RU2475627C1 - Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation - Google Patents
Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475627C1 RU2475627C1 RU2011146464/03A RU2011146464A RU2475627C1 RU 2475627 C1 RU2475627 C1 RU 2475627C1 RU 2011146464/03 A RU2011146464/03 A RU 2011146464/03A RU 2011146464 A RU2011146464 A RU 2011146464A RU 2475627 C1 RU2475627 C1 RU 2475627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge
- tubing
- oil
- unit
- arresters
- Prior art date
Links
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 59
- 230000008030 elimination Effects 0.000 title abstract 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 title abstract 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title abstract 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title abstract 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 36
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims description 7
- 230000007340 echolocation Effects 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 230000008672 reprogramming Effects 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000035485 pulse pressure Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для ликвидации и предотвращения образования асфальтосмолистых и парафиновых отложений (АСПО) в нефтегазодобывающих скважинах и нефтепроводах, а также других отложений в различных трубопроводах.The invention relates to the oil industry and is intended to eliminate and prevent the formation of tar and paraffin deposits (paraffin) in oil and gas wells and pipelines, as well as other deposits in various pipelines.
Образование стойких эмульсий в скважинах в совокупности АСПО в пласте приводит к значительному снижению добычи нефти.The formation of persistent emulsions in wells in combination with paraffin deposits in the reservoir leads to a significant decrease in oil production.
Известны различные способы ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений, установки для их осуществления, а также описания исследований разноплановых вопросов с ними связанных [1-20]. Например, известный способ нагрева внутрискважинной жидкости нагревательным кабелем (НК) выше температуры плавления АСПО [1-5], применяемый для ликвидации и предотвращения образования АСПО, состоит в том, что осуществляют нагрев продукта в насосно-компрессорной трубе (НКТ) путем пропускания электрического тока по НК через питающую жилу. Регулируют тепловыделение по глубине образований отложений, измеряя электрическую мощность в релейном режиме так, чтобы температура в скважине была на 5-50°С выше температуры плавления АСПО. Одновременно контролируют температуру электроизоляции греющих элементов, ограничивая ее температурой плавления изоляции.There are various methods of eliminating and preventing the formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, installations for their implementation, as well as descriptions of studies of diverse issues related to them [1-20]. For example, a known method of heating a downhole fluid with a heating cable (NK) above the melting point of an ARPD [1-5], used to eliminate and prevent the formation of an ARPD, consists in heating the product in a tubing by passing an electric current on NK through a supply vein. Heat generation is regulated by the depth of sedimentation, measuring the electric power in the relay mode so that the temperature in the well is 5-50 ° C higher than the melting point of the paraffin deposits. At the same time, the temperature of the electrical insulation of the heating elements is controlled, limiting it to the melting temperature of the insulation.
Устройство для реализации этого способа в различных вариантах исполнения содержит один или несколько изолированных нагревательных элементов и токопроводящую жилу, а также замыкатель тока между ними, причем нагревательные элементы и токопроводящая жила объединены общей электроизоляцией в одну конструкцию в виде многожильного кабеля [1-4]. При этом ПК, расположенный вне НКТ, потребляет значительно больше энергии по сравнению с таким же кабелем, расположенным внутри НКТ [5].A device for implementing this method in various embodiments contains one or more insulated heating elements and a conductive core, as well as a current contactor between them, and the heating elements and conductive core are combined by common electrical insulation in one design in the form of a multicore cable [1-4]. Moreover, a PC located outside the tubing consumes significantly more energy compared to the same cable located inside the tubing [5].
Не удается сократить энергопотребление путем замены НК на множество нагревательных элементов («М точек») [6]. В этом способе осуществляется контроль и подача энергии в каждую точку, но точки расположены с внешней стороны НКТ, поскольку не удается осуществить контроль и подачу энергии в каждую точку в случае их расположения внутри НКТ. Соответственно, расходуется значительно большее потребление энергии по сравнению с тем, как если бы эти точки располагались внутри НКТ.It is not possible to reduce energy consumption by replacing NK with a variety of heating elements (“M points”) [6]. In this method, control and supply of energy to each point is carried out, but the points are located on the outside of the tubing, since it is not possible to control and supply energy to each point if they are located inside the tubing. Accordingly, a significantly higher energy consumption is consumed compared to as if these points were located inside the tubing.
Главным недостатком подобных способов и устройств для их реализации, основанных на нагревании, является большое потребление энергии: 40-100 Вт/м [5, 7, 8]. Другим недостатком является низкая температура и, соответственно, низкая удельная теплоотдача нагревательного элемента, связанная с ограничением температуры по электроизоляции, что снижает производительность очистки НКТ.The main disadvantage of such methods and devices for their implementation, based on heating, is the high energy consumption: 40-100 W / m [5, 7, 8]. Another disadvantage is the low temperature and, accordingly, the low specific heat transfer of the heating element, associated with limiting the temperature of electrical insulation, which reduces the cleaning performance of the tubing.
Принцип действия скважинных ЭГД аппаратов основан на разрушении и удалении солевых или АСПО из призабойной зоны скважины комплексом воздействующих факторов: ударными волнами, пульсирующим парогазовым пузырем и скоростным гидропотоком, образующимися при высоковольтном электрическом разряде в жидкости. ЭГД аппараты для увеличения дебита скважины воздействием на призабойный слой промышленно используются, например, компанией «Waterhunters» [9] и реализуются в различных вариантах исполнения [10, 11]. Отличительной особенностью этих методов является значительная энергия импульса: до 5 кДж выходной мощностью до 500 МВт и использование только в призабойной зоне, что ограничивает сферу применения таких способов очистки скважин.The principle of operation of downhole EHD devices is based on the destruction and removal of salt or paraffin deposits from the bottomhole zone of the well by a complex of influencing factors: shock waves, a pulsating gas-vapor bubble and high-speed hydraulic flow generated during high-voltage electric discharge in a liquid. EHD devices to increase well production by affecting the bottom hole are industrially used, for example, by Waterhunters [9] and are implemented in various designs [10, 11]. A distinctive feature of these methods is a significant pulse energy: up to 5 kJ with an output power of up to 500 MW and use only in the near-wellbore zone, which limits the scope of such methods for cleaning wells.
Известен также способ очистки внутренней поверхности труб, заключающийся в том, что на внутреннюю поверхность трубы воздействуют электрогидравлическим ударом (ЭГДУ) с помощью электрогидравлического излучателя, который перемещают внутри по мере очищения трубы. Рабочее напряжение разрядного импульса ограничивается напряжением, при котором происходит разрушение труб [12]. Подобным способом производится очистка внутренней поверхности труб в промышленности [13].There is also a method of cleaning the inner surface of the pipe, which consists in the fact that the inner surface of the pipe is subjected to electro-hydraulic shock (EGDU) using an electro-hydraulic emitter, which is moved inside as the pipe is cleaned. The operating voltage of the discharge pulse is limited by the voltage at which the destruction of the pipes occurs [12]. A similar method is used to clean the inner surface of pipes in industry [13].
Электрический разряд в жидкой среде сопровождается образованием ударных волн с большой амплитудой давления на фронте, которое и используется в качестве мощного источника механической энергии с высоким коэффициентом полезного действия. Возмущения, вносимые в рабочую среду внешними источниками, в данном случае высоковольтными электрическими разрядами, оказывают влияние на свойства рабочей среды, в ней происходят фазовые и структурные превращения. Рабочая среда, представляющая собой неоднородную жидкость, турбулизуется, так как насыщается парами, в ней образуются газовые пузырьки, растворяются и перемешиваются отслаиваемые в процессе дробления и разрушения дисперсные частички твердых пород [14]. Таким образом, меняется структура нефтяной жидкости, образуется водонефтяная эмульсия, разрушаются тяжелые фракции, снижается вязкость нефти, в целом изменяются ее физико-химические свойства. Одновременно в самой жидкости происходит локальный нагрев и выделение значительной тепловой энергии при высоком кпд [14-17].An electric discharge in a liquid medium is accompanied by the formation of shock waves with a large pressure amplitude at the front, which is used as a powerful source of mechanical energy with a high efficiency. Perturbations introduced into the working medium by external sources, in this case, high-voltage electric discharges, affect the properties of the working medium, phase and structural transformations occur in it. The working medium, which is an inhomogeneous liquid, is turbulized, as it is saturated with vapors, gas bubbles form in it, dispersed particles of solid rocks that peel off during crushing and destruction are dissolved and mixed [14]. Thus, the structure of the oil liquid changes, a water-oil emulsion is formed, heavy fractions are destroyed, the viscosity of the oil is reduced, and its physicochemical properties are altered in general. At the same time, local heating occurs in the liquid itself and significant heat energy is released at high efficiency [14-17].
