RU2451173C2 - Device for pulse alternating-sign processing of formation well bore zone - Google Patents

Device for pulse alternating-sign processing of formation well bore zone Download PDF

Info

Publication number
RU2451173C2
RU2451173C2 RU2010125662/03A RU2010125662A RU2451173C2 RU 2451173 C2 RU2451173 C2 RU 2451173C2 RU 2010125662/03 A RU2010125662/03 A RU 2010125662/03A RU 2010125662 A RU2010125662 A RU 2010125662A RU 2451173 C2 RU2451173 C2 RU 2451173C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
powder
pressure generator
charge
possibility
Prior art date
Application number
RU2010125662/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010125662A (en
Inventor
Анвар Сулейманович Мухаметзянов (RU)
Анвар Сулейманович Мухаметзянов
Наталья Борисовна Завьялова (RU)
Наталья Борисовна Завьялова
Алексей Ильич Хацринов (RU)
Алексей Ильич Хацринов
Андрей Саркисович Арутюнян (RU)
Андрей Саркисович Арутюнян
Эльмира Искандаровна Гайнуллина (RU)
Эльмира Искандаровна Гайнуллина
Юрий Михайлович Михайлов (RU)
Юрий Михайлович Михайлов
Роза Фатыховна Гатина (RU)
Роза Фатыховна Гатина
Original Assignee
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") filed Critical Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП")
Priority to RU2010125662/03A priority Critical patent/RU2451173C2/en
Publication of RU2010125662A publication Critical patent/RU2010125662A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2451173C2 publication Critical patent/RU2451173C2/en

Links

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: device is made in the form of implosive chamber. The role of a charge is performed by facing powder pressure generator made from elements of ballistite gun powder, located at the outer surface of implosive chamber casing with the possibility of approaching the wall of casing. There is the possibility of facing powder pressure generator ignition, generating of gaseous combustion products and pressure pulse with destruction - cracking of formation rocks in well bore zone and depressurisation of implosive chamber casing after pressure decrease till hydrostatical level. Note that there is provision of wave process of pressure fluctuations with the values of maximum and minimum pressure and duration providing further development of cracks in formation well bore zone.
EFFECT: possibility to develop pressure generator for oil and gas production intensification on the base of gun powder that is characterised by reduced charge mass and comparable to the existing more powerful samples of generators in efficiency.
2 cl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области импульсных технологий интенсификации нефтегазодобычи и конструкциям устройств для их реализации.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to the field of pulsed technologies for intensifying oil and gas production and device designs for their implementation.

Одним из перспективных методов интенсификации добычи нефти и газа является обработка скважин импульсами давления с использованием пороховых генераторов давления. Газообразные продукты горения зарядов генераторов создают в скважине давление, обеспечивающее образование остаточных трещин в прискважинной зоне пласта, оказывают тепловое, химическое и физико-химическое воздействие на эту зону, улучшая тем самым ее фильтрационные свойства и увеличивая производительность скважин. Наиболее мощным и эффективным среди известных генераторов давления является генератор ПГДА (патент РФ №2151282, 1999 г.). Отличительной особенностью данного генератора является то, что сгорание его топливных элементов протекает в вибрационном режиме с частотой 4-20 кГц и амплитудой до нескольких МПа, что существенно усиливает эффективность его применения по сравнению с другими образцами пороховых генераторов.One of the promising methods of stimulating oil and gas production is the treatment of wells with pressure pulses using powder pressure generators. Gaseous products of combustion of generator charges create a pressure in the well that ensures the formation of residual cracks in the near-well zone of the formation, exerts a thermal, chemical and physico-chemical effect on this zone, thereby improving its filtration properties and increasing well productivity. The most powerful and effective among the known pressure generators is the PGDA generator (RF patent No. 2151282, 1999). A distinctive feature of this generator is that the combustion of its fuel cells proceeds in a vibrational mode with a frequency of 4-20 kHz and an amplitude of up to several MPa, which significantly enhances the efficiency of its use in comparison with other samples of powder generators.

