RU2471973C2 - Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method - Google Patents
Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471973C2 RU2471973C2 RU2011104812/03A RU2011104812A RU2471973C2 RU 2471973 C2 RU2471973 C2 RU 2471973C2 RU 2011104812/03 A RU2011104812/03 A RU 2011104812/03A RU 2011104812 A RU2011104812 A RU 2011104812A RU 2471973 C2 RU2471973 C2 RU 2471973C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charges
- diameters
- channels
- channel
- ratio
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам (пороховым генераторам), предназначенным для обработки призабойной зоны пласта (ПЗП) высокотемпературными газами, выделяющимися при сгорании твердых топливных элементов (ТТЭ). В качестве ТТЭ в большинстве случаев используют баллиститные пороха.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to devices (powder generators) designed for treating the bottom-hole formation zone (PZP) with high-temperature gases released during the combustion of solid fuel cells (TFE). In most cases, ballistic gunpowder is used as a TFE.
Генераторы (другое название газогенераторы) используют для увеличения добычи углеводородов в загрязненных асфальтовыми смолистыми и парафиновыми отложениями скважинах, а также после некачественно проведенной перфорации. ТТЭ генераторов скрепляют в одну гирлянду специальной оснасткой, на кабеле опускают в интервал обработки продуктивного пласта, воспламеняют подачей тока по кабелю и сжиганием.Generators (another name for gas generators) are used to increase hydrocarbon production in wells contaminated with asphalt tar and paraffin deposits, as well as after poorly performed perforation. The TFE of the generators is fastened into one garland with special equipment, lowered on the cable to the interval of processing the reservoir, ignited by the current supply through the cable and by burning.
Известно устройство для воздействия на пласт давлением продуктов сгорания твердого топлива [1]. Его небронированные ТТЭ с высокой начальной поверхностью горения и малой толщиной горящего свода имеют щели в ТТЭ или многотрубчатые блочные элементы из смесевого топлива.A device is known for impacting a formation by pressure of solid fuel combustion products [1]. Its unarmored TFEs with a high initial combustion surface and a small thickness of the burning roof have slots in the TFE or multi-tube block elements made of mixed fuel.
Известен генератор с детонационной системой инициирования трубчатых ТТЭ [2]. ТТЭ имеют покрытие по боковой поверхности и тонкостенную металлическую трубку в центральном канале. По всей длине трубки проложен детонирующий шнур, соединенный с герметичным взрывным патроном.Known generator with a detonation system for initiating tubular TFE [2]. TFEs are coated on the side surface and a thin-walled metal tube in the central channel. A detonating cord connected to a sealed explosive cartridge is laid along the entire length of the tube.
Известно устройство [3] с одной или несколькими группами воспламенительных ТТЭ. Над ними или между ними располагают ТТЭ с толстостенной металлической трубкой в канале.A device [3] is known with one or more groups of igniter fuel cells. Above them or between them there is a TFE with a thick-walled metal tube in the channel.
Известны способ обработки призабойной зоны пласта и устройство для его осуществления [4]. Способ задает характеристики импульсов давления при создании избыточного давления в скважине от горения ТТЭ. Устройство содержит пороховые элементы, установленные на опорных трубках со сложной системой воспламенения в них.A known method of processing the bottomhole formation zone and a device for its implementation [4]. The method sets the characteristics of the pressure pulses when creating excess pressure in the well from the combustion of the fuel cell. The device contains powder elements mounted on support tubes with a complex ignition system in them.
Известен бескорпусной секционный заряд для газодинамического воздействия на пласт [5]. Это устройство включает узел воспламенения, пороховые секции и оснастку из деталей для их сбора. Оснастка проходит через центральный канал каждой пороховой секции и имеет детали для стягивания пороховых секций вплотную друг к другу.Known open-section sectional charge for gas-dynamic impact on the reservoir [5]. This device includes an ignition unit, powder sections and accessories from parts for their collection. Equipment passes through the central channel of each powder section and has parts for tightening powder sections close to each other.
Все перечисленные устройства имеют громоздкую оснастку, проходящую по оси ТТЭ, а также сложную систему воспламенения. После сжигания ТТЭ часть оснастки остается в скважине. Дополнительным недостатком устройства [5], кроме сложности и большой массы оснастки, является и относительно небольшая масса топлива.All of the listed devices have bulky equipment running along the TFE axis, as well as a complex ignition system. After the combustion of the thermoelectric fuel cell, part of the equipment remains in the well. An additional disadvantage of the device [5], in addition to complexity and a large mass of equipment, is a relatively small mass of fuel.
Известен газогенератор с регулируемым импульсом давления для скважин, имеющий трубчатые бронированные ТТЭ и грузонесущий геофизический кабель с элементами крепления конструкции [6].Known gas generator with an adjustable pressure pulse for wells, having a tubular armored TTE and a load-bearing geophysical cable with fasteners [6].
Количество небронированных и бронированных трубчатых ТТЭ определяют по формулам с учетом характеристик топлив и скважин.The number of unarmored and armored tubular fuel cells is determined by the formulas taking into account the characteristics of fuels and wells.