Проблемы с выпадением АСПО, а к ним прилипают другие механические примеси, возникают при эксплуатации нефтепроводов. В результате уменьшается эффективный диаметр трубопровода («забивание» трубопровода). Требуется остановка работы нефтепровода для удаления отложений, в основном механическими методами, или требуется значительная энергия для предотвращение выпадения АСПО, особенно в зимних условиях. Как результат, в случае путевого электроподогрева энергозатраты могут составлять около 114 Вт/м и выше, что при значительных длинах нефтепровода составляют МВт [19]. В трубопроводах с другим предназначением (канализации, водопроводы и др.) также стоит задача не только ликвидации, но и предотвращения выпадения осадка различных механических примесей на стенки труб.Problems with the deposition of paraffin deposits, and other mechanical impurities stick to them, arise during the operation of oil pipelines. As a result, the effective diameter of the pipeline decreases ("clogging" of the pipeline). An oil pipeline shutdown is required to remove deposits, mainly by mechanical methods, or significant energy is required to prevent the deposition of paraffin deposits, especially in winter conditions. As a result, in the case of track electrical heating, energy consumption can be about 114 W / m and higher, which with considerable lengths of the pipeline is MW [19]. In pipelines with a different purpose (sewerage, water supply, etc.), the task is also not only to eliminate, but also to prevent precipitation of various mechanical impurities on the pipe walls.
В качестве наиболее близкого аналога как для способа, так и для устройства по совокупности признаков целесообразно выбрать устройство, раскрытое в патенте RU 2175898 С1, 2001. Данное устройство предназначено «для очистки внутренних и внешних поверхностей полых изделий» и содержит следующие, общие с заявленным способом, существенные признаки: разрядник, на который по кабелю подают от блока управления импульсы напряжения частотой следования от 0,1 Гц, в результате чего производят разряд на разряднике, инициируют тем самым электродинамические ударные волны. Признаки, общие с заявленным устройством: кабель, разрядники, блок управления, генератор импульсов для разрядников, конденсаторы. С помощью заявленных объектов устраняются недостатки, в том числе и ближайшего аналога.It is advisable to choose the device disclosed in patent RU 2175898 C1, 2001 as the closest analogue for both the method and the device according to the totality of features. This device is intended "for cleaning the internal and external surfaces of hollow articles" and contains the following, common with the claimed method , significant features: a spark gap to which voltage pulses from a control unit with a repetition rate of 0.1 Hz are supplied via a cable from the control unit, as a result of which a discharge is produced on the spark gap, thereby initiating electrodynamic shock waves exist. Signs common with the claimed device: cable, arresters, control unit, pulse generator for arresters, capacitors. Using the declared objects, the disadvantages, including the closest analogue, are eliminated.
Достигаемый технический результат заключается в снижении потребляемой мощности и увеличении дебита скважин.The technical result achieved is to reduce power consumption and increase well production.
Указанный технический результат обеспечивается следующим образом.The specified technical result is provided as follows.
В НКТ на длину от устья до призабойной зоны или на глубину возможного формирования АСПО опускают кабель питания (КП) количеством проводников в нем от 1 до 20 с тросом или без (Фиг.1,2). На КП крепят N блоков разрядных (БРn) количеством от 1 до 1000 штук на расстоянии Ln(n-1) от 1 м до 5000 м друг от друга, и каждым n-м БРn обрабатывают свой n-й участок НКТ длиной (ΔLn) от 1 м до 1000 м. На каждый БРn по КП подают от располагаемого на поверхности блока управления (БУ) постоянное или переменное напряжение питания от 10 до 1000 В. БРn формирует импульсы или пакеты импульсов напряжения, с амплитудой от 10 В до 50 кВ, длительностью от 1 нс до 100 мс, с фронтом от 0,1нс до 1 мс, спадом от 1 нс до 1 мс, частотой следования от 0,001 Гц до 1 МГц, скважностью импульсов от 10-5 до 109. Импульсы по кабелям разряда (КР) количеством проводников в нем от 1 до 20 от каждого БРn поступают на разрядники количеством 1 до 100 в группе (Pm) с числом электродов от 2 до 10 и общим количеством 1 до 10000, которые крепят на КП на расстоянии Δsm(m-1) друг от друга.In the tubing, the power cable (KP) is lowered by the number of conductors in it from 1 to 20 with or without a cable (Fig.1,2) down the length from the mouth to the bottomhole zone or to the depth of the possible formation of an AFS. N blocks of discharge (BR n ) of 1 to 1000 pieces are mounted on the gearbox at a distance Ln (n-1) from 1 m to 5000 m from each other, and each n-th BR n processes its nth tubing section ( ΔL n ) from 1 m to 1000 m. For each BR n , a constant or alternating supply voltage from 10 to 1000 V is supplied via the control unit from the control unit located on the surface of the control unit; BR n forms impulses or packets of voltage impulses with an amplitude of 10 V up to 50 kV, duration from 1 ns to 100 ms, with a front from 0.1 ns to 1 ms, a fall from 1 ns to 1 ms, a repetition rate from 0.001 Hz to 1 MHz, and a duty cycle of 10 -5 up to 10 9 . The pulses from the discharge cables (CD) by the number of conductors in it from 1 to 20 from each BR n arrive at the arresters of 1 to 100 in the group (P m ) with the number of electrodes from 2 to 10 and a total of 1 to 10,000, which are mounted on the gearbox at a distance Δs m (m-1) from each other.
В результате производят разряд на любом из разрядников независимо от других разрядников или на любой выбираемой из их общего количества группе разрядников и локальный нагрев в месте разряда, инициируют одновременно с разрядом электрогидродинамические ударные волны (ЭГДУ) и в комплексе указанных воздействий на все разрядники повышают температуру в НКТ выше температуры плавления АСПО, производят при этом очистку НКТ ударными волнами, разрушают твердые фракции нефтяной жидкости в продукте, снижают вязкость продукта, предотвращают выпадение АСПО и ликвидируют выпавшие АСПО.As a result, a discharge is produced on any of the arresters, independently of other dischargers or on any group of dischargers selected from their total number and local heating at the place of the discharge is initiated simultaneously with the discharge, electrohydrodynamic shock waves (EGDU) and, in the complex of the indicated actions on all dischargers, increase the temperature The tubing is higher than the melting point of the paraffin wax, they clean the tubing with shock waves, destroy solid fractions of the oil liquid in the product, reduce the viscosity of the product, and prevent precipitation of AFS the AFS and eliminate precipitated.
Разрядники изначально располагают в местах с наименьшей температурой в НКТ, в соответствии с термограммой скважины. Некоторое количество разрядников, например от 1-100 (как модификация системы), располагают в межтрубном пространстве ниже динамического уровня до призабойной зоны скважины и подают на них импульсы или БУ на поверхности или БР, который помещают в межтрубное пространство. БР и разрядники имеют центраторы.The arresters are initially located in places with the lowest temperature in the tubing, in accordance with the thermogram of the well. A certain number of arresters, for example from 1-100 (as a modification of the system), is located in the annulus below the dynamic level to the bottomhole zone of the well and they are supplied with pulses or controllers on the surface or BR, which is placed in the annulus. BR and arresters have centralizers.