Недостатками пороховых генераторов давления является то, что используемые в них мощные заряды преимущественно представляют собой толстосводные топливные блоки диаметром от 42 до 105 мм и длиной от 400 до 1200 мм и характеризуются теплотами сгорания, соразмерными с теплотами плавления материала обсадных труб, что отрицательно влияет на эксплуатационные свойства последних. В некоторых случаях происходит спекание пород, заплавление пор коллектора в призабойной зоне, что снижает ее фильтрационные свойства. Под воздействием высокотемпературной газовой среды продуктов сгорания топлива происходит обгорание геофизического оборудования и выброс на поверхности скважинной жидкости, возможно также повреждение устьевого оборудования. Немаловажным фактором сдерживания применения этих генераторов является их стоимость.The disadvantages of powder pressure generators are that the powerful charges used in them are predominantly thick-walled fuel blocks with a diameter of 42 to 105 mm and a length of 400 to 1200 mm and are characterized by calorific values commensurate with the calorific values of the casing material, which negatively affects the operational properties of the latter. In some cases, sintering of rocks occurs, the pores of the reservoir melt in the bottom-hole zone, which reduces its filtration properties. Under the influence of the high-temperature gas environment of the products of fuel combustion, the geophysical equipment burns out and the surface fluid is ejected, wellhead equipment may also be damaged. An important factor in restraining the use of these generators is their cost.

Более дешевые генераторы давления на основе артиллерийских порохов существенно уступают генераторам давления на основе толстосводных блоков по эффективности, сохраняя при этом их недостатки. Это объясняется значительно меньшей продолжительностью процесса горения пороховых зарядов, вследствие чего продукты сгорания быстро всплывают на поверхность, оказывая меньшее воздействие на пласт.Cheaper pressure generators based on artillery gunpowders are significantly inferior to pressure generators based on thick-block blocks in efficiency, while maintaining their disadvantages. This is due to the significantly shorter duration of the combustion process of the powder charges, as a result of which the combustion products quickly float to the surface, having less impact on the formation.

Ближайшим аналогом разработанного устройства является имплозивное устройство (Технологии повышения производительности малодебитных скважин нефтяных месторождений. / Садыков И.Ф., Чепалин А.И., Марсов А.Л.) // труды 12 Европейского симпозиума «Повышение нефтеотдачи пластов» Казань. 2007), снабженное в донной части зарядом медленно горящего топливного состава в качестве сгораемой пробки, продукты горения которого, кроме того, всплывая на поверхность, прогревают призабойную зону.The closest analogue of the developed device is an implosive device (Technologies for increasing the productivity of low-production wells in oil fields. / Sadykov I.F., Chepalin A.I., Marsov A.L.) // Proceedings of the 12th European Symposium "Enhancing Oil Recovery" Kazan. 2007), equipped in the bottom with a charge of a slowly burning fuel composition as a combustible cork, the combustion products of which, in addition, floating up to the surface, warm the bottom-hole zone.

Целью изобретения является разработка генератора давления на основе баллиститных артиллерийских порохов с меньшей массой заряда, приближающихся по эффективности к лучшим образцам пороховых генераторов давления.The aim of the invention is to develop a pressure generator based on ballistic artillery gunpowders with a lower charge mass, approaching in efficiency to the best samples of powder pressure generators.

Поставленная цель достигается техническим решением, заключающимся в радикальном уменьшении свободного пространства, в котором пороховой заряд располагается в зоне обработки скважины, путем размещения его на внешней поверхности цилиндрического тела заданного размера. Организация процесса горения заряда в узком кольцевом пространстве между стенками обсадной трубы и цилиндрическим корпусом позволяет повысить эффективность воздействия продуктов сгорания на призабойную зону пласта благодаря высокой плотности заряжания, обеспечивающей высокие значения импульса. При этом более высокое отношение суммарной площади перфорационных отверстий к свободной площади сечения обсадной трубы, чем в обычных генераторах давления, и сближение зоны горения к стенкам обсадной колонны обеспечивает нагнетание большей доли продуктов сгорания и нагретой ими скважинной жидкости в призабойную зону пласта.The goal is achieved by a technical solution, which consists in a radical reduction in free space in which the powder charge is located in the processing zone of the well by placing it on the outer surface of the cylindrical body of a given size. The organization of the combustion process of the charge in a narrow annular space between the walls of the casing and the cylindrical body makes it possible to increase the efficiency of the effects of combustion products on the bottomhole formation zone due to the high charge density, which provides high momentum values. At the same time, a higher ratio of the total area of the perforations to the free cross-sectional area of the casing than in conventional pressure generators, and the convergence of the combustion zone to the walls of the casing ensures the injection of a larger fraction of the combustion products and the well fluid heated by them into the bottomhole formation zone.