При горении ТТЭ возникают пульсации давления на фоне общего повышения давления в скважине. Пульсации дополнительно способствуют увеличению эффективности термогазохимической обработки ПЗП за счет разрушения стенок трещин и кольматантов знакопеременными нагрузками. Продолжительность горения ТТЭ изменяется от нескольких сотых до нескольких десятых долей секунды.During the combustion of the solid fuel cells, pressure pulsations occur against the background of a general increase in pressure in the well. Pulsations additionally contribute to an increase in the efficiency of thermogasochemical treatment of PZP due to the destruction of the walls of cracks and colmatants with alternating loads. The duration of the combustion of TFE varies from several hundredths to several tenths of a second.
Недостатком газогенератора [6] является сложность его компоновки в целом. Наличие бронированных ТТЭ в данном устройстве приводит к дополнительному загрязнению скважины после их сгорания. Подбор необходимого количества бронированных и небронированных зарядов, обеспечивающего наилучший эффект, является весьма сомнительным.The disadvantage of a gas generator [6] is the complexity of its layout as a whole. The presence of armored fuel cells in this device leads to additional contamination of the well after their combustion. The selection of the required number of armored and unarmored charges, providing the best effect, is very doubtful.
Известен способ термогазохимического воздействия на пласт и твердотопливный заряд для его осуществления [7]. Несмотря на обилие подпунктов формулы изобретения ясно следующее. Способ осуществляют устройством, содержащим канальные и бесканальные ТТЭ, которые находятся в полом корпусе с воспламенителем. Нижний конец корпуса заглушен, а верхний снабжен регулятором расхода пороховых газов. Таким образом, устройство напоминает ракетный двигатель с пульсирующим истечением продуктов горения через сопло.A known method of thermogasochemical effects on the reservoir and solid fuel charge for its implementation [7]. Despite the abundance of claims, the following is clear. The method is carried out by a device containing channel and non-channel TFEs, which are located in a hollow housing with an igniter. The lower end of the housing is muffled, and the upper is equipped with a regulator of the flow of powder gases. Thus, the device resembles a rocket engine with a pulsating outflow of combustion products through a nozzle.
Из-за сложности устройства оно не будет работать и тем более не будет эффективно при многих геолого-технических условиях скважины. Например, ТТЭ в полом корпусе, горящие с торца, будут самопроизвольно затухать, как это имеет место в ракетных двигателях при увеличенных тепловых потерях. Большого давления в скважине не достигнуть. Пульсации давления без общего роста давления в скважине не принесут ожидаемого эффекта. Достоверных доказательств того, что создаваемые устройством частоты пульсаций давления являются наиболее подходящими для увеличения добычи нефти, нет.Due to the complexity of the device, it will not work and, moreover, will not be effective under many geological and technical conditions of the well. For example, solid-state fuel cells in the hollow housing, burning from the end, will spontaneously attenuate, as is the case in rocket engines with increased heat loss. Great pressure in the well cannot be reached. Pressure pulsations without a general increase in pressure in the well will not bring the expected effect. There is no reliable evidence that the pressure pulsation frequencies created by the device are most suitable for increasing oil production, no.
Для изготовления генераторов могут подойти некоторые канальные ТТЭ, применяемые ранее в ракетной технике и предназначенные для утилизации. Незначительная доработка таких ТТЭ позволит наладить массовое изготовление дешевых, простых и эффективных генераторов для самых различных геолого-технических условий. Трудностей здесь много. Одна из них - заставить генераторы с утилизированными переделанными зарядами надежно функционировать при высоком давлении и температуре.For the manufacture of generators, some channel thermopiles, previously used in rocketry and intended for disposal, may be suitable. An insignificant refinement of such thermoelectric fuel cells will allow mass production of cheap, simple and efficient generators for a wide variety of geological and technical conditions. There are many difficulties. One of them is to make generators with utilized converted charges function reliably at high pressure and temperature.
Для новых генераторов с ТТЭ различной формы и размеров нужна простая универсальная оснастка с минимальным количеством деталей и надежная система воспламенения. Этого нет у рассмотренных аналогов.For new generators with TFEs of various shapes and sizes, a simple universal tooling with a minimum number of parts and a reliable ignition system are needed. This is not the case with the considered analogues.
Газогенератор с цилиндрическими пороховыми трубчатыми зарядами, в том числе воспламенительным или воспламенительными, и грузонесущим тросом с элементами крепления конструкции для термогазохимической и виброволновой обработки пласта является прототипом [8]. Его ТТЭ создают избыточное давление в скважине. ТТЭ имеют разные диаметры центральных круглых каналов, а отношение длин каналов к диаметрам указанных каналов равно (20-40):1. Между зарядами или в самих зарядах имеются проходы для соединения полости канала ТТЭ с наружной поверхностью. Содержание наполнителя-стабилизатора горения в топливной массе не более 1,5%.A gas generator with cylindrical powder tube charges, including igniter or igniter, and a load-carrying cable with structural fasteners for thermogaschemical and vibration microwave treatment of the formation is a prototype [8]. Its TFE creates overpressure in the well. TFEs have different diameters of the central circular channels, and the ratio of channel lengths to the diameters of these channels is (20-40): 1. Between the charges or in the charges themselves, there are passages for connecting the cavity of the TFE channel with the outer surface. The content of the filler stabilizer of combustion in the fuel mass is not more than 1.5%.
