлива или из пиротехнических составов (кислородосодержащих веществ), прессуя их под давлением не ниже давления на интервале обработки, либо в виде плоских цилиндрических шашек или коаксиальных колец, также изготовляемых при тех же условиях по давлению.Before mounting in the well, the downhole heater is assembled, for which, according to well testing, the pressure is set at the interval of the forthcoming treatment, after which the fuel cells 2 are formed either in the form of cylindrical briquettes, for example, from gas-free thermite fuel or from pyrotechnic compositions (oxygen-containing substances) by pressing them under pressure not lower than the pressure on the processing interval, or in the form of flat cylindrical blocks or coaxial rings, also manufactured under the same pressure conditions niyu.
Для увеличения прочности топливного элемента при формировании в его состав добавляют, например, эпоксидную смолу, а температуру реакции, при наличии обводненности скважины, регулируют в сторону повышения добавлением алюминия (в виде пудры) или магния (в гранулированном виде). В углублении, выполненном в верхней части брикета топливного элемента 2, или в отверстии кольцеобразной шашки размещают запальный инициирующий элемент 12, с запрессованным в нем проводником 11 в форме спирали из металла с высоким сопротивлением, сформированный под тем же давлением, что и топливный элемент, и необходимый для запуска скважинного нагревателя.To increase the strength of the fuel cell during formation, for example, epoxy resin is added to its composition, and the reaction temperature, in the presence of water cut in the well, is adjusted upwards by the addition of aluminum (in the form of powder) or magnesium (in granular form). In the recess made in the upper part of the briquette of the fuel element 2, or in the hole of the ring-shaped checker, an ignition initiating element 12 is placed with a conductor 11 pressed into it in the form of a spiral of high resistance metal formed under the same pressure as the fuel element, and necessary to start the downhole heater.
После этого брикет с запальным элементом помещают, например, в полиуретановую термоусадочную водонепроницаемую оболочку, образующую корпус 1, подключают нагревательный элемент 10 через клеммную колодку 14 к электроразъему 7, соединенному, например, кабелем 9 с источником электропитания 8, расположенным на земной поверхности, либо с устройством, снабженным автономными батареями и размещенным в корпусе или в соседнем модуле и срабатывающим по таймеру или по кодовому датчику повышения давления.After that, the briquette with the ignition element is placed, for example, in a polyurethane heat-shrinkable waterproof shell forming the housing 1, the heating element 10 is connected through the terminal block 14 to the electrical connector 7, connected, for example, by a cable 9 to a
В скважину 16 (фиг.2), оборудованную насосно-компрессорными трубами (НКТ) 17, вскрывающую нефте- или газоносный пласт 18 и перфорированную на интервале обработки, загружают смесь 19 кислородсодержащего и углеродсодержащего веществ для термогазохимической обработки, а затем опускают скважинный нагреватель 20, предварительно приведенный в рабочее состояние.In the well 16 (figure 2), equipped with tubing (tubing) 17, opening the oil or
Включают источник питания 8, и через кабельный электроразъем 7 и проводники 13 подают напряжение на электроды нагревательного элемента 10, сначала поджигая инициирующий состав 12, который затем, в свою очередь, поджигает топливный элемент 2. После этого кабельный электроразъем 7 может быть отсоединен, и скважинный нагреватель готов к опусканию в скважину 16 на обычном тросе, прикрепленном к корпусу 1 нагревателя 20. Дальнейшего расхода электроэнергии и дорогостоящего электрического кабеля не требуется.The
Скважинный нагреватель 20 опускают в скважину 16 примерно на глубину интервала перфорации и осуществляют инициирование окислительной реакции смеси 19 с помощью разогретого скважинного нагревателя. Возможно также загрузить в скважину смесь 19 после того, как скважинный нагреватель опущен в скважину 16.The
Температуру разогрева нагревателя устанавливают путем введения в состав топливного элемента 2 того или иного количества инертной добавки в зависимости от результатов исследования эксплуатационных условий скважины 16 (от наличия и объема асфальтосмолистых или парафино-гидратных отложений, типа вмещающих пород, обводненности скважины и т.п.) и от состава загружаемой смеси 19. Интервал температур, необходимых для розжига смеси 19, находится в пределах 1000-1700°С.The heating temperature of the heater is established by introducing a certain amount of an inert additive into the fuel cell 2, depending on the results of a study of the operating conditions of the well 16 (on the presence and volume of asphalt-resinous or paraffin-hydrated deposits, such as the host rocks, the water content of the well, etc.) and on the composition of the loaded
После расчетного времени срабатывания осуществляют подъем кабеля (троса) или гибкой трубы, а реакция в скважине продолжается самостоятельно.After the estimated response time, the cable (cable) or flexible pipe is lifted, and the reaction in the well continues on its own.
В результате термогазохимической обработки прискважинной зоны смесью 19 асфальтосмолистые отложения переводятся в текучее состояние и удаляются, в породах прискважинной зоны развиваются дополнительные микротрещины, увеличивается пористость пород, что приводит к восстановлению гидродинамической связи скважины 16 с пластом 18 и увеличению интенсивности притока флюида в скважину.As a result of thermogaschemical treatment of the borehole zone with
Таким образом, использование предлагаемого скважинного нагревателя позволяет расширить область применения устройства за счет возможности осуществления термогазохимической обработки скважин сложного профиля, а также повысить надежность его работы за счет повышения прочности устройства путем учета давления в скважине на глубине обрабатываемого нефтесодержащего интервала.Thus, the use of the proposed downhole heater allows you to expand the scope of the device due to the possibility of thermogasochemical treatment of wells of complex profile, as well as to increase the reliability of its operation by increasing the strength of the device by taking into account the pressure in the well at the depth of the oil-containing interval being processed.