Разрядники могут иметь 2, 3 и более электродов (до 10). При применении 2-х электродного разрядника один электрод прикреплен к центральной жиле, на который подают импульс напряжения, другой электрод прикреплен к внешнему заземленному проводнику-экрану кабеля. Если разряды формируют 3-х электродными разрядниками, то на два электрода подают по отдельному кабелю или другому проводнику основного кабеля постоянное напряжение питания разрядника (НПР) от 1 В до 50 кВ от накопительных конденсаторов БР (или БУ) общей емкостью от 0,1 нФ до 1000 мФ, а на 3-й электрод разрядника подают импульс, который формируют БР, при этом НПР, емкость конденсаторов, их время заряда и разряда и параметры импульса подбирают отдельно для каждого разрядника в зависимости от его местоположения таким образом, чтобы обеспечить максимальную выделяемую мощность.Arrester can have 2, 3 or more electrodes (up to 10). When using a 2-electrode arrester, one electrode is attached to the central core, to which a voltage pulse is applied, the other electrode is attached to an external grounded cable conductor screen. If the discharges are formed by 3 electrode dischargers, then a constant voltage of the arrester supply voltage (NPR) from 1 V to 50 kV from storage capacitors BR (or control unit) with a total capacity of 0.1 nF is supplied to two electrodes through a separate cable or another conductor of the main cable up to 1000 mF, and a pulse is generated on the 3rd electrode of the arrester, which is formed by the BR, while the NPR, capacitors, their charge and discharge times and pulse parameters are selected separately for each arrester depending on its location in such a way as to ensure maximum lnl allocated power.
Разрядники располагаются на таком расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить нагрев нефтяной жидкости в НКТ (нефтепроводе) выше температуры образования АСПО.The arresters are located at such a distance from each other to ensure heating of the oil fluid in the tubing (oil pipeline) above the temperature of formation of paraffin deposits.
В месте разряда локальный нагрев может превышать температуру выпадения АСПО на десятки градусов. Расчеты, приведенные в [7], показывают, что электрической энергии 40-60 Вт/м в системе с нагревательным кабелем (НК) достаточно для поддержания температуре в НКТ выше температуры плавления АСПО. После прекращения подачи энергии НКТ происходит снижение температуры в НКТ с темпом около 1° на 10 м. Тогда при глубине скважины в 1 км (L=1 км) nmax=100 штук. Номинальное количество 10-20 штук/км. При ЭГД ударе дополнительно к нагреванию происходит снижение вязкости жидкости до 30%, разбивание самих кластеров АСПО, что позволяет снижать общее количество разрядников.At the place of discharge, local heating can exceed the deposition temperature of ARPD by tens of degrees. The calculations presented in [7] show that an electric energy of 40-60 W / m in a system with a heating cable (NK) is sufficient to maintain the temperature in the tubing above the melting point of the ARPD. After the supply of tubing energy is cut off, the temperature in the tubing decreases at a rate of about 1 ° by 10 m. Then, at a well depth of 1 km (L = 1 km) n max = 100 pieces. The nominal amount of 10-20 pieces / km. During EHD impact, in addition to heating, the viscosity of the liquid decreases to 30%, the AFS clusters themselves are broken, which allows to reduce the total number of arresters.
Некоторое количество от 1 до 100 разрядников располагают в призабойной зоне, опуская их через НКТ и/или межтрубное пространство. Для разрядников призабойной зоны необходима энергия импульса с повышенной мощностью (1-5 кДж), а параметры импульса должны быть подобраны таким образом, чтобы преобразование электроэнергии (разряда) происходило в ударную волну с максимальной мощностью. Для этого в БУ и/или БР предусмотрен соответствующий режим. БР и/или БУ формируют импульсы разряда, длительность и напряжение которых выбирают из условия возникновения ударной волны с максимальной мощностью, подают их на призабойные разрядники. Возникающий электрогидродинамический удар воздействует на перфорацию и призабойный слой, разрушает твердые фракции в нефтяной жидкости. Таким образом снижают вязкость нефтяной жидкости, очищают перфорации и подводящие каналы нефтегазоносного пласта от механических примесей и АСПО, предотвращают их образование и предотвращают забивание перфорации механическими примесями, в результате увеличивают приток нефтяной жидкости и тем самым увеличивают дебит скважины.A certain amount of 1 to 100 arresters is located in the bottomhole zone, lowering them through the tubing and / or annulus. Bottom-line arresters require pulse energy with increased power (1-5 kJ), and the pulse parameters must be selected so that the conversion of electricity (discharge) into a shock wave with maximum power. For this, the control unit and / or BR provides an appropriate mode. BRs and / or controllers form discharge pulses, the duration and voltage of which are selected from the conditions of occurrence of a shock wave with maximum power, and are fed to bottom-hole arresters. The resulting electrohydrodynamic shock affects the perforation and bottomhole layer, destroys the solid fractions in the oil fluid. Thus, they reduce the viscosity of the oil fluid, clean the perforations and supply channels of the oil and gas bearing layer from mechanical impurities and paraffin deposits, prevent their formation and prevent clogging of the perforation with mechanical impurities, as a result, increase the flow of oil fluid and thereby increase the flow rate of the well.
Отличие предлагаемого устройства от известных в том, что разрядники находятся и работают в призабойной зоне постоянно. Если для обработки скважины, где уже произошло забивание перфорации и подводящих каналов механическими примесями, требуются значительные энергии (до 5 кДж) [9] - фактически взрыв (для сравнения 4,6 кДж эквивалентны 1 г тротила), чтобы встряхнуть призабойный слой и перфорацию, то в представленном способе происходит непрерывное «потряхивание», что предотвращает забивание перфорации и подводящих каналов примесями, и требуется значительно меньшая энергия.The difference between the proposed device and the known ones is that the arresters are located and work in the bottomhole zone constantly. If for processing a well where clogging of the perforation and supply channels with mechanical impurities has already taken place, significant energy is required (up to 5 kJ) [9] - in fact, an explosion (for comparison, 4.6 kJ are equivalent to 1 g of TNT) to shake the bottom hole and perforation, then in the presented method there is a continuous "shaking", which prevents clogging of the perforation and supply channels with impurities, and significantly less energy is required.
На БРn поступают сигналы от датчиков температуры числом от 1 до 100. Контроллер сравнивает температуру в определенной точке своего участка с температурой образования АСПО (что также можно делать по термограмме скважины) и в случае понижения в этой точке температуры менее температуры образования АСПО посылает в именно в это место разрядный импульс, увеличивая таким образом энергоэффективность системы.Signals from temperature sensors with a number from 1 to 100 are received at BR n. The controller compares the temperature at a certain point in its area with the temperature of the ARPD formation (which can also be done using the well thermogram) and, if the temperature drops below this temperature, the ARPD sends a discharge impulse to this place, thus increasing the energy efficiency of the system.
Одновременно измеряется эффективный диаметр (с учетом налипания на стенки НКТ различных примесей) НКТ или нефтепровода, что особенно важно для протяженных нефтепроводов с большим диаметром или глубоких скважин. Измерение производится акустическими датчиками или пьезоэлектрическими преобразователями по принципу эхолокации, для чего в БР имеется блок эхолокации (9, Фиг.1), вырабатывающий и посылающий на них соответствующий эхоимпульс. Датчики крепятся к центратору.At the same time, the effective diameter (taking into account the sticking of various impurities to the walls of the tubing) of the tubing or oil pipeline is measured, which is especially important for long oil pipelines with a large diameter or deep wells. The measurement is performed by acoustic sensors or piezoelectric transducers according to the principle of echolocation, for which the BR has an echolocation unit (9, Fig. 1) that generates and sends an appropriate echo pulse to them. Sensors are attached to the centralizer.