Недостатки устройства и способа его осуществления следующие. В данном устройстве нет ТТЭ различных наружных диаметров с другими отношениями длин каналов к их диаметрам, а также с содержанием стабилизатора в топливе более 1,5%. Это ограничивает конструктивные и эксплуатационные возможности устройства и использование утилизированных ТТЭ разных размеров и из большего количества топлив.The disadvantages of the device and method of its implementation are as follows. This device does not have a TFE of various external diameters with other ratios of channel lengths to their diameters, as well as with a stabilizer content in the fuel of more than 1.5%. This limits the design and operational capabilities of the device and the use of recycled fuel cells of different sizes and from a larger number of fuels.
Кроме того, при повышенной температуре, давлении и увеличении соотношения длины канала ТТЭ к его диаметру появляется опасность разрыва заряда со стороны канала, так как газы не успевают выходить из канала. Подобные режимы горения ТТЭ с узким каналом рассмотрены и исследованы в [9]. Экспериментально полученные в этой работе данные использованы при анализе работоспособности проектируемых генераторов.In addition, at elevated temperature, pressure, and an increase in the ratio of the TFE channel length to its diameter, there is a danger of a charge rupture from the channel side, since gases do not have time to leave the channel. Similar regimes of combustion of a solid fuel cell with a narrow channel were considered and investigated in [9]. The data experimentally obtained in this work were used in the analysis of the operability of the designed generators.
Для выталкивания пороховых газов через торцевые сечения ТТЭ внутри его канала возникает определенный перепад давлений относительно окружающей элемент среды. Этот перепад зависит от напряженно-деформированного состояния ТТЭ и определяется его геометрическими размерами.For the expulsion of powder gases through the end sections of the TFE, a certain pressure drop relative to the surrounding medium element arises inside its channel. This difference depends on the stress-strain state of the TFE and is determined by its geometric dimensions.
Прочностная работоспособность канального ТТЭ, изготовленного из баллиститного пороха или смесевого твердого топлива, находящегося в скважине, обеспечивается при выполнении условияThe strength performance of a channel solid-fuel cell made from ballistic powder or mixed solid fuel located in the well is ensured when the condition
εоβ≤εb,ε about β≤ε b ,
где εо - окружные деформации, имеющие место на канале ТТЭ (%),where ε about - circumferential deformations that occur on the channel of the TFE (%),
εо - предельные деформации ТТЭ (%),ε about - the ultimate strain of the thermoelectric fuel (%),
β - коэффициент безопасности (β=2).β is the safety factor (β = 2).
Окружные деформации на канале ТТЭ определяют по формулеThe circumferential deformations on the TFE channel are determined by the formula
где E, µ - модуль упругости и коэффициент Пуассона для заряда,where E, µ is the elastic modulus and Poisson's ratio for the charge,
rо - радиус канала ТТЭ,r about - the radius of the channel of the TFE,
rН - наружный радиус ТТЭ,r N is the outer radius of the TFE,
pСТ - статическое давление в скважине, соответствующее глубине погружения и действующее на наружную боковую поверхность ТТЭ,p ST is the static pressure in the well corresponding to the depth of immersion and acting on the outer lateral surface of the thermoelectric fuel,
pок - давление внутри канала ТТЭ (определяют по отношению длины заряда к диаметру канала),p ok - pressure inside the channel of the TFE (determined by the ratio of the length of the charge to the diameter of the channel),
pОТ - статическое давление на торцах ТТЭ (pОТ=pСТ). С ростом температуры до +90°C (максимум для применения ТТЭ в скважине) модуль упругости для баллиститного пороха уменьшается в десятки раз по сравнению с начальной температурой +20°C. При +90°C окружные деформации, например, при отношении длины канала ТТЭ к его диаметру 40:1 и наружном диаметре заряда 100 мм, при глубине скважины более трех километров возрастают в несколько раз.p OT - static pressure at the ends of the TFE (p OT = p CT ). As the temperature rises to + 90 ° C (the maximum for the use of TFE in the well), the elastic modulus for ballistic gunpowder decreases tens of times compared with the initial temperature + 20 ° C. At + 90 ° C, circumferential deformations, for example, when the ratio of the length of the TFE channel to its diameter 40: 1 and the outer diameter of the charge is 100 mm, increase several times with a well depth of more than three kilometers.
Очевидно, что должны быть приняты соответствующие меры для увеличения работоспособности ТТЭ с длинными зарядами и узким каналом.Obviously, appropriate measures should be taken to increase the efficiency of the thermoelectric fuel cells with long charges and a narrow channel.