Кроме того, при вероятности заводнения интервала обработки, термитный или пиротехнический состав топливного элемента может быть подобран таким образом, чтобы обеспечить максимальную температуру термогазохимической реакции, что приводит к повышению эффективности проводимых работ.In addition, if the processing interval is likely to flood, the thermite or pyrotechnic composition of the fuel cell can be selected in such a way as to ensure the maximum temperature of the thermogasochemical reaction, which leads to an increase in the efficiency of the work performed.
Claims (16)
L≤2dmin/tg(α/4), мм,
где dmin - минимальный внутренний диаметр эксплуатационной колонны;
α - минимальный угол закругления в контуре скважины.1. A downhole heater for initiating thermogasochemical reactions in complex wells, comprising a hollow cylindrical body with a heating element installed therein, connected to a power source through a sealed electrical connector, and a fuel element in contact with the heating element, characterized in that the heating element is made in the form a conductor made of high-resistance metal pressed into the initiating element, tightly in contact with the fuel element and providing its ignition, and the maximum diameter D of the downhole heater does not exceed the minimum inner diameter of the production string in the narrowest interval, and the optimal length L of the downhole heater is determined from the condition
L≤2d min / tg (α / 4), mm,
where d min is the minimum inner diameter of the production string;
α is the minimum rounding angle in the well contour.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010132177/03A RU2447260C1 (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | Well heater for initiation of thermal-gas-chemical reactions in wells of complex profile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010132177/03A RU2447260C1 (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | Well heater for initiation of thermal-gas-chemical reactions in wells of complex profile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010132177A RU2010132177A (en) | 2012-02-10 |
| RU2447260C1 true RU2447260C1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=45853143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010132177/03A RU2447260C1 (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | Well heater for initiation of thermal-gas-chemical reactions in wells of complex profile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2447260C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3376928A (en) * | 1966-07-21 | 1968-04-09 | Chevron Res | Method and apparatus for igniting underground formations |
| RU2006571C1 (en) * | 1992-07-08 | 1994-01-30 | Валерий Иванович Жеребцов | Well electrical heater |
| RU2168008C2 (en) * | 1999-05-26 | 2001-05-27 | Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр (ВНИМИ) | Method of increasing oil and gas well productivity and downhole heater for method embodiment |
| RU2184220C2 (en) * | 2000-08-10 | 2002-06-27 | Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Thermal gas producer to treat face zone of productive pool of oil wells and process of its manufacture |
| RU2271443C1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Productive bottomhole formation zone treatment method |
| RU2386022C1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-10 | Федор Петрович Туренко | Method of increasing of recover factor of oil-and-gas bearing stratums |
-
2010
- 2010-08-02 RU RU2010132177/03A patent/RU2447260C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3376928A (en) * | 1966-07-21 | 1968-04-09 | Chevron Res | Method and apparatus for igniting underground formations |
| RU2006571C1 (en) * | 1992-07-08 | 1994-01-30 | Валерий Иванович Жеребцов | Well electrical heater |
| RU2168008C2 (en) * | 1999-05-26 | 2001-05-27 | Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр (ВНИМИ) | Method of increasing oil and gas well productivity and downhole heater for method embodiment |
| RU2184220C2 (en) * | 2000-08-10 | 2002-06-27 | Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Thermal gas producer to treat face zone of productive pool of oil wells and process of its manufacture |
| RU2271443C1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Productive bottomhole formation zone treatment method |
| RU2386022C1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-10 | Федор Петрович Туренко | Method of increasing of recover factor of oil-and-gas bearing stratums |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010132177A (en) | 2012-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8256521B2 (en) | Consumable downhole tools | |
| US4777878A (en) | Exploding bridge wire detonator with shock reflector for oil well usage | |
| US4329925A (en) | Fracturing apparatus | |
| CN106288972A (en) | Coal seam sealing of hole carbon dioxide fracturing device | |
| EP3387214B1 (en) | Ignitor, system and method of electrical ignition of exothermic mixture | |
| US20060075890A1 (en) | Propellant for fracturing wells | |
| RU111189U1 (en) | POWDER PRESSURE GENERATOR | |
| US2776816A (en) | Apparatus for and method of earth bore drilling | |
| RU2447260C1 (en) | Well heater for initiation of thermal-gas-chemical reactions in wells of complex profile | |
| RU98781U1 (en) | WELL HEATER FOR INITIATING THERMOGASOCHEMICAL REACTIONS IN COMPLEX PROFILE WELLS | |
| RU108796U1 (en) | POWDER GENERATOR | |
| RU2460873C1 (en) | Powder generator of pressure and method for its implementation | |
| RU118350U1 (en) | POWDER PRESSURE GENERATOR | |
| RU2459946C2 (en) | Treatment method of bottom-hole zone of formation with liquid combustible oxidation compound | |
| RU2460877C1 (en) | Powder channel pressure generator | |
| RU133875U1 (en) | POWDER GENERATOR | |
| RU2168008C2 (en) | Method of increasing oil and gas well productivity and downhole heater for method embodiment | |
| RU2385420C1 (en) | Gas generator for degasification of coal bed | |
| RU108797U1 (en) | PRESSURE GENERATOR | |
| US11698245B2 (en) | Stackable propellant module for gas generation | |
| RU2179235C1 (en) | Device for combined well perforation and formation fracturing | |
| RU76064U1 (en) | HEADLESS TORPEDA | |
| RU2175059C2 (en) | Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells | |
| RU2491412C2 (en) | Well heater for deflected and flattening out holes | |
| RU2262069C1 (en) | Explosive charge and method for conducting of blasting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160803 |