Располагаемые вблизи устья датчики давления числом от 1 до 100, акустические датчики, датчики температуры контролируют общий процесс на выходе НКТ (или нефтепровода), и сигналы от них поступают поверхностный БУ, которым также можно контролировать поступление разрядного импульса на разрядник.The pressure sensors located in the vicinity of the mouth from 1 to 100, acoustic sensors, temperature sensors control the overall process at the outlet of the tubing (or oil pipeline), and the signals from them arrive at the surface control unit, which can also control the discharge pulse to the spark gap.
Форма разрядника и параметры импульса, подаваемого на него, подобраны таким образом, чтобы обеспечить максимальное выделение энергии в нефтяную жидкость, тепловую или энергию УВ, в зависимости от состава нефтяной жидкости, ее температуры, других физико-химических параметров. Контроллер БР (11, Фиг.1), исходя из данных датчиков температуры и акустических, вырабатывает разрядный импульс для получения максимальной энергии ударной волны или тепловой энергии.The shape of the spark gap and the parameters of the pulse supplied to it are selected in such a way as to ensure maximum energy release into the oil liquid, thermal or HC energy, depending on the composition of the oil liquid, its temperature, and other physicochemical parameters. The BR controller (11, Fig. 1), based on the data of temperature and acoustic sensors, generates a discharge pulse to obtain maximum shock wave energy or thermal energy.
В зависимости от мощности разряда, расстояния между электродами, формы разрядника, который формирует канал разряда (конический и др.), длительности импульса и времени нарастания амплитуды импульса энергия разряда либо сравнительно медленно перейдет в тепловую энергию или приведет к быстрому выделению энергии и, как следствие, образованию УВ. Длительность импульса (t) определяется условием максимального выделения энергии в объем разряда и подбирается для каждой скважины индивидуально [17]. Согласно имеющимся экспериментальным данным выделение энергии в разрядный объем растет при t>0.2 мкс, имеет максимумы t ~ 30 мкс, а затем падает с ростом t [16, 17]. В [17] было показано, что высоковольтный (ВВ) пробой в жидкости возможен при длительности импульса до 100 мкс. В работах [14-17] показано, что при высоковольтном разряде в жидкости для изменения физико-химических свойств нефти достаточно 10-20 импульсов (при частоте следования около 1 Гц). При этом важна суммарная энергия импульсов, а не каждого отдельно и достаточно энергии в несколько сот Дж и амплитудой импульса от нескольких сот вольт до 10-15 кВ. В случае одиночных импульсов их амплитуда может быть до 30 кВ с энергией до 5 кДж [9].Depending on the power of the discharge, the distance between the electrodes, the shape of the spark gap that forms the discharge channel (conical, etc.), the pulse duration and the rise time of the pulse amplitude, the discharge energy either transfers relatively quickly to thermal energy or leads to a rapid release of energy and, as a result , the formation of hydrocarbons. The pulse duration (t) is determined by the condition of maximum energy release into the discharge volume and is selected individually for each well [17]. According to the available experimental data, the energy release into the discharge volume increases at t> 0.2 μs, has maxima t ~ 30 μs, and then decreases with increasing t [16, 17]. In [17], it was shown that a high-voltage (BB) breakdown in a liquid is possible with a pulse duration of up to 100 μs. It was shown in [14–17] that with a high-voltage discharge in a liquid, 10–20 pulses are sufficient to change the physicochemical properties of oil (at a repetition rate of about 1 Hz). In this case, the total energy of the pulses is important, and not of each separately, and there is enough energy of several hundred J and a pulse amplitude of several hundred volts to 10-15 kV. In the case of single pulses, their amplitude can be up to 30 kV with an energy of up to 5 kJ [9].
Таким образом, имеем условие для импульса 0,1 кВ<U<50 кВ, 0,1 Дж<Е<3 кДж, 0,1 мкс<t<200 мкс, где U, Е, t - амплитуда, энергия и длительность импульса соответственно.Thus, we have the condition for a pulse of 0.1 kV <U <50 kV, 0.1 J <E <3 kJ, 0.1 μs <t <200 μs, where U, E, t are the amplitude, energy, and pulse duration respectively.
Модификации реализации существенных признаков заявленного способа заключаются, например, в том, что указанная система позволяет использовать последовательность разрядов (фактически микровзрывов) как «направленный взрыв», что существенно экономит потребляемую энергию и повышает эффективность системы.Modifications of the implementation of the essential features of the claimed method are, for example, that the system allows the use of a sequence of discharges (actually microexplosions) as a “directed explosion”, which significantly saves energy consumption and increases the efficiency of the system.
Для этого предусмотрены следующие режимы.To do this, the following modes are provided.
Первый вариант: время начала разряда (m-1)-гo разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от m-го разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов снизу вверх по скважине, и время начала разряда m-го разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от (m-1)-гo разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов сверху вниз по скважине и суммируют таким образом энергию воздействия электрогидродинамических ударных волн. Второй вариант: время начала разряда (m-1)-гo разрядника синхронизируют со временем поступления нефтяной жидкости на него после разряда m-го разрядника, которое в свою очередь определяют как отношения расстояния между n-м и (m-1) разрядниками (Δsm(m-1)) и скоростью течения нефтяной жидкости в НКТ и тем самым суммируют тепловой поток.The first option: the start time of the discharge of the (m-1) -th arrester is synchronized with the time of arrival of the shock wave from the mth arrester during the sequence of excitation or formation of discharges from the bottom up the well, and the start time of the discharge of the mth arrester is synchronized with the arrival time a shock wave from an (m-1) -th spark gap is applied to it during a sequence of excitation or formation of discharges from top to bottom along the well and the energy of the action of electrohydrodynamic shock waves is thus summed. The second option: the start time of the discharge of the (m-1) -th arrester is synchronized with the time of oil flow to it after the discharge of the mth arrester, which in turn is defined as the ratio of the distance between the nth and (m-1) arresters (Δs m (m-1) ) and the flow rate of the oil fluid in the tubing and thereby summarize the heat flux.
При этом скважность импульса формируют из условия прекращения разряда на предыдущем по времени разряднике к моменту, когда подают импульс на следующий разрядник.In this case, the pulse duty cycle is formed from the condition that the discharge ceases at the previous arrester by the time the impulse is supplied to the next arrester.
Управление разрядными блоками производит БУ на поверхности, где находится «центральный» котроллер (процессор) более мощный и с большими возможностями, чем контроллер БР. На БУ поступают данные датчиков БР, информации о количестве разрядов, мест разрядов, параметров разрядных импульсов. При этом БР автономен. Поверхностный БУ получает данные от датчиков на поверхности давления, температуры, акустических, расхода (дебита) и сравнивает эти данные с данными БР и посылает при необходимости корректирующие импульсы на БР. Управление происходит по кабелю питания или другому кабелю. Каждому БРn присваивают идентификационный код (логин) по принципу организации сетей. Предусмотрен режим передачи данных с БУ на внешний компьютер, который может находиться на удалении от скважины с целью осуществления дистанционного контроля и при необходимости изменения заложенных в контроллерах программ.The control of the discharge blocks is performed by the control unit on the surface where the “central” controller (processor) is located, which is more powerful and with greater capabilities than the BR controller. The control unit receives data from BR sensors, information about the number of discharges, places of discharges, and parameters of discharge pulses. At the same time, the BR is autonomous. The surface control unit receives data from sensors on the surface of pressure, temperature, acoustic, flow rate (flow rate) and compares this data with the data of the BR and sends, if necessary, corrective pulses to the BR. Management takes place via a power cable or other cable. Each BR n is assigned an identification code (login) according to the principle of networking. The mode of data transmission from the control unit to an external computer is provided, which can be located far from the well in order to carry out remote monitoring and, if necessary, change the programs stored in the controllers.
РБ помещают в герметический жесткий контейнер, при необходимости, и заполняют электронепроводящей жидкостью, маслом или эпоксидной смолой.RB is placed in a sealed rigid container, if necessary, and filled with an electrically conductive liquid, oil or epoxy.