Задачей заявляемого изобретения является разработка универсального и более простого при сборке устройства на твердом топливе для увеличения добычи углеводородов в скважине, расширить геометрические параметры зарядов и марки топлив, позволяющие подобрать готовые утилизированные ТТЭ (без приготовления топливной массы). Другая задача - расширение применимости устройства с разными ТТЭ, а также повышения его надежности, в том числе при повышенных температурах и давлениях.The objective of the invention is to develop a universal and simpler when assembling a device for solid fuel to increase hydrocarbon production in the well, to expand the geometric parameters of charges and brand of fuels, allowing you to select ready-made disposed fuel cells (without preparing the fuel mass). Another task is to expand the applicability of a device with different thermal characteristics, as well as to increase its reliability, including at elevated temperatures and pressures.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве на твердом топливе для обработки скважин, включающем цилиндрические пороховые трубчатые заряды, в том числе воспламенительный или воспламенительные, с разными диаметрами каналов и отношением длин каналов зарядов к диаметрам указанных каналов (20-40):1, и грузонесущий трос с элементами крепления конструкции, согласно изобретению новым является то, что устройство дополнительно включает цилиндрические пороховые трубчатые заряды меньших диаметров, которые имеют отношения длин каналов к диаметрам каналов (6-80):1 и отношения наружных диаметров зарядов меньшего и большего диаметра (0,6-0,95):1, при этом заряды разных диаметров чередуют, кроме того, у зарядов с меньшими диаметрами и отношениями длин каналов к диаметрам каналов (40-80):1 предусмотрены наружные кольцевые проточки и сквозные каналы по месту проточек, причем заряды большего диаметра имеют обоймы для предохранения их от трения в скважине, при этом на торцах чередующихся зарядов закреплены диски с кольцевыми выступами, входящими друг в друга при сборке зарядов.To solve the problem in a known device for solid fuel for treating wells, including cylindrical powder tube charges, including igniter or igniter, with different diameters of the channels and the ratio of the lengths of the channels of the charges to the diameters of these channels (20-40): 1, and load-bearing the cable with the fastening elements of the structure according to the invention is new, that the device further includes cylindrical powder tube charges of smaller diameters, which have channel length ratios the diameters of the channels (6-80): 1 and the ratio of the outer diameters of the charges of a smaller and larger diameter (0.6-0.95): 1, while the charges of different diameters alternate, in addition, for charges with smaller diameters and ratios of the lengths of the channels to the diameters of the channels (40-80): 1 there are external annular grooves and through channels at the place of the grooves, and the charges of a larger diameter have clips to protect them from friction in the borehole, while at the ends of alternating charges disks with annular protrusions entering each other are fixed when assembling charges.
Поставленная задача также решается тем, что в известном способе обработки призабойной зоны пласта с помощью устройства на твердом топливе, включающем создание избыточного давления в скважине воздействием на пласт газообразными продуктами горения цилиндрических пороховых трубчатых зарядов с разными диаметрами каналов и отношением длин каналов зарядов к указанным диаметрам (20-40):1, новым является то, что избыточное давление в скважине создают воздействием на пласт газообразными продуктами горения дополнительных цилиндрических пороховых трубчатых зарядов меньших диаметров, чередующихся с зарядами большего диаметра, при этом заряды меньшего диаметра имеют отношения длин каналов к диаметрам каналов (6-80):1 и отношения наружных диаметров зарядов меньшего и большего диаметра (0,6-0,95);1, причем при температурах +60-90°C и давлениях 20-40 мегапаскалей в скважине устранение разрывов зарядов с отношениями длин каналов к диаметрам каналов (40-80):1 на множество фрагментов с аномальным повышением давления из-за критического увеличения перепада давления в осевых каналах горящих зарядов относительно окружающей среды достигают делением этих зарядов на два отдельных фрагмента по месту кольцевых проточек при встрече фронтов горения с наружных поверхностей зарядов и с их каналов.The problem is also solved by the fact that in the known method of treating the bottom-hole zone of the formation using a solid fuel device, which includes creating excess pressure in the well by exposing the formation to the formation of gaseous combustion products of cylindrical powder tube charges with different channel diameters and the ratio of the length of the charge channels to the indicated diameters ( 20-40): 1, new is that overpressure in the well is created by the action of additional cylindrical gunpowder on the formation of gaseous products of combustion tubular charges of smaller diameters, alternating with charges of a larger diameter, while charges of a smaller diameter have a ratio of channel lengths to channel diameters (6-80): 1 and the ratio of the outer diameters of charges of a smaller and larger diameter (0.6-0.95); 1, and at temperatures of + 60-90 ° C and pressures of 20-40 megapascals in the well, eliminating charge discontinuities with ratios of channel lengths to channel diameters (40-80): 1 per set of fragments with an abnormal increase in pressure due to a critical increase in pressure drop in the axial channels of the burning charges rel Regarding the environment, they are achieved by dividing these charges into two separate fragments at the place of the annular grooves when the combustion fronts meet from the outer surfaces of the charges and from their channels.
Устройство и способ реализуются следующим образом.The device and method are implemented as follows.