В качестве цилиндрического тела в данном техническом решении используется имплозивная камера.In this technical solution, an implosive chamber is used as a cylindrical body.

Имплозивная камера представляет собой полую герметичную стальную емкость, содержащую воздух под атмосферным давлением. Камера снабжена узлом разгерметизации, которая приводится в действие в зоне обработки. Разработанный вариант узла разгерметизации выполнен в виде пластиковой или металлической перегородки, герметично закрывающей радиально расположенные окна в стенках камеры. Перегородка разрушается в заданный момент времени под действием разрывного заряда, размещенного на поверхности этой перегородки. Инициирование разрывного заряда производится сборкой, состоящей из капсюля-детонатора, огнепроводного шнура и электрозапала.An implosive chamber is a hollow sealed steel container containing air under atmospheric pressure. The camera is equipped with a depressurization unit, which is activated in the processing zone. The developed version of the depressurization unit is made in the form of a plastic or metal partition that tightly closes the radially located windows in the chamber walls. The partition is destroyed at a given point in time under the action of a discontinuous charge placed on the surface of this partition. Initiation of a bursting charge is carried out by an assembly consisting of a detonator capsule, a flame-retardant cord and an electric fuse.

В качестве порохового заряда в разработанном устройстве используется облицовочный пороховой генератор давления (ПГДО), изготавливаемый из элементов баллиститных артиллерийских порохов, размещаемый на внешней поверхности корпуса имплозивной камеры. ПГДО приводится в действие узлом воспламенения. Узел воспламенения состоит из порохового заряда кольцевой формы, снабженного электрической нитью накаливания, размещаемого вместе с нижним торцом облицовочного заряда в полости между внешней поверхностью корпуса и стальной муфтой, закрепляемой на корпусе.As a powder charge in the developed device, a facing powder pressure generator (PGDO) is used, made of elements of ballistic artillery gunpowders, placed on the outer surface of the body of the implosive chamber. PGDO is driven by an ignition assembly. The ignition unit consists of a ring-shaped powder charge equipped with an electric filament, placed together with the lower end of the facing charge in the cavity between the outer surface of the housing and the steel coupling fixed to the housing.

Узлы воспламенения и разгерметизации присоединяются к подводящему монтажному электропроводу по параллельной схеме и приводятся в действие одновременно. Время задержки разгерметизации определяется длиной огнепроводного шнура.The ignition and depressurization units are connected to the inlet mounting wire in a parallel circuit and are driven simultaneously. The depressurization delay time is determined by the length of the flame-retardant cord.

Корпус имплозионной камеры закрывается в верхней части кабельной головкой, служащей, кроме того, для присоединения к геофизическому кабелю, а в нижней части - донной крышкой.The housing of the implosion chamber is closed in the upper part by a cable head, which serves, in addition, to connect to the geophysical cable, and in the lower part by the bottom cover.

Обработка скважины устройством сопровождается следующими процессами. После спуска устройства в зону обработки под действием электрического сигнала происходит воспламенение облицовочного заряда.The processing of the well by the device is accompanied by the following processes. After the device is lowered into the treatment area under the influence of an electric signal, the facing charge ignites.

Импульс давления, генерируемый зарядом, действуя на перфорационные каналы, производит разрушительное действие на горные породы, слагающие призабойную зону пласта. Газообразные продукты горения пороха и нагретая ими скважинная жидкость прогревают смолистые отложения, снижая их вязкость и адгезионную прочность. После спада давления до уровня гидростатического происходит разгерметизация корпуса устройства. Под действием значительной разности давления в полости камеры и в скважине скважинная жидкость нагнетается в камеру. При этом давление в скважине в зоне обработки мгновенно снижается практически до нулевых значений и сохраняется на этом уровне до заполнения камеры. В этот промежуток времени расплавленные смолистые отложения и кольматирующие частицы поступают в скважину, а затем в камеру. Одновременно под действием противоположно направленного внутрипластового давления происходит дальнейшее растрескивание горных пород пласта.The pressure pulse generated by the charge acting on the perforation channels produces a destructive effect on the rocks composing the bottomhole formation zone. The gaseous products of the combustion of gunpowder and the well fluid heated by them heat the resinous deposits, reducing their viscosity and adhesive strength. After the pressure drops to the hydrostatic level, the case of the device is depressurized. Under the influence of a significant pressure difference in the chamber cavity and in the well, the borehole fluid is pumped into the chamber. In this case, the pressure in the well in the processing zone instantly decreases to almost zero values and remains at this level until the chamber is full. During this period of time, molten resinous deposits and clogging particles enter the well, and then into the chamber. At the same time, under the action of the opposite directional in-situ pressure, further cracking of the formation rocks takes place.