Используемые в изобретении генераторы импульсов (или их оконечные каскады) достаточно хорошо известны и выпускаются серийно. Современные промышленно выпускаемые генераторы импульсов с параметрами, необходимыми для реализации патента, могут обеспечить частоту до 50 кГц. Тогда оптимальная энергия импульса 1-10 Дж, при амплитуде 1-5 кВ и частоте повторения 1 кГц. Имеются промышленные генераторы с энергией до 2000 Дж. Типовой ГИ с индуктивным накоплением энергии, например система зажигания в современном автомобиле, имеет импульс с характерной формой, амплитудой от нескольких сот вольт до 25кВ, энергией в импульсе ~0,1-1,0 Дж, частотой следования до 1 кГц, напряжением питания 6-24 В и потреблением энергии ~ 100 Вт. Серийно выпускаемые ГИ с емкостным накопителем энергии имеют хорошую прямоугольную форму с фронтами в несколько наносекунд и менее, длительностью импульса от нескольких наносекунд до миллисекунд с амплитудой от нескольких сот вольт до 25 кВ, частотой до 50 кГц, энергией в импульсе от 0,01 Дж до 500 Дж с внешним контролем параметров импульса, включая фронт импульса и его длительность, и потребляемой энергией менее 1 кВт. Таким образом, для реализации указанного способа в промышленности имеются необходимые ГИ, которые потребляют энергии примерно в 50-100 раз меньше, чем НК.The pulse generators used in the invention (or their terminal stages) are quite well known and are commercially available. Modern industrially produced pulse generators with the parameters necessary for the implementation of the patent can provide a frequency of up to 50 kHz. Then the optimal pulse energy is 1-10 J, with an amplitude of 1-5 kV and a repetition rate of 1 kHz. There are industrial generators with energies up to 2000 J. Typical GI with inductive energy storage, for example, the ignition system in a modern car, has a pulse with a characteristic shape, amplitude from several hundred volts to 25 kV, pulse energy ~ 0.1-1.0 J, with a repetition rate of up to 1 kHz, a supply voltage of 6-24 V and an energy consumption of ~ 100 watts. Commercially available GIs with a capacitive energy storage device have a good rectangular shape with fronts of several nanoseconds or less, a pulse duration of several nanoseconds to milliseconds with an amplitude of several hundred volts to 25 kV, a frequency of up to 50 kHz, and an pulse energy of 0.01 J to 500 J with external control of the pulse parameters, including the front of the pulse and its duration, and the energy consumption of less than 1 kW. Thus, for the implementation of this method in industry there are the necessary GI, which consume energy about 50-100 times less than NK.
С учетом возможных потерь энергии в БУ на внешнем процессоре (компьютер) общее потребление энергии составит от 1 кВт от 3 кВт.Taking into account possible energy losses in the control unit on an external processor (computer), the total energy consumption will be from 1 kW to 3 kW.
Система допускает применение разрядных импульсов с частотой заполнения от 10 Гц до 1 ГГц, которую выбирают для максимального прогрева нефтяной жидкости в скважине.The system allows the use of discharge pulses with a filling frequency of 10 Hz to 1 GHz, which is selected for maximum heating of the oil fluid in the well.
Модификации реализации существенных признаков заявленного способа, а именно генератора импульсов, заключаются в том, что генератор импульсов состоит из конденсаторного блока емкостью от 0,1 нФ до 1000 мФ, зарядное устройство конденсаторного блока и разрядного устройства батареи на разрядники (электронный ключ). Дополнительно из конденсаторной батареи, зарядного устройства конденсаторный батареи и разрядного устройства формируют единый целостный модуль, помещают его в отдельный герметический контейнер, осуществляют питание и управление модулем БР или БУ по кабелю питания/управления с числом проводников от 1 до 10, а формируемый модулем таким образом разрядный импульс предают от модуля на разрядник по кабелю с число проводников от 1 до 10, который крепится к модулю.Modifications of the implementation of the essential features of the claimed method, namely, a pulse generator, consist in the fact that the pulse generator consists of a capacitor block with capacities from 0.1 nF to 1000 mF, a charger for the capacitor block and a battery discharge device for dischargers (electronic key). Additionally, a single integral module is formed from a capacitor bank, a charger, a capacitor bank and a discharge device, placed in a separate hermetic container, power and control the BR or control unit via a power / control cable with the number of conductors from 1 to 10, and formed by the module in this way the discharge pulse is transmitted from the module to the spark gap through a cable with the number of conductors from 1 to 10, which is attached to the module.
Для транспортировки кабеля с разрядниками и БР каждый разрядник с центраторами и БР помещают в механически жесткие контейнеры, которые снимают при погружении кабеля с разрядниками и БР в скважину. Кабели в НКТ и межтрубное пространство опускают через сальники, при этом подачу импульсов на разрядники, подачу напряжения на разрядники, снятие данных с датчиков, установленных в НКТ и межтрубном пространстве, осуществляют раздельными кабелями. При этом ПК может быть коаксиальным.To transport the cable with arresters and BR, each spark gap with centralizers and BR is placed in mechanically rigid containers, which are removed when the cable with spark gap and BR is immersed in the well. Cables into the tubing and annular space are lowered through the glands, while the supply of pulses to the arresters, the supply of voltage to the arresters, the removal of data from sensors installed in the tubing and annulus, is carried out by separate cables. In this case, the PC can be coaxial.
Такая же система применима и для нефтепроводов, причем чем длиннее нефтепровод (или глубже скважина), тем более эффективен способ с точки зрения экономии электроэнергии по сравнению с линейными нагревателями. Совокупность операций этого способа также пригодна для ликвидации и предотвращения выпадения различных осадков, включая механические примеси на стенки труб в любых трубопроводах (канализация, водопроводы и другие).The same system is applicable for oil pipelines, the longer the oil pipeline (or deeper the well), the more effective the method from the point of view of energy savings compared to linear heaters. The set of operations of this method is also suitable for eliminating and preventing the precipitation of various precipitation, including mechanical impurities on the walls of pipes in any pipelines (sewerage, water pipes and others).
Основное отличие от существующих методов, например [17], в том, что очистка нефтепроводов и других трубопроводов происходит в режиме «он-лайн», без механического перемещения очистного устройства и остановки на очистку трубопровода. Это позволяет не только производить очистку, но и предотвращать выпадение осадков на стенки труб, т.е. «забивание» трубопровода.The main difference from existing methods, for example [17], is that oil pipelines and other pipelines are cleaned on-line, without mechanical movement of the treatment device and stopping to clean the pipeline. This allows not only cleaning, but also to prevent precipitation on the pipe walls, i.e. "Clogging" of the pipeline.
Особенно интересно для нефтепровода (и иного трубопровода) то, что мы имеем не только эффект ликвидации/предотвращения выпадения АСПО, но полную картину внутреннего состояния нефтепровода (эффективного диаметра, температуры, места, где начинает образовываться АСПО и т.д.), то есть имеем мониторинг внутреннего состояния нефтепровода в режиме он-лайн и можем получать «картинку», график или иное внутренне изображение трубопровода и, соответственно, принять вовремя нужное решение.It is especially interesting for the oil pipeline (and another pipeline) that we have not only the effect of eliminating / preventing the deposition of paraffin deposits, but a complete picture of the internal state of the pipeline (effective diameter, temperature, the place where the paraffin deposits begin to form, etc.), that is we have the monitoring of the internal state of the pipeline online and we can get a “picture”, a schedule or other internal image of the pipeline and, accordingly, make the right decision on time.