На фиг.1 показано устройство - генератор с цилиндрическими пороховыми трубчатыми ТТЭ. Оно имеет грузонесущий трос 1 по осям каналов зарядов 2 и 3 разных размеров. Эти ТТЭ имеют закрепленные на торцах диски 4 и 5 разных диаметров с концевыми выступами, входящими друг в друга. На концах зарядов 2 имеются обоймы 6, предохраняющие их от трения с последующим самопроизвольным воспламенением в скважине. Верхний заряд 2 в собранной гирлянде является воспламенительным. В него вмонтирован нагревательный элемент (например, проволочка накаливания).Figure 1 shows the device is a generator with a cylindrical powder tube tubular fuel cell. It has a load-carrying
Диски 4 и 5 с другими элементами оснастки - крышкой вверху, поддоном внизу и креплениями их к кабелю обеспечивают жесткость конструкции генератора в целом.
Заряд 2 имеет диаметр 100 мм и длину 600 мм, которая соответствует длине канала. Отношение длины канала к его диаметру, равному 20 мм, составляет 30:1. Диаметр 100 мм является максимальным для скважин с внутренним диаметром 124-127 мм (колонна 146 мм). Дальнейшее увеличение этого диаметра при наличии предохранительных обойм (защитных оболочек) толщиной 2-3 мм из-за узкого зазора между зарядом и внутренней поверхностью колонны приведет к затрудненному прохождению ТТЭ.
Заряд 3 имеет диаметр 60 мм и длину 84 мм, которая соответствует длине канала. Отношение длины канала к его диаметру (14 мм) составляет 6:1. Отношение наружных диаметров зарядов 3 и 2 составляет 0,6:1. Заряды 2 и 3 чередуются между собой.
Отношение меньшего и большего диаметров зарядов 0,6:1 является минимальным для данной конструкции генератора. Это объясняется следующим. Во-первых, дальнейшее уменьшение этого отношения снижает эффективность генератора из-за потери массы топлива на единицу длины генератора. Нужно увеличивать длину троса 1 для дополнительных зарядов. Во-вторых, соединение дисков (центраторов) 4 и 5 зарядов 2 и 3 из-за наличия каналов зарядов и малого наружного диаметра канала заряда 3 ограничено по размерам. Это соединение не будет надежным.The ratio of smaller and larger diameters of charges of 0.6: 1 is the minimum for this design of the generator. This is explained by the following. Firstly, a further decrease in this ratio reduces the efficiency of the generator due to the loss of fuel mass per unit length of the generator. It is necessary to increase the length of the
Отношение длины канала заряда 3 к его диаметру (6:1) также является наименьшим по указанным выше соображениям. Сборка генератора с такими короткими зарядами является громоздкой. Нужны дополнительные составляющие генератора.The ratio of the length of the
Наружный диаметр заряда 3 можно увеличивать только от 60 мм до 95 мм. Далее увеличивать наружный диаметр заряда 3 нельзя, т.к. потребуются обоймы как у заряда 2. Таким образом, отношение диаметров зарядов 3 и 2, составляющее 0,95:1, является максимальным.The outer diameter of the
Для увеличения эффективности генератора, показанного на фиг.1, дополнительный заряд 3 должен иметь наибольшие геометрические размеры (диаметр, длину) с минимальным диаметром канала. Одновременно он не должен разрываться в процессе горения от избыточного давления газов из канала. Поэтому минимальный диаметр канала не может быть меньше 14 мм. Трос 1 не пройдет в более узкий канал. Необходимо также принять во внимание обязательное наличие кольцевого зазора между тросом и внутренней поверхностью канала ТТЭ для прохода газообразных продуктов горения.To increase the efficiency of the generator shown in figure 1, the
Максимальная длина заряда 3, обеспечивающая его работоспособность при температуре +60-90°C и давлении 20-40 мегапаскалей в скважине при минимальном диаметре его канала 14 мм, должна быть 560 мм. Отношение длины канала к его диаметру в данном случае составляет 40:1. Безопасное отношение наружных диаметров заряда 3 и 2 равно (0,6-0,95):1. Чем больше диаметр ТТЭ при фиксированной длине заряда, тем безопаснее его работа.The
Максимальное удлинение заряда 3 будет при отношении длины канала к минимальному его диаметру 80:1. Длина заряда в этом случае составит 1120 мм. При большей длине и диаметре заряда 60-95 мм он будет гнуться при повышении температуры. К тому же, ТТЭ малого диаметра с большой длиной трудно стыковать друг с другом при сборке. При отношениях длины канала ТТЭ к его диаметру (40-80):1 появляется опасность его разрыва в процессе горения на несколько фрагментов от распирающих из канала продуктов горения. Поэтому предложен конструктивный способ устранения разрыва.The maximum lengthening of the
На фиг.2 показан вариант устройства с теми же обозначениями, которые показаны на фиг.1. Отличия только в размерах и конфигурации заряда 3. В центре заряд, показанный на фиг.2, имеет наружную кольцевую проточку и сквозной канал, пересекающий ее. Отношение длины его канала к диаметру канала 14 мм равно (40-80):1, т.е. длина ТТЭ изменяется от 560 мм до 1120 мм. Именно кольцевая проточка и сквозной канал через нее предохраняют ТТЭ от разрыва при горении, связанном с критическим превышением давления в канале над наружным давлением.Figure 2 shows a variant of the device with the same symbols as shown in figure 1. The differences are only in the size and configuration of the