После заполнения камеры скважинной жидкостью давление в скважине вновь мгновенно возрастает и оказывает разрушающее действие на призабойную зону. Эти скачки давления возбуждают постепенно затухающий волновой процесс колебания давления, который производит дальнейшее развитие трещин в призабойной зоне пласта, улучшая его фильтрационные свойства.After filling the chamber with borehole fluid, the pressure in the borehole instantly rises again and has a destructive effect on the bottomhole zone. These pressure surges excite a gradually decaying wave process of pressure fluctuation, which produces further development of cracks in the bottomhole formation zone, improving its filtration properties.

Следует отметить, что независимо от конструктивного исполнения пороховых генераторов и их мощностных характеристик максимальное значение импульса давления, которое создается при их работе, не должно превышать пороговых значений, связанных с прочностью обсадной трубы.It should be noted that, regardless of the design of the powder generators and their power characteristics, the maximum value of the pressure pulse that is created during their operation should not exceed the threshold values associated with the strength of the casing.

Совмещение термогазодинамической обработки прискважинной зоны пласта продуктами сгорания облицовочного порохового заряда с воздействием на нее знакопеременными импульсами давления под действием имплозивной камеры обеспечивает большую продолжительность обработки и создание высокой разности максимального и минимального значений давления в скважине, недостижимых при использовании только одного из устройств, что позволяет существенно увеличить эффективность отработки призабойной зоны.The combination of thermogasdynamic treatment of the borehole zone of the formation with the combustion products of the facing powder charge with exposure to alternating pressure pulses under the influence of the implosive chamber provides a longer processing time and the creation of a high difference of the maximum and minimum values of pressure in the well, unattainable when using only one of the devices, which can significantly increase effectiveness of bottom-hole mining.

Claims (2)

1. Устройство для импульсной знакопеременной обработки прискважинной зоны пласта, выполненное в виде имплозивной камеры, отличающееся тем, что в качестве заряда использован облицовочный пороховой генератор давления, изготовленный из элементов баллиститных артиллерийских порохов, размещенный на внешней поверхности корпуса имплозивной камеры с возможностью сближения со стенкой обсадной колонны, при этом обеспечена возможность воспламенения облицовочного порохового генератора давления, генерирования газообразных продуктов горения и импульса давления с разрушением - растрескиванием горных пород пласта в призабойной зоне и разгерметизации корпуса имплозивной камеры после спада давления до гидростатического уровня и обеспечен волновой процесс колебаний давления со значениями максимального и минимального давлений и продолжительностью, обеспечивающими дальнейшее развитие трещин в призабойной зоне пласта.1. Device for pulse alternating treatment of the borehole zone of the formation, made in the form of an implosive chamber, characterized in that the charge is a facing powder pressure generator made of elements of ballistic artillery gunpowder, placed on the outer surface of the body of the implosive chamber with the possibility of approaching the casing wall columns, while it is possible to ignite the facing powder pressure generator, generating gaseous combustion products pressure pulse with destruction - cracking rock formation near the wellbore and depressurization implosion camera body after a pressure drop to hydrostatic level and provided with a wave process pressure fluctuations with values of maximum and minimum pressures and duration, providing further development of cracks in the bottom zone. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что облицовочный пороховой генератор давления имеет возможность приведения в действие узлом воспламенения, состоящим из порохового заряда кольцевой формы, снабженным электрической нитью накаливания и помещенным в полость, образованную внешней поверхностью корпуса и муфтой, закрепленной на корпусе. 2. The device according to claim 1, characterized in that the facing powder pressure generator has the ability to actuate the ignition unit, consisting of a ring-shaped powder charge, equipped with an electric filament and placed in a cavity formed by the outer surface of the housing and the coupling mounted on the housing .
RU2010125662/03A 2010-06-22 2010-06-22 Device for pulse alternating-sign processing of formation well bore zone RU2451173C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010125662/03A RU2451173C2 (en) 2010-06-22 2010-06-22 Device for pulse alternating-sign processing of formation well bore zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010125662/03A RU2451173C2 (en) 2010-06-22 2010-06-22 Device for pulse alternating-sign processing of formation well bore zone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010125662A RU2010125662A (en) 2011-12-27
RU2451173C2 true RU2451173C2 (en) 2012-05-20