Указанный технический результат обеспечивается в установке для осуществления способа ликвидации и предотвращения образования АСПО, содержащей конструктивно и электрически взаимосвязанные между собой кабель питания (КП), введенный через сальник в насосно-компрессорную трубу (НКТ), расположенный от устья до призабойной зоны, и кабель питания (КП), введенный через сальник в межтрубное пространство и расположенный от устья скважины до призабойной зоны, на кабелях установлены блоки разрядные (БРn) на расстоянии (Ln(n-1)) от 1 м до 5000 м, которые составлены из электрически взаимосвязанных между собой блока приема-передачи данных на поверхностный блок управления (БУ), блока питания, контроллера, блока эхолокации, блока приема и обработки данных датчиков, блока управления параметрами импульсов генератора импульсов, зарядного устройства конденсаторной батареи, блока распределения импульсов на разрядники, генератора импульсов и конденсаторной батареи, и каждый (БРn) кабелями электрически и механически соединен с группой разрядников с центраторами (Рm) количеством от от 1 до 100 разрядников в группе, которые расположены на расстоянии (Δsm(m-1)) от 1 м до 1000 м и установлены на КП, при этом каждый БРn со своей группой разрядников обрабатывает свой участок (ΔLn) НКТ (или нефтепровода) длиной от 1 м до 1000 м и на БРn поступают сигналы по кабелям от датчиков температуры числом от 1 до 100 и акустических датчиков числом от 1 до 100, в соответствие с которыми контроллер БРn выдает импульс разряда на разрядник Рm, при этом разрядные блоки БРn по КП соединены с блоком управления (БУ) на поверхности, который состоит из электрически взаимосвязанных между собой конденсаторной батареи, зарядном устройством конденсаторной батареи, блоком управления параметрами импульсов генератора импульсов, контроллера, блок приема-передачи данных на внешний процессор, генератора импульсов, блока питания, блока идентификации БР и приема-передачи данных на БР, блока приема и обработки данных от датчиков, при этом каждом разрядному блоку (БРn) присвоен свой индивидуальный код (логин), позволяющий идентифицировать БРn и осуществлять внешний контроль и управление процессами в скважине, а также программировать и перепрограммировать разрядные блоки, получать физико-химические параметры внутри скважины (нефтепровода) в режиме он-лайн во всех точках, а также непосредственно осуществлять разряд на разрядниках встроенным в БУ генератором, дополнительные акустические датчики числом от 1 до 100, температуры числом от 1 до 100 и давления числом от 1 до 100, установленные внутри НКТ и межтрубном пространстве, позволяют параллельно с разрядными блоками контролировать процесс, при этом от 1 до 100 акустических датчиков установлены на НКТ и от 1 до 100 датчиков установлены на обсадной трубе. Все блоки в БР и БУ питаются через их внутренние блоки питания.The specified technical result is provided in the installation for implementing the method of eliminating and preventing the formation of paraffin deposits containing structurally and electrically interconnected power cable (KP), inserted through the gland into the tubing, located from the mouth to the bottomhole zone, and the power cable (KP), introduced through the gland into the annular space and located from the wellhead to the bottom hole zone, discharge cables (BR n ) are installed on the cables at a distance (L n (n-1) ) from 1 m to 5000 m, which left from an electrically interconnected data receiving and transmitting unit to a surface control unit (BU), a power supply unit, a controller, an echolocation unit, a sensor data reception and processing unit, a pulse generator pulse parameter control unit, a capacitor bank charger, a pulse distribution unit dischargers, the pulse generator and the capacitor bank, and each (BL n) cables electrically and mechanically connected to a group of fuses with centralizers (P m) from the amount of 1 to 100 bits arrester in the group which are arranged at a distance (Δs m (m-1)) from 1 m to 1000 m and set the CP, each BR n with his group arresters processes its portion (ΔL n) tubing (or oil) in length from 1 m to 1000 m and BR n receives signals via cables from temperature sensors with a number from 1 to 100 and acoustic sensors with a number from 1 to 100, according to which the BR n controller gives a discharge pulse to the spark gap P m , while the discharge blocks KP BR n connected to the control unit (CU) on the surface of which consists of electrically interrelation interconnected capacitor bank, a capacitor bank charger, a pulse parameter control unit for a pulse generator, a controller, a data transmitting / receiving unit to an external processor, a pulse generator, a power supply unit, a BR identification unit and receiving and transmitting data to the BR, a receiving and processing unit data from the sensors, wherein each bit block (BL n) is assigned a personal identification (login) allowing identification BR n and implement external control and process management in the well, as well as pro ramming and reprogramming the discharge blocks, obtaining physicochemical parameters inside the well (oil pipeline) on-line at all points, and also directly discharge on the arresters with a generator built into the control unit, additional acoustic sensors from 1 to 100, temperature from 1 to up to 100 and pressures from 1 to 100 installed inside the tubing and annular space, in parallel with the discharge blocks, you can control the process, while from 1 to 100 acoustic sensors are installed on the tubing and from 1 to 100 d sensors installed on the casing. All units in the BR and control unit are powered through their internal power supplies.
Заявленное устройство и особенности размещения его узлов в скважине схематически отражены на фиг.1 и фиг.2.The claimed device and the features of the placement of its nodes in the well are schematically reflected in figure 1 and figure 2.
На фиг.1 схематически изображен локальный участок обработки НКТ разрядным блоком. На нем обозначены:Figure 1 schematically shows a local section of tubing processing by a discharge unit. On it are indicated:
P1, Pm, Pm-1, PM-1, PМ - разрядники, Δsm(m-1) - расстояние между соседними разрядниками, ΔLn - участок обработки НКТ n-м блоком разрядным (БР), 1 - кабель питания (КП), 2 - датчики температуры, 3 - акустические датчики, 4 - блок разрядный (БР), 5 - кабель датчиков, 6 - блок приема-передачи данных БР на поверхностный блок управления, 7 - блок питания БР, 8 -контроллер БР, 9 - блок эхолокации БР, 10 - блок приема и обработки данных датчиков БР, 11 - блок управления параметрами импульсов генератора импульсов БР, 12 - зарядное устройство конденсаторной батареи БР, 13 - блок распределения импульсов на разрядники БР, 14 - генератор импульсов БР, 15 - конденсаторная батарея БР, 16 - кабели на разрядники.P 1 , P m , P m-1 , P M-1 , P M - arresters, Δs m (m-1) - distance between adjacent arresters, ΔL n - tubing processing section with the nth discharge block (BR), 1 - power cable (KP), 2 - temperature sensors, 3 - acoustic sensors, 4 - discharge unit (BR), 5 - sensor cable, 6 - BR data transmission / reception unit to the surface control unit, 7 - BR power supply unit, 8 -controller BR, 9 - unit for echolocation of the BR, 10 - unit for receiving and processing data from sensors of the BR, 11 - unit for controlling the parameters of the pulses of the pulse generator BR, 12 - charger for the capacitor bank BR, 13 - block for distribution ELENITE pulses arresters BR 14 - BR pulse generator, 15 - BR capacitor battery 16 - cables arresters.
На фиг.2 схематически изображено устройство и особенности размещения его узлов в скважине. На нем обозначены:Figure 2 schematically shows the device and the features of the placement of its nodes in the well. On it are indicated:
БР1, БP(n-1), БРn, БРN - блоки распределения (БР), Рпр - разрядник призабойный, Ln(n-1) - расстояние между соседними БР, ΔLn - участок обработки НКТ n-м БР, 17 - блок управления на поверхности (БУ), 18 - конденсаторная батарея БУ, 19 - зарядное устройство конденсаторной батареи БУ, 20 - блок управления параметрами импульсов генератора импульсов БУ, 21 - контроллер БУ, 22 - блок приема-передачи данных на внешний процессор БУ, 23 - генератор импульсов БУ, 24 - блок питания БУ, 25 - блок идентификации БР и приема-передачи данных на БР, 26 - блок приема и обработки данных от датчиков БУ, 5 - кабель датчиков, 16 - кабель разрядника, 1 - кабель питания (КП), 27 - сальники, 2 - датчики температуры, 28 - устье скважины, 3 - датчики акустические, 29 - датчики давления, 30 - насосно-компрессорная труба (НКТ), 31 - обсадная труба, 32 - межтрубное пространство, 33 - призабойная зона, 34 - перфорация, 35 - нефтегазоносный пласт.BR 1 , BR (n-1) , BR n , BR N - distribution blocks (BR), R pr - bottom hole arrestor, L n (n-1) - distance between adjacent BR, ΔL n - tubing processing section n-m BR, 17 - control unit on the surface (BU), 18 - capacitor bank BU, 19 - charger capacitor bank BU, 20 - control unit pulse parameters of the pulse generator BU, 21 - control unit BU, 22 - data transmission / reception unit to the external BU processor, 23 — BU pulse generator, 24 — BU power supply, 25 — BR identification and data transmission / reception unit on the BR, 26 — data reception and processing unit from yes BU sensors, 5 - sensor cable, 16 - arrester cable, 1 - power cable (KP), 27 - glands, 2 - temperature sensors, 28 - wellhead, 3 - acoustic sensors, 29 - pressure sensors, 30 - pump and compressor pipe (tubing), 31 - casing pipe, 32 - annulus, 33 - bottomhole zone, 34 - perforation, 35 - oil and gas bearing formation.
Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения. Указанные в ней отличия дают основание сделать вывод о новизне данного технического решения, а совокупность испрашиваемых притязаний в связи с их неочевидностью - о его изобретательском уровне, что доказывается также вышеприведенным их детальным описанием. Соответствие критерию «промышленная применимость» предложенных способа и устройства доказывается как реализацией его опытных образцов, так и отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых в промышленных масштабах признаков. Нижние и верхние значения заявленных пределов параметров признаков были получены на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их, а также с использованием изобретательской интуиции, исходя из условия достижения указанного технического результата.The achieved technical result, as shown by experimental data, can only be realized by an interconnected set of all the essential features of the claimed objects reflected in the claims. The differences indicated in it give reason to conclude that the technical solution is new, and the totality of the claimed claims in connection with their non-obviousness is about its inventive step, which is also proved by their detailed description given above. Compliance with the criterion of "industrial applicability" of the proposed method and device is proved both by the implementation of its prototypes and by the absence in the claimed claims of any features that are practically not practicable on an industrial scale. The lower and upper values of the declared limits of the parameter parameters were obtained on the basis of statistical processing of the results of experimental studies, analysis and generalization of them, as well as using inventive intuition, based on the conditions for achieving the specified technical result.
Кроме того заявленные объекты в отличие от известных решают также следующие задачи:In addition, the declared objects, unlike the known ones, also solve the following problems:
кардинально сократить потребляемую мощность нагревательной системы по сравнению с НК;drastically reduce the power consumption of the heating system compared to NK;
- использовать энергию ЭГДУ не только в призабойной зоне, но и на всем протяжении НКТ и межтрубного пространства без механических перемещений излучателя;- use the energy of EGDU not only in the bottomhole zone, but also throughout the tubing and annulus without mechanical movements of the emitter;
- увеличить дебит скважины, изменяя физико-химические свойства нефтяной жидкости в результате ее обработки ЭГДУ.- increase the flow rate of the well by changing the physico-chemical properties of the oil fluid as a result of its processing EGDU.
- использовать представленный способ для прокачки нефтяной жидкости по нефтепроводам, существенно сокращая потребление энергии для предотвращения выпадения АСПО, особенно по сравнению с путевыми подогревателями.- use the presented method for pumping oil liquid through oil pipelines, significantly reducing energy consumption to prevent deposition of paraffin deposits, especially compared with track heaters.
Список литературыBibliography
1. Самгин Ю.С. Патент. Способ депарафинизации нефтегазовых скважин и установка для его осуществления. RU 2166615 С1, МПК Е21В 37/00, Е21В 36/04.1. Samgin Yu.S. Patent. The method of dewaxing oil and gas wells and installation for its implementation. RU 2166615 C1, IPC Е21В 37/00, Е21В 36/04.
2. Красноборов С.Н. и др. Патент. Способ и устройство (варианты) для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений, гидратов и вязких эмульсий в нефтяных скважинах. RU 2008 112520 А, МПК Е21В 37/00 (2006.01).2. Krasnoborov S.N. et al. Patent. Method and device (options) for preventing the formation of asphalt-resin-paraffin deposits, hydrates and viscous emulsions in oil wells. RU 2008 112520 A, IPC Е21В 37/00 (2006.01).
3. Брагин А.Б. и др. Патент. Способ ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах и установка для их осуществления. RU 2338868 С2, МПК Е37/10(2006,01) Е21В 36/04 (2006,01).3. Bragin A.B. et al. Patent. A method of eliminating and preventing asphalt paraffin plugs in oil and gas wells and installation for their implementation. RU 2338868 C2, IPC E37 / 10 (2006.01) Е21В 36/04 (2006.01).
4. Робин А.В. Патент. Устройство для нагрева нефтяной скважины. RU 35823 U1, МПК Е21В 34/00.4. Robin A.V. Patent. Device for heating an oil well. RU 35823 U1, IPC Е21В 34/00.
5. Ковригин Л.А., Макиенко Г.П., Акмалов И.М., Пешин С.М. Нагревательные кабели и электроподогрев скважин. - Бурение и нефть. - 2004, №3, с.22-25.5. Kovrigin L. A., Makienko G. P., Akmalov I. M., Peshin S. M. Heating cables and electric heating of wells. - Drilling and oil. - 2004, No. 3, p.22-25.
6. Рябчич И.И. и др. Патент. Способ эксплуатации скважины. RU 2006 127790 А МПК Е21В 43/00 (2006.01).6. Ryabchich I.I. et al. Patent. The method of operation of the well. RU 2006 127790 A IPC Е21В 43/00 (2006.01).
7. Ковригин Л.А., Макиенко Г.П., Акмалов И.М. Нагревательные кабели и управление температурным полем нефтяных скважин. http://www.ruscable.ru/doc/analytic/statya-068.html.7. Kovrigin L.A., Makienko G.P., Akmalov I.M. Heating cables and temperature control of oil wells. http://www.ruscable.ru/doc/analytic/statya-068.html.
8. ОАО «Псковгеокабель» www.pskoygeokabel.ru8. Pskovgeokabel OJSC www.pskoygeokabel.ru
9. Инновационный пpoeкт «Waterhunters». Организация серийного производства и продаж скважинных электрогидравлических аппаратов для интенсификации добычи нефти и межскважинного сейсмопросвечивания. http://waterhunters.ru/ru/prez/doc_prez/Oil_gaz.pdf.9. The innovative project “Waterhunters”. Organization of serial production and sales of borehole electro-hydraulic devices for the intensification of oil production and cross-hole seismic surveying. http://waterhunters.ru/ru/prez/doc_prez/Oil_gaz.pdf.
10. Бобров Ю.К., Боброва Л.Н., Джангиров В.А. Патент. Способ электрогидроимпульсного воздействия в нефтяных скважинах и устройство для его осуществления. RU 2295031 С2, МПК Е21В 43/25 (2006, 01).10. Bobrov Yu.K., Bobrova L.N., Dzhangirov V.A. Patent. The method of electrohydropulse exposure in oil wells and a device for its implementation. RU 2295031 C2, IPC Е21В 43/25 (2006, 01).
11. Аметов И.М и др. Патент. Способ интенсификации работы скважины. RU 93055695 А, МПК Е21В 43/25.11. Ametov I.M. et al. Patent. A method of intensifying well operation. RU 93055695 A, IPC Е21В 43/25.
12. Балтаханов А.М. Патент. Способ очистки внутренней поверхности труб. RU 94027331 А1, МПК В08В 9/04, В08В 3/10, F28G 7/00.12. Baltakhanov A.M. Patent. The method of cleaning the inner surface of the pipe. RU 94027331 A1, IPC В08В 9/04,
13. Компания ЗЕВС-Трубопровод. http://www.zevs-irp.ru 13. The company ZEVS-Pipeline. http://www.zevs-irp.ru
14. С.Е.Сакипова. К расчету импульсного давления при расчете электроразрядного воздействия в неоднородной жидкости. Вестник Томского ГУ, №1(5), 2009, стр.74-81.14.S.E. Sakipova. To the calculation of the pulse pressure in the calculation of the electric discharge in an inhomogeneous liquid. Bulletin of Tomsk State University, No. 1 (5), 2009, pp. 74-81.