Без проточки в ТТЭ при большой длине происходит его разрушение из-за распирающих изнутри газов на много отдельных фрагментов с аномальным взмывом давления от объемного горения. Деление заряда по проточке к этому не приводит. ТТЭ делится только на два отдельных фрагмента. Из-за появления новых торцевых поверхностей фрагментов с малой площадью давление в скважине почти не возрастает. Сквозной канал улучшает условия воспламенения заряда 3, т.к. способствует движению горящих газов от воспламенительного заряда 2.Without a groove, in a TFE with a long length, it is destroyed due to the gases bursting from the inside into many separate fragments with an anomalous explosion of pressure from volumetric combustion. The division of the charge along the groove does not lead to this. TFE is divided into only two separate fragments. Due to the appearance of new end surfaces of fragments with a small area, the pressure in the well almost does not increase. The through channel improves the conditions of
Сборка устройства (фиг.1 и фиг.2) с помощью грузонесущего троса 1 происходит у устья скважины. Заряды 2 и 3 поочередно состыковывают через диски 4 и 5. Устройство опускают в заданный интервал на геофизическом кабеле. При этом обоймы 6 предохраняют заряды 2 от трения, а заряды 3 не касаются внутренней поверхности скважины. После установки устройства в нужном месте по кабелю и подсоединенным к нагревательным элементам воспламенительного заряда 2 электрическим проводам подают переменный ток 220 вольт. В конечном итоге после воспламенения зарядов 2 горение распространяется на все ТТЭ. Происходит обработка скважины.The assembly of the device (figure 1 and figure 2) with the help of a load-carrying
Пример выполнения способа по устройству, показанному на фиг.1.An example implementation of the method according to the device shown in figure 1.
В скважине с внутренним диаметром скважины 127 мм нефтяной пласт находится на глубине 2,9 км. Длина интервала перфорации 5 метров. Температура в скважине +80°C. Условия в скважине должны быть нормальные для горения ТТЭ из баллиститного пороха с отношением длины канала заряда 3 к его диаметру в пределах (6-40):1.In a well with an internal diameter of 127 mm, the oil reservoir is at a depth of 2.9 km. The length of the perforation interval is 5 meters. Well temperature + 80 ° C. The conditions in the borehole should be normal for the combustion of solid fuel cells from ballistic gunpowder with a ratio of the length of the
Выбран заряд 2 с диаметром равным 100 мм. Длина канала ТТЭ - 895 мм, диаметр - 24 мм, их отношение равно 37,3:1. Заряд 3 без проточки и сквозного отверстия через нее имеет диаметр 70 мм. Длина канала составляет 500 мм, диаметр канала 17 мм, их отношение равно 29,4:1. Оно попадает в предел (6-40):1. Диаметры зарядов 3 и 2 относятся как 0,7:1.
Способ реализуют устройством (генератором), собранным из пяти зарядов 2 и четырех зарядов 3. В результате обработки получены дополнительные притоки без разрывов зарядов. Давление в скважине составляет 69 МПа.The method is implemented by a device (generator) assembled from five
Пример выполнения способа по устройству, показанному на фиг.2.An example implementation of the method according to the device shown in figure 2.
В скважине с внутренним диаметром скважины 127 мм нефтяной пласт находится на глубине 3,2 км. Длина интервала перфорации 4 метра. Температура в скважине составляет +85°C. Таким образом, условия в скважине близки к экстремальным для баллиститного пороха, из которого изготовлены заряды 2 и 3. При отношении длины канала заряда 3 к его диаметру (40-80):1 и отсутствии проточки он может разорваться при горении. Поэтому проточка необходима.In a well with an internal diameter of 127 mm, the oil reservoir is at a depth of 3.2 km. The length of the perforation interval is 4 meters. The temperature in the well is + 85 ° C. Thus, the conditions in the well are close to extreme for the ballistic gunpowder from which charges 2 and 3 are made. With a ratio of the length of the
Используют заряд 2 с диаметром 104 мм. Длина канала ТТЭ - 895 мм, диаметр канала 24 мм, их отношение равно 37,3:1. Заряд 3 имеет диаметр 93 мм. Длина канала этого ТТЭ составляет 900 мм, диаметр 14 мм, их отношение равно 64,3:1, которое попадает в предел (40-80):1. Кольцевая проточка, изготовленная для заряда 3, имеет ширину 3 мм и глубину 10 мм. Есть также сквозное отверстие по месту проточки. Отношение диаметров зарядов 3 и 2 составляет 0,89.Use
Способ реализуют устройством, собранным из трех зарядов 2 и двух зарядов 3.The method is implemented by a device assembled from three
После воспламенения заряды 2 и 3 горят нормально по всем поверхностям. Горение по проточке тоже происходит. Она расширяется и углубляется. Прочностная работоспособность заряда 3 при возрастании избыточного давления в его канале по мере подъема общего давления и на фоне прогретого до высокой температуры заряда 3 резко уменьшается.After ignition, charges 2 and 3 burn normally on all surfaces. Burning along the groove also occurs. It expands and deepens. The strength performance of
При давлении 45 МПа узкая перемычка между проточкой и каналом не выдерживает. Заряды 3 лопаются по проточкам. Новые фрагменты с уменьшенной вдвое длиной начинают безопасно гореть автономно. Объемное разрушение их с каналов с последующим аномально высоким давлением в скважине, которое было бы с ТТЭ без проточки, предотвращено.At a pressure of 45 MPa, a narrow bridge between the groove and the channel does not withstand.