Family

ID=45782304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010125662/03A RU2451173C2 (en) 2010-06-22 2010-06-22 Device for pulse alternating-sign processing of formation well bore zone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2451173C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355802A (en) * 1992-11-10 1994-10-18 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for perforating and fracturing in a borehole
SU1711516A1 (en) * 1989-09-18 1995-08-27 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки Pulse pressure generator for wells
RU2075593C1 (en) * 1995-02-23 1997-03-20 Минибаев Шамиль Хамитович Device for exposing and treatment of bottom face zone of well
RU2233976C1 (en) * 2003-01-21 2004-08-10 Александров Евгений Николаевич Method for thermochemical treatment of productive bed
RU2312982C2 (en) * 2005-11-28 2007-12-20 Николай Михайлович Пелых Method for reservoir penetration and treatment
RU2360102C2 (en) * 2007-06-26 2009-06-27 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное общество "Октургеофизика" Installation for impact-depression effect onto bottomhole zone of reservoir and for cleaning bottomhole of well

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1711516A1 (en) * 1989-09-18 1995-08-27 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки Pulse pressure generator for wells
US5355802A (en) * 1992-11-10 1994-10-18 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for perforating and fracturing in a borehole
RU2075593C1 (en) * 1995-02-23 1997-03-20 Минибаев Шамиль Хамитович Device for exposing and treatment of bottom face zone of well
RU2233976C1 (en) * 2003-01-21 2004-08-10 Александров Евгений Николаевич Method for thermochemical treatment of productive bed
RU2312982C2 (en) * 2005-11-28 2007-12-20 Николай Михайлович Пелых Method for reservoir penetration and treatment
RU2360102C2 (en) * 2007-06-26 2009-06-27 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное общество "Октургеофизика" Installation for impact-depression effect onto bottomhole zone of reservoir and for cleaning bottomhole of well

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010125662A (en) 2011-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4391337A (en) High-velocity jet and propellant fracture device for gas and oil well production
US4039030A (en) Oil and gas well stimulation
US7431083B2 (en) Sub-surface coalbed methane well enhancement through rapid oxidation
US6158511A (en) Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation
US10858922B2 (en) System and method of delivering stimulation treatment by means of gas generation
CA2030103C (en) Technique for stimulating long intervals
US20110056362A1 (en) Energetic material applications in shaped charges for perforation operations
US20090223668A1 (en) Sympathetic ignition closed packed propellant gas generator
US20120138302A1 (en) Device and method for well stimulation
WO2002070339A2 (en) System for lifting water from gas wells using a propellant
RU111189U1 (en) POWDER PRESSURE GENERATOR
Hu et al. Underwater shock wave generated by exploding wire ignited energetic materials and its applications in reservoir stimulation
RU2242600C1 (en) Gas generator on solid fuel for well
RU2469180C2 (en) Perforation and treatment method of bottom-hole zone, and device for its implementation
RU2401385C2 (en) Solid-fuel gas generator for coal bed degassing
RU2460873C1 (en) Powder generator of pressure and method for its implementation
RU2451173C2 (en) Device for pulse alternating-sign processing of formation well bore zone
RU118350U1 (en) POWDER PRESSURE GENERATOR
RU2459946C2 (en) Treatment method of bottom-hole zone of formation with liquid combustible oxidation compound
RU2385420C1 (en) Gas generator for degasification of coal bed
CA2761153A1 (en) Device and method for well stimulation
RU108797U1 (en) PRESSURE GENERATOR
RU2175059C2 (en) Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells
RU2106485C1 (en) Method and device for treating down-hole zone of bed
RU2179235C1 (en) Device for combined well perforation and formation fracturing

Legal Events

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

Effective date: 20160623