15. О.Н.Сизоненко, А.И.Райченко. Особенности структурных и физико-химических изменений высоковязких углеводородных флюидов при воздействии высоковольтного электрического разряда. Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины, Институт проблем материаловедения им. И.Н.Францевича НАН Украины, УДК 622.24.537.52815.O.N.Sizonenko, A.I. Raichenko. Features of structural and physico-chemical changes in high-viscosity hydrocarbon fluids under the influence of high-voltage electric discharge. Institute of Impulse Processes and Technologies of NAS of Ukraine, Institute of Problems of Materials Science named after I.N. Frantsevich NAS of Ukraine, UDC 622.24.537.528
16. Жукова Е.М. Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов. Автореферат диссертации на соискание у. ст. к.х.н., Саратов, ГОУ ВПО «Саратовский Государственный университет», 2008 г.16. Zhukova E.M. The impact of high-voltage electro-hydraulic discharge on the physicochemical properties of oil and oil products. Abstract of dissertation Art. Ph.D., Saratov, GOU VPO “Saratov State University”, 2008
17. A.M.Артемьев, И.В Вовк, А.И.Кривоног, П.В.Лукьянов. О возможности электрогидравлической регенерации очистных полимерных фильтров. Акустический вicник. 2005. Том 8, №4. С.14-19.17. A.M. Artemiev, I.V. Vovk, A.I. Krivonog, P.V. Lukyanov. On the possibility of electro-hydraulic regeneration of treatment polymer filters. Acoustic Vic. 2005.
18. Юкин А.Ф. Управление тепловыми режимами транспорта вязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н., УГНТУ, Уфа, 2004 г.18. Yukin A.F. Thermal management of transport of viscous and solidifying oils and petroleum products. Abstract of dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences, UGNTU, Ufa, 2004
19. Е.И Скибенко, В.Б.Юферов, И.В.Буравилов, А.Н.Понамарев. Измерение плотности плазмы в пространственно распределенном электрическом разряде в жидкой среде. ЖТФ, 2006, т.76, вып.9, стр.133-135.19. E.I. Skibenko, V. B. Yuferov, I. V. Buravilov, A. N. Ponamarev. Measurement of plasma density in a spatially distributed electric discharge in a liquid medium. ZhTF, 2006, v. 76, issue 9, pp. 133-135.
20. Хвощан О.В., Курашко Ю.И., Мельхер Ю.И., Литвинов В.В. Исследование теплового поля разрядника погружных скважинных комплексов. Вестник НТУ «ХПИ» «Техника и электрофизика высоких напряжений» 2009, №39, стр. 198-220.20. Hvoshchan O.V., Kurashko Yu.I., Melkher Yu.I., Litvinov VV Investigation of the thermal field of a spark gap of submersible borehole complexes. Bulletin of NTU "KhPI" "High voltage engineering and electrophysics" 2009, No. 39, pp. 198-220.
Claims (27)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146464/03A RU2475627C1 (en) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation |
| PCT/RU2012/000937 WO2013073997A2 (en) | 2011-11-17 | 2012-11-15 | Method for eliminating and preventing the formation of asphaltene and paraffin deposits in oil wells and pipelines, apparatus for the implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146464/03A RU2475627C1 (en) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2475627C1 true RU2475627C1 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=48430326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011146464/03A RU2475627C1 (en) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2475627C1 (en) |
| WO (1) | WO2013073997A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2801012C1 (en) * | 2023-02-10 | 2023-08-01 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for operating well equipped with electric submersible pump under conditions complicated by formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and device for its implementation |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2540413A1 (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-10 | Commissariat Energie Atomique | Surface-treatment process and device using electrical discharges |
| RU2055171C1 (en) * | 1993-12-14 | 1996-02-27 | Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт | Method for stimulation of oil recovery |
| RU2244109C1 (en) * | 2004-05-06 | 2005-01-10 | Толоконский Сергей Игоревич | Method of treating bottom zone of well |
| RU2368765C2 (en) * | 2007-12-24 | 2009-09-27 | Белянский Владимир Самуилович | Method of electric hydraulic pulse action in oil and gas wells and downhole generator for method's realisation |
| RU2382373C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Анатолий Яковлевич Картелев | Method for remote control of well electric discharge devices |
| RU93700U1 (en) * | 2009-12-28 | 2010-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | DEVICE FOR ELECTRIC HYDRAULIC INSTALLATION CONTROL |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT398283B (en) * | 1992-07-21 | 1994-11-25 | Geodrill Bohr Gmbh | METHOD FOR REMOVING BODIES ON THE SURFACES OF LIQUIDS, IN PARTICULAR FOUNTAIN PIPES, ADHESIVE DEPOSITS |
| RU2175898C1 (en) * | 2000-04-25 | 2001-11-20 | Закрытое акционерное общество "Еврофинчерметхолдинг" | Electric discharge apparatus for cleaning surfaces of hollow products |
| RU2388908C1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Соновита" | Method of electric hydraulic impact on oil formation and device for its implementation |
-
2011
- 2011-11-17 RU RU2011146464/03A patent/RU2475627C1/en active
-
2012
- 2012-11-15 WO PCT/RU2012/000937 patent/WO2013073997A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2540413A1 (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-10 | Commissariat Energie Atomique | Surface-treatment process and device using electrical discharges |
| RU2055171C1 (en) * | 1993-12-14 | 1996-02-27 | Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт | Method for stimulation of oil recovery |
| RU2244109C1 (en) * | 2004-05-06 | 2005-01-10 | Толоконский Сергей Игоревич | Method of treating bottom zone of well |
| RU2368765C2 (en) * | 2007-12-24 | 2009-09-27 | Белянский Владимир Самуилович | Method of electric hydraulic pulse action in oil and gas wells and downhole generator for method's realisation |
| RU2382373C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Анатолий Яковлевич Картелев | Method for remote control of well electric discharge devices |
| RU93700U1 (en) * | 2009-12-28 | 2010-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | DEVICE FOR ELECTRIC HYDRAULIC INSTALLATION CONTROL |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2801012C1 (en) * | 2023-02-10 | 2023-08-01 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for operating well equipped with electric submersible pump under conditions complicated by formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013073997A3 (en) | 2013-07-11 |
| WO2013073997A2 (en) | 2013-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10280723B2 (en) | Plasma source for generating nonlinear, wide-band, periodic, directed, elastic oscillations and a system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source | |
| CA2783931C (en) | Method and apparatus for stimulating wells | |
| US5004050A (en) | Method for well stimulation in the process of oil production and device for carrying same into effect | |
| US8950495B2 (en) | Well cleaning method | |
| US6227293B1 (en) | Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge | |
| AU2001232892B2 (en) | Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs | |
| JP4543087B2 (en) | Electroacoustic method and apparatus to facilitate mass transfer process for enhanced production recovery of wells | |
| EP3500724B1 (en) | Acoustic stimulation | |
| AU2001232892A1 (en) | Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs | |
| WO2010114415A1 (en) | Method for performing an electrohydraulic action on an oil formation and a device for carrying out said method | |
| RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
| US20140060804A1 (en) | Well Cleaning Device | |
| RU2475627C1 (en) | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation | |
| WO2020060435A1 (en) | Method and apparatus for complex action for extracting heavy crude oil and bitumens using wave technologies | |
| RU2640846C1 (en) | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation | |
| RU2471965C1 (en) | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and plant for its implementation | |
| RU2593850C1 (en) | Method of reagent supply and well treatment with high-viscosity oil | |
| RU144631U1 (en) | ELECTRIC HAMMER FOR DRILLING WELLS | |
| RU76256U1 (en) | DEVICE FOR RESTORING THE PRODUCTIVITY OF A WATER WELL | |
| RU2241118C1 (en) | Method for extracting an oil deposit | |
| UA20737U (en) | Well emitter |