Обработка скважины позволяет получить дополнительные притоки с принудительным делением зарядов 3. Максимальное давление при обработке составляет 82 МПа.Well treatment allows you to get additional inflows with forced division of
Рассмотренные варианты использования устройства и способа обработки скважин приемлемы при различных геолого-технических условиях, включая и экстремальные.The considered options for using the device and method for processing wells are acceptable under various geological and technical conditions, including extreme ones.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №1704513 A1, 5 кл. E21В 43/263. Устройство для воздействия на пласт давлением продуктов сгорания твердого топлива. Сухоруков Г.И., Беляев Б.М. и др. Заявл. 03.05.1988. Зарегистрировано 08.09.1991.1. USSR author's certificate No. 1704513 A1, 5 cl. E21B 43/263. A device for impacting a formation by pressure of solid fuel combustion products. Sukhorukov G.I., Belyaev B.M. et al. 05/03/1988. Registered on 09/08/1991.
2. Патент РФ №2018508 C1, 5С 5/00. Твердотопливный скважинный газогенератор. Крощенко В.Д., Колясов С.М. и др. Заявл. 02.01.1990, опубл. 30.08.1994, бюл. №16.2. RF patent No. 2018508 C1,
3. Патент РФ №20047744 C1, 6 E21B 43/11, 43/26. Устройство для воздействия на пласт. Гайворонский И.Н., Крощенко В.Д. и др. Заявл. 23.03.1992, опубл. 10.11.1995, бюл. №31.3. RF patent No. 20047744 C1, 6 E21B 43/11, 43/26. Device for stimulating the formation. Gaivoronsky I.N., Kroshchenko V.D. et al. 03/23/1992, publ. 11/10/1995, bull. No. 31.
4. Патент РФ №2106485, МПК E21B 43/263. Способ обработки призабойной зоны пласта и устройство для его осуществления. Краснощеков Ю.И., Самошкин В.И., Зансохов Л.Г. и др. Заявл. 25.08.1995, опубл. 10.03.1998.4. RF patent No. 2106485, IPC E21B 43/263. A method for processing a bottomhole formation zone and a device for its implementation. Krasnoshchekov Yu.I., Samoshkin V.I., Zansokhov L.G. et al. 08/25/1995, publ. 03/10/1998.
5. Патент РФ №2183740 C1, 6 E21B 43/263. Заряд бескорпусной секционный для газодинамического воздействия на пласт. Падерин М.Г., Газизов Ф.М. и др. Заявл. 22.08.2001, опубл. 20.06.2002.5. RF patent No. 2183740 C1, 6 E21B 43/263. Sectional uncharged charge for gas-dynamic impact on the formation. Paderin M.G., Gazizov F.M. et al. 08/22/2001, publ. 06/20/2002.
6. Патент РФ №2175059, МКИ E21B 43/263. Газогенератор на твердом топливе с регулируемым импульсом для стимуляции скважин. Крощенко В.Д., Грибанов Н.И., Гайворонский И.Н. и др. Заявл. 06.10.1999, опубл. 20.10.2001.6. RF patent No. 2175059, MKI E21B 43/263. Solid fuel gas generator with adjustable pulse for stimulation of wells. Kroshchenko V.D., Gribanov N.I., Gaivoronsky I.N. et al. 10/06/1999, publ. 10/20/2001.
7. Патент РФ №2261990, МПК E21B 43/263. Способ термогазохимического воздействия на пласт и твердотопливный заряд для его осуществления. Дыбленко В.П., Шарифуллин Р.Я., Лысенков А.П и др. Заявл. 14.08.2003, опубл. 10.10.2005.7. RF patent No. 2261990, IPC E21B 43/263. The method of thermogasochemical effects on the reservoir and solid fuel charge for its implementation. Dyblenko V.P., Sharifullin R.Ya., Lysenkov A.P. et al. 08/14/2003, publ. 10/10/2005.
8. Патент РФ №2339810, МПК 21 В 43/263. Газогенератор на твердом топливе для термогазохимической и виброволновой обработки скважин. Пелых Н.М., Федченко Н.Н., Богданов С.Ю., Кузнецова Л.Н., Зарипов Ф.Р. Заявл. 02.03.2007, опубл. 27.11. 2008, бюл. №33 - прототип.8. RF patent No. 2339810, IPC 21 V 43/263. Solid fuel gas generator for thermogasochemical and vibro-microwave treatment of wells. Pelykh N.M., Fedchenko N.N., Bogdanov S.Yu., Kuznetsova L.N., Zaripov F.R. Claim 03/02/2007, publ. 11/27. 2008, bull. No. 33 is a prototype.
9. Пелых Н.М. Нестационарное горение зарядов твердых топлив и использование его в народном хозяйстве. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Пермь, 2002.9. Pelykh N.M. Unsteady combustion of solid fuel charges and its use in the national economy. The dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. Perm, 2002.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011104812/03A RU2471973C2 (en) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011104812/03A RU2471973C2 (en) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011104812A RU2011104812A (en) | 2012-08-20 |
RU2471973C2 true RU2471973C2 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=46936166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011104812/03A RU2471973C2 (en) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471973C2 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4530396A (en) * | 1983-04-08 | 1985-07-23 | Mohaupt Henry H | Device for stimulating a subterranean formation |
US5005641A (en) * | 1990-07-02 | 1991-04-09 | Mohaupt Henry H | Gas generator with improved ignition assembly |
RU2175059C2 (en) * | 1999-10-06 | 2001-10-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике | Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells |
RU2179235C1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ВНИИЭФ-Спецгеосервис" | Device for combined well perforation and formation fracturing |
RU2311530C1 (en) * | 2006-02-27 | 2007-11-27 | Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод " (ФКП "Пермский пороховой завод") | Device with gun-powder charge for well stimulation and method therefor |
RU2311529C2 (en) * | 2006-01-10 | 2007-11-27 | Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод" (ФКП "Пермский пороховой завод") | Solid-fuel gas generator for oil and gas well treatment |
RU2339810C1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-11-27 | Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" | Gas generator on solid fuel for thermo-gas-chemical and vibrowave treatment of wells |
RU98047U1 (en) * | 2010-06-17 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике" (ОАО "ВНИПИвзрывгеофизика") | HEAT AND GAS GENERATOR FOR IMPROVEMENT OF FILTRATION OF THE LAYER IN ITS NEARBORING ZONE |
US20110139441A1 (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Technological Research Ltd. | System, apparatus and method for stimulating wells and managing a natural resource reservoir |
-
2011
- 2011-02-10 RU RU2011104812/03A patent/RU2471973C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4530396A (en) * | 1983-04-08 | 1985-07-23 | Mohaupt Henry H | Device for stimulating a subterranean formation |
US5005641A (en) * | 1990-07-02 | 1991-04-09 | Mohaupt Henry H | Gas generator with improved ignition assembly |
RU2175059C2 (en) * | 1999-10-06 | 2001-10-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике | Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells |
RU2179235C1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ВНИИЭФ-Спецгеосервис" | Device for combined well perforation and formation fracturing |
RU2311529C2 (en) * | 2006-01-10 | 2007-11-27 | Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод" (ФКП "Пермский пороховой завод") | Solid-fuel gas generator for oil and gas well treatment |
RU2311530C1 (en) * | 2006-02-27 | 2007-11-27 | Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод " (ФКП "Пермский пороховой завод") | Device with gun-powder charge for well stimulation and method therefor |
RU2339810C1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-11-27 | Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" | Gas generator on solid fuel for thermo-gas-chemical and vibrowave treatment of wells |
US20110139441A1 (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Technological Research Ltd. | System, apparatus and method for stimulating wells and managing a natural resource reservoir |
RU98047U1 (en) * | 2010-06-17 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике" (ОАО "ВНИПИвзрывгеофизика") | HEAT AND GAS GENERATOR FOR IMPROVEMENT OF FILTRATION OF THE LAYER IN ITS NEARBORING ZONE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011104812A (en) | 2012-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9109438B2 (en) | Device and method for well stimulation | |
US5005641A (en) | Gas generator with improved ignition assembly | |
US6817298B1 (en) | Solid propellant gas generator with adjustable pressure pulse for well optimization | |
US10273792B2 (en) | Multi-stage geologic fracturing | |
EA002681B1 (en) | Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation | |
US20100258292A1 (en) | Propellant fracturing system for wells | |
US10246982B2 (en) | Casings for use in a system for fracturing rock within a bore | |
RU2311529C2 (en) | Solid-fuel gas generator for oil and gas well treatment | |
EA028989B1 (en) | Bi-directional shaped charge for perforating a wellbore | |
RU2471973C2 (en) | Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method | |
RU106305U1 (en) | BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING | |
CA2761153A1 (en) | Device and method for well stimulation | |
RU2493352C1 (en) | Device and method for thermal gas-hydrodynamic oil and gas formation fracture (versions) | |
RU2311530C1 (en) | Device with gun-powder charge for well stimulation and method therefor | |
SU933959A1 (en) | Gunpowder-type pressure generator for well | |
RU2175059C2 (en) | Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells | |
RU117502U1 (en) | BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING | |
RU2282026C1 (en) | Thermogaschemical well stimulation method with the use of coiled tubing | |
RU100554U1 (en) | PRODUCTIVITY PROCESSING DEVICE | |
RU217631U1 (en) | CHARGE FOR HYDRAULIC FRACTURING | |
RU2471974C2 (en) | Treatment method of bottom-hole formation zone, and device for its implementation | |
RU2297530C1 (en) | Method for gas-dynamic processing of formation and device for realization of said method | |
RU2278253C2 (en) | Uncased sectional charge to apply gas-hydraulic action to formation | |
RU2514036C1 (en) | Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone | |
RU175566U1 (en) | DEVICE FOR THERMAL GAS-DYNAMIC INFLUENCE ON THE LAYER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150211 |